高比例可再生能源和直流负荷的快速发展给传统电网带来了巨大的挑战,交直流混合微电网因其独特的结构特性及控制优势,能有效地克服以上困难。而在规划阶段,交直流混合微电网如何更好地满足负荷需求、实现大规模分布式电源就地消纳等问题亟待解决。本文基于交直流混合微电网基本架构,分别从交直流混合微电网优化配置、分布式电源定址分容、分布式电源接入交直流配(微)电网协同规划及交直流混合微电网群优化规划等四个方面对交直流混合微电网规划设计与优化配置开展了深入研究。具体工作内容如下:(1)提出了考虑微电网拓展的交直流混合微电网优化规划方法。基于交流微电网负荷需求,提出了两种微电网拓展规划方案。建立了以分布式电源、变流器、线路经济性成本和系统损耗成本总和最小为目标函数的优化规划模型;该模型同时考虑了变流器和线路等因素,获得了更优的规划结果。最后,运用CPLEX优化软件进行混合整数线性规划求解,通过算例系统验证模型的准确性并对不同方案的优化配置结果进行分析比较。(2)建立了考虑不确定性的分布式电源定址分容优化规划模型。在考虑负荷需求和设备故障等因素基础上,运用蒙特卡洛抽样法建立了不确定性模型;提出了以投资成本、负荷停电经济成本、系统损耗成本最小化为目标的分布式电源定址分容优化规划方法。基于上述模型和方法,优化求解得到Pareto最优解集,利用模糊隶属度函数获得各目标的最优解,从而得到了分布式电源接入位置/容量的优化配置结果。(3)提出了分布式电源接入交直流配(微)电网协同规划方法。基于交直流配电网的网架结构,设计出交直流混合微电网和交直流配电网互连的典型结构。基于目标级联分析法,分别建立了交直流配电网/微电网的分布式电源优化配置模型,通过配电网与微电网间的功率交互建立耦合关系,利用增广拉格朗日罚函数进行协同规划求解,得到分布式电源配置结果,解决了不同容量等级分布式电源接入电网系统形式单一的问题。(4)提出了分布式电源接入交直流混合微电网集群优化规划方法。基于集群的概念,提出了交直流混合微电网群基本架构。建立了两层交直流混合微电网群优化规划模型,上层模型考虑了节点耦合度和功率平衡度指标,实现了区域节点的集群划分;下层优化配置模型以投资成本、运行维护成本、购售电成本最小为目标。运用优化软件分析得到集群划分和优化配置结果,实现了增加区域电网紧密度、降低系统成本等目标。本文建立的交直流混合微电网优化配置规划设计与优化配置模型为智能电网的规划问题提供了理论支撑,同时对高比例可再生能源有序并网、交直流混合微电网“源—网—荷—储”协调优化规划等方面具有一定的参考意义。