独立微电网是解决分布式电源(Distributed Generation,DG)并网问题的一种重要途径,已成为研究分布式发电和微电网技术的热点,这是由于其能够有效降低可再生能源分布式发电带来的不良和消极影响、提高系统的供电可靠性、增强系统的经济效益和环境效益。近些年来,独立微电网已经成为利用可再生能源解决偏远地区用电困难问题的一种重要方法和途径,但是较高的成本经济性、较低的供电可靠性以及较差的电能质量仍是微电网技术所面临的突出问题。因此,本文以系统视角对独立微电网中分布式电源优化配置与协调控制展开研究,主要研究内容有:(1)概括总结了独立微电网的概念与典型特征,并从技术内涵角度阐释分析了独立微电网研究中的核心内容和关键技术,主要包括独立微电网的电源优化配置、独立微电网的运行控制和独立微电网的经济运行等。(2)介绍和阐述了风力发电机组、太阳能光伏发电系统、蓄电池储能系统以及柴油发电机组等独立微电网系统中常用分布式电源的建模与控制,并对各分布式电源的功率输出特性进行仿真分析,为后续研究工作奠定了坚实的基础。(3)针对独立微电网系统存在的分别以蓄电池储能系统和柴油发电机组作为系统主控电源的两种不同运行控制模式,提出了一种包含此两种运行控制模式的独立微电网动态能量管理策略;并建立了计及设备购置成本、运行维护成本、燃料成本和污染物治理成本的最小化年均系统成本(Annualized System Cost,ASC)、最小化负荷缺电率(Loss of Power Supply Probability,LPSP)和最大化可再生能源利用率(Utilization Rate of Renewable Energy Generation,URREG)的多目标优化模型;然后采用具有运算效率快和鲁棒性强的NSGA-II多目标优化算法对模型求解出Pareto最优解集;最后通过算例仿真研究分析了不同电源组合类型、不同优化目标和能量管理策略对独立微电网多目标电源配置优化结果的影响,结果验证了所提方案的有效性和科学性。(4)为了有效解决或改善独立微电网频率控制难题,通过运用分层控制和H∞控制理论,设计并建立了一种基于蓄电池储能系统和柴油发电机组协调策略的独立微电网分层频率鲁棒控制方案,给出了包含基于蓄电池储能系统的一级频率控制和基于柴油发电机组的二级频率控制的微电网频率分层控制结构、为改进蓄电池储能系统的传统下垂控制和柴油发电机组调速系统的传统PI控制器而建立的两种H∞控制器、微电网的一级和二级频率控制层之间的协调控制策略;最后通过算例仿真比较分析了文中所提出的分层频率鲁棒控制方法以及传统频率控制方法对独立微电网系统频率动态性能的影响,结果验证了所提方案的可行性和有效性。(5)明确阐述了同时包含稳定控制和最小成本经济运行两种不同层面内容的独立微电网经济运行优化思想,提出了一种基于柴油发电机组和蓄电池储能系统两种不同主控电源动态交替运行的独立微电网动态经济调度策略,然后以此为导向建立了一种包含折旧成本、运行成本、温室气体排放治理成本和仅适用于可再生能源的价格补贴等因素的最小化系统总发电成本目标、以系统功率平衡、系统备用容量要求和分布式电源出力限制等众多线性或非线性约束条件的数学模型,并通过结合所提出的动态调度策略和改进粒子群优化算法(Modified Particle Swarm Optimization,MPSO)建立了一种同时追求最优控制模式和最小发电成本目标的独立微电网动态经济运行优化流程。最后通过算例仿真比较分析所提MPSO与PSO、以及所提动态调度策略与静态调度策略对独立微电网经济运行优化结果的影响,结果充分证明了所提方案的科学性和有效性。本文研究工作得到国家高技术研究发展计划(863计划)(项目编号:2014AA052001)、国家自然科学基金项目(项目编号:61273172)和广东省战略性新兴产业核心技术攻关项目(项目编号:2012A032300001)的资助。