论文根据微网运行特点提出了一种户用型微网的系统结构,分析并研制了其主要组成部分,确定了系统中各子系统控制方法、系统整体及能量管理控制方案。仿真和实验结果表明系统运行过程中,可快速跟踪负载变化,系统内部功率流动动态平衡,直流母线电压可稳定在设定范围之内。主要内容及工作如下:1.分析了光伏电池工作原理和输出特性,提出一种更为精确的四参数光伏电池数学模型。分析了常用最大功率跟踪(MPPT)控制算法,将模糊控制算法应用于MPPT,并结合Boost变换器进行了仿真和实验研究。结果表明,模糊算法提高了MPPT跟踪速度。提出一种根据地理、气象等数据预测当地当时辐照度的Hottel模型,并结合光伏电池数学模型进行光伏发电预测,根据实际光伏发电数据验证了光伏电池模型的正确性和发电预测方法的有效性。2.实验研究了磷酸铁锂离子蓄电池组充放电特性,分析了常见的蓄电池模型等效电路,确定了二阶RC等效电路蓄电池组模型结构并进行了分析研究。根据实验数据及MATLAB曲线拟合技术进行了蓄电池组数学模型的参数辨识,完整建立了蓄电池组等效电路数学模型。设定了蓄电池组充放电边界参数及充放电原则,论述了蓄电池组SOC估算及校正方法。提出了微网中超级电容组与蓄电池组基于频率解耦及结合SOC状态的模糊逻辑控制协同控制方案。仿真和实验结果表明,蓄电池组模型准确,与超级电容组协同工作控制合理。超级电容组承担了快速变化的功率平衡,蓄电池组SOC变化平滑,充放电转换平稳,可有效延长蓄电池组循环寿命。研制了蓄电池组管理系统(BMS),为微网层级的能量调度管理提供支持。3.建立了双向DC/DC变换器运行于Buck模式和Boost模式时的数学模型,提出了不同运行工况时的控制策略。研制了非隔离交错并联双向DC/DC变化器电路,提出了具体的运行控制方案,有效解决了交错并联同步与均流的问题。交错并联双向DC/DC变换器的实验研究结果表明,交错并联双向DC/DC变换器可稳定工作于各种模式,工作模式之间可以平滑切换。充放电电流纹波抑制效果明显。4.详细分析了微网系统中光伏发电子系统、储能子系统等各主要组成部分的功能及控制方法,提出了具体的系统控制及能量管理方案。详细讨论了两个主要控制目标(功率平衡及直流母线电压稳定)的实现方法。提出基于直流母线电压分段控制原则及分层控制算法,将系统功率偏差进行频率解耦,结合蓄电池组SOC值及模糊控制算法,形成蓄电池组、超级电容组功率参考指令,由蓄电池组平衡功率偏差中的低频部分,超级电容组平衡高频部分,实现系统功率平衡与直流母线电压稳定的控制目标。控制算法中同时也包含了光伏发电的MPPT模式与恒压输出模式切换及负载投入与切除控制。仿真和实验结果表明,系统具有良好的功率平衡能力、负载跟踪能力及保持直流母线电压在设定范围内的能力,验证了所提控制方案的正确性。5.设计制作了系统电气柜,编制了基于Lab VIEW环境的系统监控软件,研制了完整的户用型微网系统实验样机。进行了系统整体联调与实验测试,结果表明,该实验平台功能性及安全性均达到了设计目标,验证了所提户用型微网结构及控制方案的正确性,为微网系统进一步研究工作提供了良好的实验平台支持。