随着科学技术的快速发展和环境污染问题的日益严重,可再生能源已逐步取代传统化石能源,成为未来人类社会的主要能源。分布式发电(Distributed Generation,DG)作为可再生能源的主要利用形式,具有重要的研究意义。但是,太阳能、风能等可再生能源的间歇性特征会影响电网的稳定运行,同时与可靠性和维护性相关的问题也会限制DG技术的大规模使用。因此,为了协调好DG与主网之间的矛盾,并充分发挥其价值和效益,微电网的概念及其控制技术受到国内外学者的广泛关注。然而,一方面,传统的微电网控制技术无法实现电压和频率的调节效果同时达到最优;另一方面,微电网中的储能装置存在容量有限、寿命短、成本高等问题,无法实现微电网的经济运行。电力弹簧(Electric Spring,ES)是一种新型的电力电子设备,不仅可以提供无功功率补偿,而且能够根据供电量的大小,自适应地工作在相应的负荷下,从而应对DG接入对微电网造成的不利影响。因此,为了弥补传统微电网控制技术的不足,本文提出了一种基于ES的微电网控制方法,其主要内容如下:(1)为了建立本文的应用环境,对微电网的基本概念及模型进行研究。介绍了常用的几种微电网拓扑结构,分析了微电网的两种运行模式。考虑光伏电池板的输出特性、风力发电机的风速波动特性以及蓄电池在不同荷电状态的输出特性,建立了这三个分布式发电单元的功率模型。(2)对ES的基本概念、拓扑结构以及工作特性这三个方面进行研究。介绍并比较了三种ES拓扑结构的基本概念及工作范围,基于ES-B2B具有更强的补偿能力,选取其作为本文的研究对象。为了进一步分析ES-B2B的工作性能,针对ES-B2B的电压改善作用以及ES-B2B对微电网能量存储需求的影响进行推导分析。为后续ES控制技术的研究打下了理论基础。(3)以上述两个研究内容为基础,为了实现微电网的电压调节,对基于ES的微电网分布式控制方法进行研究。建立了ES的状态空间模型,提出了单个ES的电压控制方法。考虑到在实际应用时,普遍需要多个ES同时工作才能更好的满足微电网的调节需求,因此,利用多代理(Agent)技术设计了多ES的微电网分布式系统。为了保证各个Agent的所有状态趋向于一致,设计了以使得所有ES电压收敛到一个公共值为控制目标的离散一致性算法,最终提出了一种基于多Agent的多ES分布式协同控制方法。并通过仿真分别验证了上述单个ES的电压控制方法和基于多ES的微电网分布式控制方法的有效性。(4)为了解决上述基于ES的微电网分布式控制存在的电压调节精度低、调节速度慢以及无法调节电网频率的问题,对基于ES的微电网双级控制方法进行研究。设计了基于多ES的微电网双级控制架构。以单个ES的电压控制回路为基础,提出了单个ES的改进有功/无功综合控制策略。基于粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)提出了多个ES的集中式控制方法。以ES的分布式控制作为一级控制,ES的集中式控制作为二级控制,提出了基于ES的微电网双级控制方法。通过仿真分别验证上述单个/多个ES的集中式控制方法以及基于ES的微电网双级控制方法的有效性。仿真结果表明,本文提出的基于ES的微电网双级控制方法一方面可以将微电网的电压和频率控制效果同时达到最优,提高微电网运行的稳定性;另一方面可以减少微电网中的储能需求,为降低微电网的运行成本提供出一种可行性的解决方案。