本论文受重庆市自然科学基金(CSTC2009BB6190)和输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室自主研究项目(2007DA10512709208)的资助。分布式发电(DG)由于具有污染少、能源利用效率高、安装地点灵活等多方面优点得以快速发展,但是大量DG接入电网也产生了一些不良影响。作为新能源接入的一种解决方案,学者们在本世纪初提出了微电网的概念。微电网从系统观点将发电机、负荷、储能装置及控制装置等结合,形成一个单一可控的单元,同时向用户供给电能和热能。微电网中的电源多为微电源,包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池、风力发电机等。光伏发电具有可再生、无污染、安装方便,且技术成熟,必将成为微电网中重要的微电源。光伏发电具有波动性,对并网和独立光伏系统都有影响,因此研究光伏发电在微电网中的接入方式及动态特性,对微电网应用和研究具有重要意义。在光伏发电以及逆变器和控制模型基础上,研究了光伏发电对电网和微电网的影响,提出了利用光伏发电与储能设备相配合输出光伏发电的平均功率来优化储能设备容量的新方法。论文主要内容如下:①分析了光伏发电和光伏逆变器原理及其模型,研究了光伏发电特性。根据光伏逆变器的工作原理,采用电流型控制模式,将并网逆变器的输出电流作为被控制量,实时的控制输出电流以使逆变器输出电流与电网电压同频同相,达到并网发电的目的。综述了最大功率点跟踪控制模式,分析了定电压跟踪法、电流扫描法、扰动观察法、开路电压比例系数法、短路电流比例系数法和电导增量法等各方法的优缺点。②研究了光伏发电波动性对配电网和微电网的影响。为最大限度利用可再生能源,需要求光伏发电运行在最大功率点,所以光伏发电采用最大功率点跟踪模式,因此光伏发电具有波动性。对接入配电网的分布式电源进行电流源等效,将实际测量的分布式电源的输出电流分解为有限数量正弦波形,利用频域分析方法来计算全电网频率波动。研究表明光伏发电与所并网系统相比容量较小时,其输出功率波动对配网电压和频率的影响均可忽略不计。由于光伏发电具有不可调节性,所以需要加入微型燃气轮机等可调节微电源组成微电网。通过研究微型燃气轮机速度/负荷控制模型和燃料控制模型,由于光伏发电功率的快速变化特性,与微型燃气轮机这类慢速调节电源存在配合问题,微型燃气轮机会出现调节振荡现象,造成微电网的频率波动。③论文分析了光伏逆变器的谐波。针对光伏发电的波动性,提出了利用光伏发电输出的平均功率来选择储能设备容量的光伏能量管理模式,平滑光伏发电功率。通过积分方法得出光伏发电一天所发出的电能,由此得到光伏发电的平均功率。在光伏发电与储能设备输出光伏发电的平均功率时,此时的储能设备的容量最小,以此来作为选择储能设备的依据。储能设备与光伏电池采用交流耦合,由储能设备平抑光伏电池输出的功率,同时在暂态过程中可以与微型燃气轮机这类可调节功率电源配合,提供短时功率支撑,能有效减小微电网从并网到孤岛过渡过程的频率波动。④在PSCAD/EMTDC下建立了光伏发电模型和微电网模型,验证了本文提出的理论和方法的正确性。仿真了微电网与大电网联网运行和与电网断开后运行于孤岛模式。分析了储能设备输出功率在孤岛瞬间增大后与光伏共同输出功率保持不变、储能设备输出功率在瞬时增大后与光伏共同输出功率以不同斜率下降和在不同时刻开始下降的情况。