微电网是一种在环境污染、能源短缺时代背景下发展起来的新型发配电系统,具有可再生能源渗透率高、运行方式灵活、输出电能质量高等主要特征。它能够实现大量分布式发电系统输出能量的协调分配与统一管理,是今后智能电网发展所不可或缺的一种新型底层结构。微电网技术自提出至今已有十余年的发展历程,目前其结构类型主要有交流型、直流型以及交直流混合型三种。它们几乎都沿用了传统的电力网络结构,由于受结构条件的限制,它们内部存在如环流、谐波、控制复杂以及安全性低等问题,而且这些问题尚未得到很好的解决。本文研究的一种串联型微电网可以从结构上很好地解决普通微网中所存在的诸多关键性问题,但在这一特殊网架结构的系统中,也未免存在一些新的内容、问题面临研究与解决。为了使串联型微网具有独立运行能力,而且今后能够在实际工程领域得到推广与应用。本文以孤岛模式下的三微源串联型微网为研究对象,进行了基于混合储能(Hybrid Energy Storage System,HESS)的随机微源直流链电压稳定控制、串联逆变环节传统与先进控制方法、优化运行范畴中的功率协调控制、微源解列/恢复以及三相系统组合实现等内容的研究,相关内容具体概括如下:1)孤岛模式下串联型微网特性分析。主要包括系统输出电压及所含谐波特性、各微源输出电流与频率特性、串联逆变环节局部动态特性、串联结构中各微源逆变器直流侧等效负载模型以及彼此之间的比例关系等。2)随机微源直流链电压的稳定控制问题。首先分析了随机微源特性对系统输出电压的影响;其次,建立了基于buck/boost双向DC/DC变换器、超级电容与蓄电池构成的混合储能系统小信号模型。基此,重点分析了引起直流链电压波动的主要因素,并通过将扰动量的前馈补偿引入到控制系统当中,形成有效的线性多环复合控制方法。3)串联逆变环节的传统与先进控制方法。串联逆变是各微源输出电能变换的最后环节,其控制方法的好坏很大程度上决定了系统输出电压的波形正弦度。本文进行了几种线性控制方法与非线性控制方法的应用研究。其中,线性控制方法包括基于传统PID调节的双闭环控制、复合双闭环以及基于准比例-谐振(Quasi Proportional Resonant,QPR)调节的双闭环控制方法;非线性控制方法包括输入/输出反馈精确线性化控制与自抗扰控制两种先进的控制方法。4)功率协调控制是实现串联型微网优化运行的重要手段。本文该部分内容主要涉及两个方面:其一,混合储能系统中蓄电池和超级电容之间的功率协调控制;其二,各微源之间的功率协调控制。HESS协调控制是直接通过二次调整蓄电池参考电流,超级电容自动补偿来实现;微源之间的协调控制通过二次微调各微源之间的调制比例来实现,并通过串联逆变环节小信号模型分析确定该协调控制所要满足的约束条件。5)为满足三相负载用电需求和三相并网要求,研究了采用分相独立控制与统一控制两种控制方式下的三相组合系统。不同系统中串联逆变环节均采用QPR电压调节的双闭环控制方法,其区别在于前者是直接在单相自然坐标系中进行的,而后者是在两相静止坐标系中实现的。另外,针对串联型微网中微源解列/恢复操作的特殊要求,本文通过各微源直流链电压彼此之间的协调调节与串联逆变环节的闭环控制相配合来实现。