微电网系统能够整合分布式能源,最大程度发挥分布式发电的经济效益。在三相孤岛微电网系统中,不对称负载的出现造成微电网系统电压不对称,较多的负序负荷电流也会影响系统的稳定性和动态性能。本文主要研究内容如下:(1)阐述了课题背景与研究意义,归纳了微电网的基本概念和研究现状,分析了基于下垂控制的微电网逆变器控制策略,建立了微电网逆变器的数学模型,介绍了不平衡微电网逆变器的控制方法。(2)详细分析了不平衡微电网电压补偿和负序负荷电流分配的原理,由于逆变器负序输出阻抗是影响电压不对称度和提高负序负荷电流分配的主要因素,提出了一种不平衡微电网分布式电压分层优化控制策略,该策略由负序虚拟补偿电导-负序无功功率G-Q-下垂控制层和二次负序电压协调优化控制层组成,通过在逆变器负序输出阻抗上添加负虚拟阻抗来实现减小逆变器输出电压不对称度和提高负序负荷电流分配的精度之间的协调优化,并通过MATLAB/Simulink仿真模型验证算法有效性。(3)建立了多机并联组成的不平衡孤岛微电网系统负序小信号模型,详细分析了不平衡微电网系统中各重要参数对系统稳定性和动态性能的影响,为控制器参数选取提供了依据。(4)搭建了基于SpaceR的微电网半实物实时仿真平台,在实验平台上对本文提出的不平衡电压分层优化控制算法进行实验验证。