随着分布式电源渗透率的提高和储能技术的发展,在人口密度较低的区域和无电区域,独立微电网以及独立运行的微电网群已经成为了电网建设的新趋势。独立微电网一方面为可再生能源的接入提供了灵活的组网方式,降低建设维护成本和电能损耗,另一方面可以快速实现无电区域的电气化,因而受到各国政府的鼓励。同时,包含多个利益主体的独立微电网电力市场也将逐步形成。本文围绕独立微电网多时间尺度优化调度和电能交易机制设计开展研究,主要工作如下:(1)考虑可再生能源发电和负荷的不确定性,建立了独立微电网日前优化调度的框架,提出了考虑不同类型负荷的需求侧管理机制,进而构建了含高渗透率可再生能源发电的独立微电网多目标日前优化调度模型,采用与自适应加权和算法相结合的近似动态规划算法求解优化模型。算例建立了可再生能源渗透率100%的巴基斯坦独立微电网模型,在不同日运行模式下分析了日前调度结果。(2)建立了独立微电网小时级滚动优化调度框架,构建了考虑多储能装置的的滚动优化调度模型,提出了改进近似动态规划算法求解优化模型。在不同的实时运行模式下分析了滚动调度结果,对比了两种不同的调度方法。(3)针对独立微电网和微电网群的利益主体构成特点,建立了独立微电网电能交易框架,设计了相应的市场化调度和电能交易机制。在交易机制中,设计了惩罚机制以限制利益主体的垄断行为,建立了偏差考核机制以应对风光出力和负荷的随机性。通过不同的交易仿真分析了微网发电商的收支情况和市场结算结果。本文的研究成果表明,建立需求侧管理机制和安装储能装置可以有效地促进独立微电网内的功率平衡,通过本文的模型和算法得到的日前调度方案和滚动调度方案对于随机性具有较强的适应能力。另外,交易仿真验证了本文提出的电能交易机制的有效性。它可以降低用户的用电成本,鼓励微网发电商增加电源投资,从而有利于利益主体的互利共赢和独立微电网的长远发展。