碳达峰、碳中和目标下,交流微电网（后文简称微电网）因其控制灵活、新能源发电渗透率高等优点成为目前研究的重点。微电网通常通过一个公共连接点（Point of Common Coupling,PCC）接入主电网,其可以工作于并网模式（Grid-tied Mode,GTM）与孤岛模式（Islanded Mode,ILM）。并网模式下,微电网的电压和频率由主电网提供,分布式电源换流器对主网进行跟随,输出特定功率。当主电网因故障退出运行后,微电网进入孤岛模式,储能换流器（Energy Storage Converter,ESC）将对微电网的电压和频率进行支撑。微电网在整个运行过程中,需要始终满足负载对于电能质量的要求。此外,当多ESC并联运行时,还需要各ESC根据自身容量合理分配负载。由于并网模式下负载对电压和频率的要求可以由主电网满足,所以目前研究的重点为并网-孤岛模式切换过程中以及孤岛运行模式下的微电网控制策略。虽然已有较多文献针对前述问题展开了研究,但所提出的模式切换与孤岛运行控制策略大多在功率下垂控制等传统方法上进行改进,无法消除传统控制方法所固有的非线性特征以及动态性能差等问题。因此,本文围绕微电网并网-孤岛模式切换以及孤岛运行工况,针对微电网单ESC运行场景与多ESC运行场景分别提出了新的控制策略。并网转孤岛过程中,为实现单ESC运行场景下的并网-孤岛模式无缝切换目标,提出了基于功率自适应跟踪特性的平滑切换控制策略。首先通过推导微电网的功率平衡方程,揭示了并网转孤岛情况下造成负载电压与频率偏移问题的原因是源-荷功率的不匹配。然后,在ESC的控制器中引入功率自适应跟踪环节,使得孤岛发生后ESC的输出功率能够自适应地跟踪负载的额定功率,从而保证负载电压和频率维持在允许范围内。此外,根据控制系统的稳定性限制和交流负载的电能质量要求,给出了通用的控制参数设计方法。最后,实验结果验证了所提控制策略和参数设计方法的有效性。并网转孤岛过程中,为实现多ESC运行场景下的并网-孤岛模式无缝切换以及ESCs功率合理分配的目标,提出了基于电压-电流（V-I）下垂特性的平滑切换控制策略。首先分析了并网模式和孤岛模式下ESC的输出功率情况,指出了影响ESC功率均分的关键因素是合并电阻与ESC空载输出电压相位。然后,结合合并电阻详细介绍了并网模式和孤岛模式下V-I下垂控制的工作原理。接着,针对ESCs间以及ESCs与主网的同步问题,提出了一种同时具备同步与预同步功能的算法。该同步算法无需通信,根据ESCs与交流母线的相位差自适应调节各ESCs的相位步长,从而减小ESCs之间的相位差,最终实现同步。最后,搭建由2台并联运行ESC组成的微电网系统,对所提控制策略进行了实验验证。孤岛模式下,为提升单ESC运行场景下的电能质量,提出了基于扰动观测器（Disturbance Observer,DOB）的负载电流前馈控制方法。本方法将负载电流视为系统扰动,经扰动观测器观测后前馈至电压外环补偿器的输出端,从而抑制负载电流对输出电压的影响。在不需要增设额外电流传感器、信号传输与处理电路的情况下实现对负载电流的快速跟踪,进而提升系统的动态性能,减小逆变器输出电压的稳态误差。基于控制系统快速响应能力和稳定性的要求,给出了具备普适性和可移植性的控制参数设计方法。分析表明,与传统电压电流双环控制相比,所提负载电流前馈控制方法对参数摄动的灵敏度更低,系统的鲁棒性更强。仿真和实验验证了所提控制策略及参数设计方法的可行性和有效性。孤岛模式下,为提升多ESC运行场景下的电能质量,实现各ESC输出功率的合理分配,提出了基于DOB的V-I下垂控制方法。首先,详细介绍了孤岛模式下V-I下垂控制的工作原理,揭示了V-I下垂控制实现功率均分的前提是合并电阻与ESC容量成反比,且各ESC空载输出电压相位一致。进而,提出了一种基于DOB的V-I下垂控制方法,一方面通过基于DOB的电流前馈控制消除了ESC的输出阻抗,另一方面则通过基于DOB的虚拟阻抗法对合并电阻进行合理设计。然后,提出了基于母线电压实时追踪的ESCs同步控制方法,该算法根据ESCs与母线电压的相位差,自适应调整各ESC的相位追踪步长,从而实现ESCs的同步。此外,考虑系统稳定性和电能质量要求,提出了控制参数设计的具体方法。最后,搭建由3台并联运行ESC组成的微电网系统对所提策略进行了实验验证。