随着经济的快速发展,能源问题日趋严重,可再生能源、电动汽车和储能系统等得到越来越广泛的应用,传统集中式电力系统正在向分布式电力系统转化。伴随着可再生能源渗透率的逐步提高,分布式能源并网技术得到了广泛的研究和发展。以电力电子变换器为接口的分布式发电系统缺乏传统电机所具有的惯性和阻尼,因此电力系统更容易受到功率波动和系统故障的影响。为了解决此问题,虚拟同步发电机技术(Virtual Synchronous Generator,VSG)得到了广泛的研究。然而传统VSG存在并网速度慢、有功/无功功率耦合影响调控效果的问题,因此研究高效的并网及功率解耦策略对VSG的稳定运行和推广应用具有重要意义。围绕着平滑并网及功率解耦这两大关键技术问题,本文的主要研究内容针对以下几个部分展开:第一部分,基于理想同步发电机的结构原理,将同步发电机二阶数学模型推广应用于逆变器控制中,对VSG的基本原理及系统构成进行了介绍;对VSG控制器及参数设计展开了详细的分析,在孤岛/并网、多机并联等运行模式下对VSG的运行特性展开了研究,验证了VSG控制策略的可行性及优越性。第二部分,基于经典VSG模型,分析了一种自同步VSG控制策略,该策略能够利用VSG自身的同步特性,避免使用锁相环所产生的误差,随后在自同步VSG模型的基础上,提出了一种应用微型同步测量单元的预同步VSG控制策略,该策略可以保证异地采集信号的高度同步性,实现快速平滑的并网控制。第三部分,针对VSG应用在中低压电网中存在的有功/无功功率耦合问题展开了详细的讨论分析,提出了一种基于动态虚拟电流前馈的二阶VSG功率解耦策略,该策略基于动态电流补偿动态耦合功率的思想,能够弥补传统虚拟阻抗功率解耦策略仅能应用于小功角工况的缺点,当VSG运行在大功角情况时,该策略能够保证有功功率和无功功率较好的解耦,尤其在下垂控制中还可以提高功率稳态调控精度。