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微电网作为高渗透率的分布式电源(Distributed Generation,DG)接入配电网的纽带,可实现电能质量供需的灵活控制,得到了国内外学者的广泛关注。微电网系统中分布式电源的不确定性、运行模式的多变、以及负荷设备类型的多样化,给微电网电能质量,尤其是电压质量治理带来了一定的困难。因此,根据微电网负荷性质、电压频率控制特性以及不同层次用户需求。从时间和空间的双重尺度,研究微电网电压质量分层分区优化控制策略,对改善微电网电压质量,提高系统电压水平具有重要意义。论文针对微电网电压不平衡控制、电压控制区域划分,以及用户对电能质量多样化的需求等问题,主要展开以下几个方面的研究:1)针对孤岛微电网公共耦合点(Point of common coupling,PCC)接入不对称负荷引起的电压不平衡问题,提出网络化分层协同优化控制方法。其中,本地控制层采用下垂控制和虚拟阻抗,实现有功功率和无功功率分配。在二次控制中,采用动态一致性算法获取全局平均值,实现电压、频率偏差的恢复。并结合优化控制策略,实现PCC和DG电压不平衡协同补偿控制。结果表明,该方法能够在补偿PCC电压不平衡的同时,兼顾DG逆变器输出端电压质量。2)针对微电网电压控制区域划分问题,提出了基于电压增量矩阵的微电网电压控制分区方法。该方法采用广义Tellegen定理求解灵敏度,构造了电压增量矩阵,并以K-均值聚类算法进行聚类。对聚类分区方案和分区过程产生的对区域连通性有影响的特殊节点,以综合模块度最优为原则进行选择和调整,将电网划分为若干不同的子区域。仿真结果表明,该方法能得到区域间解耦性和对故障的鲁棒性均较强的分区方案。3)针对含多母线的孤岛微电网不同母线对电能质量的多样化需求问题,在分区的基础上,分析多母线电压不平衡补偿机理,提出一种电压不平衡分层分区优化补偿策略。三次控制层采用改进人工蜂群算法获得最优的三次补偿增益,送往二次控制器。生成补偿参数,乘以三次补偿增益后反馈至一次控制层,以此优化分配各DG补偿量。仿真结果表明,该方法能够实现PCC、DG端以及各母线电压不平衡协同控制,满足系统对电能质量多样化的需求。