随着世界各国能源危机以及生态环境问题的加剧,开发可再生能源刻不容缓。然而,以风电、光电为代表的间歇性能源的发电能力受到自然因素限制,存在不能被配电网直接使用和输出功率不稳定等问题。针对这类缺点,微电网技术不仅可以解决可再生能源发电的并网逆变问题,还能够平衡风、光发电的能量缓冲使系统运行更加稳定。近年来,传统电力网络逐步完善,微电网系统也随之变得愈发复杂,信息和能量在这种庞大的系统中频繁互动并且相互影响,从而形成了微电网信息物理系统（CPS）。微电网CPS的研究,对目前微电网系统的发展有着极其重要的作用。本文以风、光、储系统建模与分析为基础,利用分层控制思想,在系统底层和顶层控制中设计控制策略,增强微电网CPS的稳定性和经济性。本文的主要研究内容如下:首先,对微电网CPS中风力发电系统、光伏发电系统和储能系统进行建模,研究其运行方式、工作特点以及控制方法。针对风力系统和光伏系统发电效率较低的问题,利用变步长扰动法实现最大功率跟踪,通过Simulink仿真手段证明该方法优越性。其次,在微电网CPS底层控制中,对风、光系统逆变器的控制算法进行研究与仿真,针对储能系统逆变器提出基于下垂控制的三环控制算法。通过整个底层系统离线仿真的结果进一步证明文中的控制策略和控制算法符合预期的目标,简述上层控制的功能和目标,引出下一节的研究内容。然后,针对微电网CPS的优化问题,设计一种基于改进粒子群算法的新型优化调度策略。该策略以包含系统初始投资成本、维护成本以及电能交换成本在内的综合成本最小为目标,考虑系统每一项约束条件,利用离线仿真方式证明本节设计的优化算法的可行性。最后,研究风光储微电网CPS半实物仿真验证方法,搭建一种基于Star Sim和PXI的半实物仿真系统。阐述半实物仿真的系统结构和工作流程,并通过该半实物仿真系统进一步验证微电网CPS建模方法、控制策略以及优化调度策略的可行性。