本文研究汽轮发电机作为发电源的微电网在带突变性较强的负载,由于汽轮机的动态响应较慢,瞬态调节过程中与负载功率不平衡而引起的电能质量问题。将超级电容储能电源与汽轮发电机相结合构成汽轮机-超级电容混合发电系统,分别研究汽轮机故障跳机和负载突变较强时微电网的动态电能质量问题。本文首先对汽轮机-超级电容混合发电系统进行建模,给出混合发电系统的系统架构和瞬时功率流动方向。在此基础上建立汽轮机发电系统的非线性数学模型,通过仿真来对非线性模型误差进行分析,仿真结果表明在本文要求的发电频率误差小于5%的范围内,模型建立是准确的。对超级电容储能电源进行建模,具体有双向DC/DC变换的建模和双模式逆变器的建模。其次针对汽轮发电机故障跳机时的电能质量问题,提出超级电容储能电源的并/离网平滑切换控制策略。先分别给出了双向DC/DC变换器的控制策略和双模式逆变器的控制策略。设计了计划性并网时的相位预同步策略,通过仿真验证该策略能够实现双模式逆变器由离网到并网的平滑切换。针对双模式逆变器由并网到离网直接切换时有电压冲击现象,提出了基于负载电流前馈的并网到离网平滑切换控制策略,并通过仿真验证该策略能够消除切换过程的电压冲击现象,实现平滑切换。最后针对混合发电系统带突变性强的负载时微电网的动态电能质量问题。分析了汽轮机-超级电容混合发电系统的两种非协同控制的原理以及各自关键参数的影响。提出了在阶跃负载下基于汽轮机输出机械功率递推逻辑的混合发电系统协同优化控制和基于状态反馈控制的混合发电系统协同优化控制,这两种协同控制实现了超级电容储能电源容量最小的目标。分析了两种协同优化控制的机理以及各自的优缺点,并将其推广到多类型负载的情况。将两种协同优化方法具体的在矩形负载和斜坡负载下进行仿真实现。