全球电力系统正在向“去中心化”、“去碳化”和“智能化”转变,智能微网作为整合分布式可再生能源发电的高效平台,是未来电力系统的重要组成部分。智能微网是集发输配电于一体,整合先进的控制技术,实现分布式能源管理、提高发电效率和保证供电可靠性的综合能源系统。随着分布式可再生能源的大规模接入,智能微网系统建模和控制技术的研究是当前的热点问题。特别是离网模式下运行的微网,由于没有主网的支撑,需要在建立具有合理约束模型的基础上研究电压稳定和功率平衡等问题。本文针对离网型智能微网,整合了先进的网络化控制方法,分别研究了扰动、故障和时延三种情况下的电压稳定问题,主要研究成果如下:1.针对存在扰动的离网型微网系统,设计了一种分散电压控制方法。首先建立了由分布式发电单元和负荷组成的离网型微网系统的数学模型,然后设计了基于非奇异终端滑模控制和扰动观测器相结合的复合控制器。滑模控制由于其控制信号的不连续性,对处理参数摄动和外部扰动具有一定的优势。该算法的主要特点是通过引入扰动观测器来削弱滑模控制固有的抖振问题,最后通过仿真验证了所提出的控制器在处理电压稳定和削弱抖振方面的可行性和有效性。2.针对存在扰动和执行器故障的离网型微网系统,设计了一种基于滑模面的分布式容错二次电压恢复方法。与传统渐近收敛的控制方法相比,该控制器能够快速消除一次控制引起的电压偏差,并在负荷波动的情况下提供功率共享,从而将多个分布式单元的输出电压幅值调节到期望值,实现多分布式单元的一致性电压恢复。该算法的主要特点是通过简单的通信网络实现离网型微网的电压调节,降低了通信链路的负担和网络的复杂程度,最后通过仿真验证了所提控制器的有效性。3.针对具有随机通信时延的离网型微网系统的二次电压恢复问题,设计了一种分布式协作一致性算法。首先建立了离网型微网的全局闭环模型,定性分析了随机通信时延系统的二次电压恢复机理,设计了一种分布式协同一致性电压恢复策略。然后基于Lyapunov稳定性理论和Schur补原理,得到了随机通信时延系统在外部输入为零和不为零两种情况下渐近收敛一致的充分性条件。所提出的控制策略满足了闭环系统的稳定性和可靠性要求,最后对所提控制器的性能进行了仿真验证,证明其可行性和有效性。本文所给出的方法为处理外部扰动、执行器故障和时延三种情况下,离网型微网的电压稳定问题提供了参考设计,并基于现有的研究成果和目前存在的问题,对智能微网未来的发展做出了分析和展望。