电力系统中的传统火电机组对环境影响极大,目前世界各国均在大力发展清洁环保的分布式电源以替代电网中的传统机组。绝大部分分布式电源需要通过电力电子变流器接入电网,由于电力电子变流器不具备机械储能结构,因此其本身不能像传统同步发电机那样为电网提供惯量支撑与阻尼作用。在分布式电源发展初期,其较小的发电容量对电力系统造成影响可忽略不计。但随着分布式电源渗透率的不断上升,电力系统因惯性缺失造成的不稳定问题将愈发突出。虚拟同步控制技术可使分布式电源模拟同步发电机的外特性,从而成为解决电力系统惯性缺失问题的新方法。本文以储能交流侧加装方案的光伏虚拟同步发电机为例,以虚拟同步控制技术控制储能并网逆变器,从而形成储能虚拟同步发电机,进而使常规光伏电站具备惯量支撑与一次调频的功能。本文首先简单分析了储能虚拟同步发电机的储能电池模型和双向直流变换器的结构及参数设计。然后着重研究了虚拟同步控制技术的控制原理,说明了其与同步发电机的物理对应关系,从虚拟同步控制的有功环、无功环与内环控制结构分析入手,进而推导出虚拟同步发电机小信号模型,确定了虚拟同步控制阻尼系数与转动惯量参数设计规则,参考储能装置的实际运行工况设计了两种工况下的不同控制参数并形成虚拟同步控制参数乒乓控制策略。随后,在MATLAB/Simulink中搭建并网光伏虚拟同步机仿真模型,验证了光伏虚拟同步机对电网频率的支撑作用以及不同控制参数对虚拟同步控制性能的影响,证明了虚拟同步控制参数乒乓控制策略的有效性。最后,本文建立了以RT-LAB半实物仿真器为核心的并网光伏虚拟同步机半实物试验平台,将光伏发电及其控制部分、储能与电网模型转换为代码写入RT-LAB半实物仿真器中运行,将虚拟同步控制程序写入DSP控制板中,二者以自定义的通讯协议通过I/O口进行数据交换,验证了本文所提控制策略的有效性和可实现性。同时,也验证了本文所搭建的半实物实验平台的直观易用性与其他实验的普适性。