大力发展新能源发电在推动我国能源生产及消费革命中占有重要地位,无论是从经济社会走可持续发展之路还是改善我国能源结构加固能源安全稳定都具有重大意义。本文以高比例新能源发电子系统互联的微电网为研究的对象。以包括运行成本经济指标、可再生能源利用率指标以及环保性指标构成的微电网联合发电系统综合经济性为优化目标,采用大系统理论对该微电网系统的协调优化及控制进行研究。大系统理论的核心思想是将一个大规模系统进行分解协调及分散控制,使其转化为若干个子系统进行求解。通过分解协调建立多层递阶控制结构,形成协调层、局部决策单元及调度层三层结构。首先,对微电网大系统的协调层进行构建,建立微电网联合发电系统的综合经济性模型并以其为优化目标。同时建立微电网联合发电系统的全局约束模型,通过引入拉格朗日乘子及全局约束条件建立该目标函数的拉格朗日函数。协调层通过接收下层反馈信息,对拉格朗日乘子进行更新,并将更新后的拉格朗日乘子发送给下层局部决策单元。由于传统次梯度法更新过程中存在的振荡现象,经过多次研究对比本文采用的自适应次梯度法配合集结投影次梯度法的交替使用对拉格朗日乘子的更新展现出良好的优化效果。第二,对微电网大系统的局部决策单元进行构建。通过大系统理论的分解协调思想,将微电网联合发电系统的总体目标函数分解成若干子系统中的子问题。考虑每个发电系统各自的约束,在局部决策单元中对子问题进行优化,并将优化结果反馈给上层协调层。经过理论分析及算法测试对比,局部决策单元中采用改进的量子粒子群算法进行优化具有较快的收敛速度及较好的全局优化性能。第三,对微电网大系统的调度层进行构建,在调度层中对风力发电系统、光伏发电系统以及光热发电系统创建预测模型,构建模型预测控制器以应对风光资源的不确定性,达到良好的跟踪控制效果。柴油发电机组具有较好的稳定性,文中采用构建模糊PID控制器的方式以控制柴油发电机各机组的出力情况。通过各子系统的协调优化控制,实现该联合系统的综合经济性最低。最后,进行案例分析对该理论进行仿真研究,确定了综合经济性达到最优时各个不同类型机组的出力情况。通过基于大系统理论的分解协调调度与基于量子粒子群的一体化调度进行仿真对比,证明了该方法的可行性及有效性。该研究为高比例新能源发电的规模化提供了一定的借鉴意义。