随着可再生能源装机容量迅速扩张,微电网建设规模逐步扩大,导致可再生能源富集地区的限电上网和弃光、弃风等问题日益凸显,伴随而来的电能质量问题不容忽视。因此,在提高可再生能源渗透率同时,保证系统对可再生能源的消纳能力、提高微电网对分布式电源设备利用效率、提高微电网的电能质量与可靠性有着重要的研究意义。孤岛运行的微电网环境需要设置合理的电源结构和运行方式。根据蓄电池和光伏电源的特点,分别设计了主电源和从电源的控制方法。利用蓄电池可存放电能的特性,将其作为主电源,为系统提供电压和频率的标准值;针对受光照、温度影响较大的光伏电池,设计了最大功率跟踪(MPPT)的控制方式,提高其利用率,并作为从电源使用。针对微电网中光伏、风电等微电源出力具有随机性和不确定性,在独立运行时对电压和频率的支撑能力较差的特点。一是提出一种电力弹簧(ES)的控制方法,以解决由功率失衡引起的电压、频率波动。首先,分析了电力弹簧的原理,并推导了其数学模型;在此基础上,设计了一种带有Z源网络结构的电力弹簧拓扑结构,并针对这种ES设计了基于简化情感控制的微电网稳压稳频控制方法。二是在详细分析了动态电压恢复器(DVR)的工作原理、控制方式、电压补偿方法之后,设计了带Z源网络的动态电压恢复器的结构及其控制方法,以解决负荷侧电压波动问题。在上述工作的基础上,设计了一种电能质量控制策略,综合考虑系统功率失衡度和电源出力的协调作用,平抑独立电网功率变化,实现独立微电网的频率稳定控制。针对电压、频率等问题,设计了ES与DVR联动的微电网控制策略,进行了仿真实验验证,实验结果验证了本文所提结构和控制方法的有效性。