随着传统逆变式微电网大量接入电网,会造成电力系统的惯量和阻尼的降低,对电力系统的动态响应及稳定性造成潜在威胁。为解决该问题,通过让逆变器模拟同步发电机的对外输出特性的虚拟同步发电机(Virtual Synchorous Generator,VSG)应用而生。频率作为微电网电能质量的重要标准,维持基于VSG的微电网频率稳定具有重要意义。而大负荷的投切、孤岛向并网的切换、和仅有VSG供电的孤岛系统,由于某些VSG的荷电状态过低,造成该部分VSG提前退出运行,可能会导致VSG机组的最大输出功率不足,使孤岛下的二次调频失败的问题都会造成系统频率稳定的下降。本文针对这三方面进行了研究:首先,通过建立VSG单机并网小信号模型,利用阻尼比和特征根轨迹分析了转动惯量和阻尼系数对系统稳定性和功率的影响。又分析了转动惯量和阻尼系数对于暂态下频率的影响,并根据分析结果提出一种双参数模糊自适应控制方法。与传统虚拟同步发电机控制相比,在相同负荷扰动下,发现频率超调得到显著减小,系统动态频率响应得到提高。然后,利用分析同步发电机二次调频原理得到的频率无差调节条件,建立了基于VSG的孤岛二次调节环节,实现了电压和频率的稳定,并进行了可行性分析。然后分析了传统功率分配的原理,并在传统功率分配的基础上,提出了一种等荷电状态(State of charge,SOC)功率分配方法。相比于只能按照额定容量进行功率分配的传统功率分配,该方法不仅在SOC不一致时,可以动态调节各VSG之间的功率分配,使SOC逐渐趋于一致,还能在SOC一致时,各VSG仍按额定容量进行分配。从而避免了部分VSG的SOC过低,导致该部分VSG提前退出运行,可能使系统二次调频失败的问题。其次,为维持基于VSG微电网并离网过程中的频率稳定,本文对基于锁相环(Phase-Locked Loop,PLL)的预同步方法的原理进行了分析,发现该方法受PLL精度的影响。为解决该问题,本文提出了一种基于坐标变换的无锁相环预同步控制方法。相比于基于PLL的预同步控制方法,摆脱了对PLL的依赖,避免了由于PLL精度较低,造成的预同步效果变差,使系统并网过程中频率受到的扰动加大的问题。但该方法相比于基于PLL的预同步方法存在二次调频方法无法直接向其切换的问题,为此本文设计了一套切换方法,实现了在基本不会引起频率波动的前提下实现二者切换。最后,分别在MATLAB/Simulink上对上述方法进行了有效性验证。