随着传统化石能源的匮乏与人们用电需求日益增长间矛盾的加剧,可再生能源的应用在电力行业获得了迅速的发展。其中分布式发电在普通用户中日益普及,使其不仅是电能消耗者,亦是电能生产者,这类用户则被定义为能量产消者(energy prosumer)。Prosumer的出现改变了传统的用电模式,以及可再生能源并网时电能质量等因素均会影响电网的稳定运行。因此亟需研究prosumer内部合理的电源负荷匹配方式,以减轻分布式可再生能源所带来的不利影响,并且提高prosumer系统用电的经济性。本文针对prosumer内部能量的协调优化作了具体的研究,主要的研究内容如下:本文首先剖析了分布式可再生能源发电并入电网所造成的不利影响,以及国内外电能路由器、搭载分布式电源系统框架与控制策略的研究现状,对传统的系统架构进行改进,提出了基于电能路由器的prosumer能量协调优化系统。其核心思想在于通过电能路由器实现prosumer内部电源负荷的优化匹配,以及与电网间的能量交互,将可再生能源发电尽可能实现本地消纳,以减少对大电网的干扰。在系统拓扑结构和运行模式确立的条件下,建立了系统中电能路由器、分布式电源与负荷的数学模型,明确了多个适用于本系统的优化目标、约束条件和寻优算法——离散二进制粒子群算法,并且将该算法应用于基于电能路由器的prosumer能量协调优化系统,以实现系统功能。搭建了面向prosumer能量协调优化研究的实验平台,以一天为统计周期进行系统测试。测试结果表明:系统瞬态动作以及长期运行均能够保证其稳定性;优化算法的有效性,即在尽量不影响用户舒适度的前提下,提高可再生能源的利用率,以保证系统运行的经济性与可预测性,从而维持电网稳定可靠地运行。