越来越大的可再生能源渗透率对微电网的稳定性有着较大的影响。一些研究结果表明,对于光伏发电或其他可再生能源的渗透率超过30%的配电网,电网在一定条件下可能变得不稳定。基于此,一些关键性的问题亟待解答：此时的电网需要新的操作程序吗?光伏发电如何才能提供低电压穿越等配套服务以改进电网可靠性和稳定性?电动汽车接入电网如何保证电网暂态电压稳定性?在紧急情况下受到影响的负荷如何才能最大化恢复供电?电动汽车如何选择最经济的价格进行充电?如何实现负荷调度和负荷平衡以保障配电网络的安全运行?为了回答上述问题,本文重点考虑了低电压穿越问题以及通过光伏系统在电网故障时接入电网的无功补偿问题。本文研究了德国电网规范中提供的在故障过程中不切断光伏系统的情况下,通过低电压穿越及无功支持保持电网的供电质量和稳定性的必要条件。应用DIGSILENT对PV系统进行建模,通过分别调整故障阻抗和电压下降值,对不同短路等级和交流电压支持进行了不同模拟。仿真结果表明,所提出的光伏系统满足低电压穿越德国电网规范无功支持的要求。通过故障期间低电压穿越能力和无功补偿能力,关键在于故障持续期间必须最大程度地维持对受故障影响负荷的供电,本文考虑采用微网重构实现这一目标。微网重构算法自身的目标是保证电能供应的可靠性、电能质量和电网的稳定性。本文研究微网重构问题的目的在于,在电网故障或者微网接入到中压配电网络时,改善电力供应的可持续性。当电网发生故障时,系统可能通过开断静态开关实现有计划孤岛运行,而微网内部故障的关键在于通过微网重构来最大化地恢复各个孤岛运行的网架内的受故障影响的负荷。为了实现这一需求,本文考虑基于多体系统(MAS)的方法,以实现微网内部故障时,系统能自动且稳定的抵受故障。MAS方法包括全网协议机构(NA)和母线协议机构(BA)。NA负责选取一个主导BA,并通过区域权重系数(RWC)对各个区域进行优先级分级。为了维持正常负荷被削减时敏感负荷和较敏感负荷的供电电能质量,本文考虑通过MAS法将供电过剩区与供电不足区进行组合。对数学建模的计算结果表明,通过RWC法,受故障影响的负荷能被最大程度地恢复,而且电能供应质量保持稳定。此外,本文研究了能依据实时定价和小时级需求响应来实现成本效益优化的电动汽车能量管理系统,通过最小化充电成本来节省开支和并且限制充电时间。本文考虑依据用户定义的算法,通过优化电动汽车充电策略来最小化充电汽车的充电成本。为了实现这一目标,本文考虑在整个充电时间内以最低的价格进行充电的策略。为此,本文建立了一个数学模型,最小化目标函数定义为总能量消耗最小,同时充电时间内电能传输均匀分布。计算结果表明,充电控制器在电价变高时停止运行,重新计算新的最优充电计划,当电价合适时恢复运行。此外,电动汽车负荷渗透率的增加和电能质量恶化之间存在因果关系,进而导致电压稳定问题,甚至损害设备本身。针对这一问题,本文提出的能量供给和管理系统能够实现负荷的合理平衡和规划。本文考虑了总能量消耗和电动汽车总能量消耗的最优化。具体实现过程分为两步,第一步,引入博弈论方法对微网负荷进行负荷平衡,第二部,进行负荷规划,所有电动汽车都以最小化能量消耗为目标,以最低的价格进行充电同时在充电期间保证电能传输均匀分布。本文建立了分布式算法,实现了电动汽车在获知成本公式和其他电动汽车的充电规划的前提下自主优化。仿真结果支出,在采用了负荷平衡及规划机制后,总能量消耗得到减少,同时电动汽车在总时段内消耗的能量不变。接入电网的电动机负荷具有随机性和波动性,会对电网安全性产生显著影响。为了分析电动汽车负荷、复合负荷及静态负荷接入对电网暂态电压稳定性的影响,本文通过感应电机滑差定义了暂态电压稳定裕度指标,用以量度配电网络的稳定性。上述各种接入电网的负荷增大时,会对感应电机的滑差产生影响,进而直接影响暂态电压稳定裕度指标。本文首先研究了分别增大电动汽车负荷、复合负荷以及静态负荷接入对感应电机负荷暂态电压稳定裕度的影响；之后,本文研究了分别在单位功率因数和0.9滞后功率因数的条件下,提高电动汽车渗透率对感应电机负荷暂态电压稳定裕度的影响；最后,本文研究了电动汽车渗透率对感应电机启动的影响。仿真结果表明相比电动汽车负荷和静态负荷,复合负荷接入电网对暂态电压稳定裕度的影响最为显著；相比单位功率因数,考虑电动汽车渗透率在0.9滞后功率因数的条件下的场景能够有效稳定配电系统；此外,提高电动汽车渗透率能够在感应电机启动时辅助改善电压稳定性。