近年来,国家对分布式光伏发电大力支持,推动了光储微电网的快速发展。光储微电网集成了分布式光伏单元、储能单元、负荷单元和控制保护装置,是一个能够实现自主控制、保护和管理的自治系统,克服了分布式光伏发电单元输出功率随机波动的缺陷,是利用分布式光伏发电单元进行稳定供电的一种有效方式,具有巨大的社会与经济意义。然而,光储微电网运行方式灵活多变,电源数量多且运行特性不一,其协调控制较为复杂。光储微电网在考虑性价比的条件下要实现稳定高效运行,因地制宜地为用户提供高质量的供电服务,则需要有完善的多电源协调控制策略提供保障。为此,本文对光储微电网的协调控制系统的研制展开了研究,主要研究内容如下:1.在分析光储微电网的典型结构和运行方式的基础上,对微电网内部微电源—光伏发电单元和储能单元的运行特性进行系统化研究,归纳了两种微电源在微电网中的功能定位及接入原则,指出适应于光储微电网系统的储能类型,以降低储能投资成本和提高微电网性价比为目标,提出储能单元容量配置的原则和计算方法,基于这一原则和计算方法,针对具体微电网示范工程设计了一种实用型光储微电网系统。2.分析光储微电网系统的光伏发电单元、锂电池储能单元、负荷单元等电气单元的基本原理、数学模型和控制策略,建立基于PSCAD/EMTDC软件平台的光伏发电单元、锂电池储能单元、负荷单元的仿真模型,在此基础上搭建了光储微电网系统的运行模型,进行微电网并离网两种工况下的微源调度和负荷突变仿真实验,所搭建的微电网仿真模型能快速响应指令调节电源出力,并能在保障安全稳定运行的前提下承受一定范围内的负荷突变。3.分析现有协调控制策略思想的优缺点,在此基础上设计了微电网的三层协调控制架构,其中集中控制层是协调控制策略实现的核心层,针对光储微电网电压/频率在受到微电源和负荷变化扰动时会发生较大范围变化的特点,结合电压/频率动态特性,提出了一种电压/频率分段的切换协调控制策略,针对不同的电压/频率段采用合理的控制策略,以实现光储微电网系统电压和频率的快速、实时调整。4.在光储微电网电压/频率A段内对不同运行模式(并网运行、离网运行和并离网切换等三种常见运行模式)进行分类研究。在保障微电网安全稳定运行的前提下,提出并网协调控制策略,使得微电网并网时可以准确跟踪配电网的调度指令要求;采用模糊控制理论进行离网协调控制策略的研究设计,使得离网运行时可以保障重要负荷供电,并实现两种工况间的平滑切换。5.针对所设计的用户侧典型光储微电网系统,利用C语言对所提出的协调控制策略进行通用化编程,结合PSCAD/EMTDC的C语言接口技术搭建了光储微电网动态仿真系统,对并网状态协调控制策略、离网状态协调控制策略和并离网切换控制策略进行了仿真验证,结果表明:本文所提出的微电网多电源协调控制策略能够有效地保障微电网在并网、离网和并离网切换等多种工况下的安全稳定运行,并实现在并网工况下对配电网调度指令的快速响应跟踪。6.设计和实现了一种实用的光储微电网协调控制系统,基于模块化设计思想,对微电网系统的关键控制装置—微电网中央控制器的硬件和软件方案进行设计,实现微电网各微源协调控制与保护的一体化,并在光储微电网示范工程中进行了试运行,验证了本文所提出的协调控制系统的有效性。本文研究受国家高技术研究发展计划(863计划,基于分布式能源的用户侧智能电网关键技术研究与集成示范,2014AA052001)项目资助。