稳定可靠、价格合理的能源供给,特别是电力供给,是实现远洋海岛有人居住、值守,以及保障海岛可持续开发的先决条件。由于地理距离遥远,大陆电网与远洋海岛间铺设电缆成本极其高昂,且较易受到航路管控等条件限制。因此,几乎所有的远洋海岛均难以实现与大电网直接联网,可靠的能源供应一直是困扰海岛居民生活、驻军用电以及工业发展的难题。远洋海岛及其周边领域蕴藏有大量可再生能源,最大化就地开发海岛可再生能源,减少传统燃料依赖,提升海岛能源资源自持能力,是远洋海岛建设开发的基本愿景与长期目标。然而,鉴于远洋海岛在资源禀赋、开发条件、能源资源需求等要素上的特殊性,目前的独立型微网开发思路在远洋海岛群场景中面临着不同程度的适用性问题。为尽可能提高远洋海岛供能系统的可再生能源渗透率,提升远洋海岛的能源资源自给与负荷保障能力,降低其对于外界燃料的补给需求和频次,本文依循能量生产、传输、配送的全环节链条,以远洋海岛的能量生产单元及集配网络为对象,对能量生产及配送环节中的若干关键问题开展研究与探索,主要内容包括:为改善海岛能量生产单元的灵活性和可调度性,提升岛屿交直流微网内部的运行效率,设计了一种可实现发电功率在交直流侧直接分配的交直流无刷双馈风机（Hybrid Brushless Doubly-Fed Induction Generator,HBDFIG）及其优化调度策略。首先,设计了HBDFIG的结构拓扑,基于无刷双馈电机理论,建立了HBDFIG的功率特性模型,讨论了HBDFIG在不同运行模式下的功率分配能力,并对含HBDFIG海岛微网的不同运行状态展开分析。其次,以海岛燃料成本最小为目标,提出了HBDFIG与常规机组、储能系统的协同运行调度策略,以降低微电网的内部损耗,相应减少海岛的燃料消耗。最后,通过典型微网的算例仿真验证了该风机及其运行调度策略的有效性。为高效利用本地可再生能源,尽可能实现岛屿电能与淡水需求的自给自足,提出了一种基于光热电站水电联产的综合能量供给系统优化配置方法。首先,设计了一种可实现能量梯级利用的光热电站水电联产模式,并分析了该模式下电能-淡水的联合产出特性;在此基础上,提出了含风机、光热电站、储热/储能系统、海水淡化装置的100%可再生能源供应系统,利用光热电站的灵活调度特性实现与风力发电的互补,并发挥储热系统能量存储灵活的优势,减少岛屿电池储能的配置规模。不同于传统通过穷举方式从有限容量组合中寻求平准化成本最小的容量配置方法,建立了一种全可再生能源供应系统的混合整数线性规划模型,通过仿真算例验证了所提出能量供给方案在可再生能源丰富、燃料成本较高地区的成本效益优势。为兼顾岛屿孤岛用户便捷、绿色和可持续的供电需求,同时优化岛屿电能集配网络的拓扑,首先分析了孤岛用户的特点及常规供电方式的局限性,提出了基于移动式储能车共享复用的孤岛用户配电模式,并论证了该模式的可行性及应用优势;在此基础上,建立了海岛电能集配网络的两阶段规划模型,第一阶段对换电站选址及孤岛用户配送方案进行遍历,并对各方案中的电池组需求及配送计划进行优化,得到不同换电站选址及孤岛用户分配方案所对应的换电站容量、需求响应能力以及综合成本;第二阶段以第一阶段的遍历结果作为输入条件,合理规划海岛交直流微网网架,充分发挥HBDFIG与换电站的灵活调节能力,通过遍历与精确算法相结合的优化方法,协同优选得到兼顾系统经济性、环保性的海岛电能集配网络方案。仿真算例验证了所提出孤岛用户供电方式的可行性及电能集配网络的经济性优势。为实现“资源岛+负荷岛”的岛屿群联合开发模式,从根源上提升岛屿群系统的可再生能源利用率,提出了一种由船舶航路与电缆共同构成的混合电能传输网络。首先针对传统海底电缆投资成本高昂、工程实施条件苛刻的问题,设计了基于换电船舶航路的电能传输模式;基于船舶的航行特性建立了换电船舶航路电能传输模型,推导了单一航路储能容量、传输功率及航路距离的数学关系,量化分析了单一航路在不同传输距离及传输功率下的成本变化趋势。进一步地,建立了含换电船舶航路混合电能传输网络的规划模型,并通过与传统独立供电模式、电缆网络模式对比分析,验证了混合电能传输网络的技术经济优势。