分布式综合能源系统是电力系统的一个新的发展和研究方向,在能源的高效利用及灵活调度方面具有极大的潜能和优势,是我国缓解能源紧缺和改善能源结构单一的重要途径之一。本文设计了一个由微燃机冷电联供系统、光伏电池、质子交换膜燃料电池、蓄电池以及电制冷机组成的分布式综合能源系统,研究工作围绕其动态建模和协同控制展开,即通过机理建模和试验建模方法,在MATLAB/Simulink平台搭建各子系统的动态模型,并为各子系统的功率控制、直流母线的电压控制以及整个系统的协同控制设计控制策略。论文基于模块化建模的思想,按照工作原理对微燃机冷电联供系统进行模块分解,基于物理学守恒定律建立其机理模型;对系统进行扰动仿真实验,验证了模型的正确性并分析出影响冷电功率的主要因素,为设计控制策略提供了基础;基于系统的机理模型,采用递推最小二乘法算法辨识出该系统的Hammerstein模型;为实现冷负荷跟踪,提出了一种基于Hammerstein模型的非线性动态矩阵控制算法H-DMC,算法通过对非线性部分求逆补偿了模型的非线性,将非线性对象的控制转化为线性问题,仿真结果显示该算法较传统的PID控制器冷负荷跟踪效果更好,抗干扰能力更强。论文对直流微网中其他发电子系统的建模和控制进行了研究,采用电导增量法实现光伏发电系统的最大功率跟踪控制;采用双向DC/DC变换器控制蓄电池充放电功率;采用电流前馈控制质子交换膜燃料电池发电系统的功率;采用自抗扰控制器控制直流母线电压,仿真结果显示直流侧各发电子系统控制效果良好。论文在完成各子系统控制策略设计的基础上,从两个时间尺度对整个分布式综合能源系统进行协同控制。在小时间尺度上研究直流微网的并网控制,采用同步PI电流控制算法实现了有功功率和无功功率的跟踪控制,并且通过逆变器两侧的电流变化,与直流侧燃料电池电流前馈控制、直流母线电压自抗扰控制和蓄电池充放电控制进行协同,实现了综合能源系统并网后的能量供需平衡,仿真结果显示交流侧电功率跟踪控制效果良好,且输出的交流电满足用电标准。在大时间尺度上研究系统的能量调度,以经济性最优为目标函数,充分考虑设备的启停和冷电耦合,建立日前经济调度模型,采用OPTI工具箱求解0-1混合整数非线性规划模型,仿真结果表明所提出优化模型是合理的,对各子系统的功率协同跟踪有参考意义。