微电网系统具有能源利用效率高、对环境影响小等诸多优点,近年来微电网技术也得到较快的发展。孤立运行状态下的微电网作为智能配电网的重要组成部分,其可为海岛、边防、农村以及对供电可靠性要求较高的区域提供了较好的用电解决方案。由于孤立微电网包含大量电力电子装置与间歇性出力的可再生能源,与大电网的特性有所不同,因此,如何快速实现有功的调节以保证系统的频率稳定已成为当前研究的热点。与此同时,孤立运行的微电网含多种能源发电方式构成的异质电源,各电源之间的发电成本特性各不相同,因此在频率控制及运行时如何兼顾安全性与经济性也是亟待考察的问题。本文针对含多种能源形式的发电构成的孤立微电网的有功及频率调整问题展开研究,旨在提出一种同时考虑微电网频率调节性能及调节的经济成本的分布式有功控制方案。首先,本文设计了微电网中各异质电源的本地一次调频控制系统。通过对各微源特性进行研究的基础上,提出:燃气轮机发电系统采用传统的下垂控制策略;蓄电池储能系统采用基于虚拟同步发电机的控制策略;光伏发电系统采用基于扰动观察法的频率控制策略;双馈式风力发电机系统采用转子超速与变桨相结合的方式参与调频,并加入虚拟惯性环节。所设计的控制系统满足分布式电源“即插即用”的要求,且在系统正常运行条件下能满足频率控制的需求。其次,提出基于一致性算法的分布式二分算法以实现孤立微电网中异质电源在系统层面的分布式最优化运行。最优运行的目标是使微电网在满足功率供需平衡及各微源各自约束的前提下,使得系统总体运行成本最低。所设计的分布式算法不需要中心控制器,并可利用N-1规则设计其通信系统结构以提高系统整体的可靠性;针对算法实现,本文提出了利用Matlab/Simulink中的S函数对控制器的通信和算法进行实现的方案。再次,针对孤立微电网的运行特点,设计了一种不同于大电网的二次调频控制方案。通过分析一次调频的原理,利用系统的稳态偏差估算各微源有功功率缺额,从而得到系统发电需求。二次调频执行过程中通过多次快速的功率参考值调整实现频率的无差调节。经理论推导与仿真分析,验证了所提出方法的准确性。最后,建立了孤立微电网系统“上层协调优化—下层自制控制”的双层控制体系,在满足孤立微电网频率稳定控制的基础上,实现了以系统总运行成本最低为目标的最优化经济运行。