设计了基于小信号电路的虚拟同步机主电路功率环，建立了其小信号分析模型。针对虚拟同步机功率回路耦合参数难以设定的问题，提出了一种不增加线阻抗的回路解耦控制方法。在此基础上，对功率环的参数进行了定量分析和设计。同时，针对无功功率分布不均的问题，增加了高山控制环节，减少了负荷电压波动。在MATLAB/Simulink仿真平台上建立了单机虚拟同步发电机仿真模型和两机VSG仿真模型，验证了所提控制策略的有效性。