随着能源资源日益减少和环境压力的逐步加剧，微能源网作为包含各种分布式发电、供给居民各种负荷需求的小型综合能源系统，在供能过程中可以有效减少化石能源的使用与污染，实现多能互补和负荷多种能源形式的高效率供给。我国大多数海岛能源供应紧张，供能可靠性难以保证，对于海岛微能源网的研究将显著提高海岛居民生活质量和减少环境污染。
　　本文以海岛微能源网系统作为研究对象，综合利用冷、热、电等多种能源，提高能源效率，使海岛不再仅仅局限于电能的优化，实现海岛能源的高效利用，对并网型和离网型海岛微能源网储能系统进行研究，建立海岛各微能源网系统供能、储能设备的数学模型，并以此为基础进行各微能源网的能量优化。
　　本文主要研究内容如下：
　　（1）概述微能源网和海岛微能源网国内外发展及研究现状，阐述了海岛微能源网基本结构和并网运行、离网运行两种运行策略，分析海岛微能源网指标，从可靠性、经济性、环保性和满意度指标四个方面来建立海岛微能源网评估指标体系，对本文用于模型求解的粒子群算法进行简要概述。
　　（2）针对海岛微能源网传统储能方式充、放能的局限性，构建一种含风、波浪、太阳能、天然气、压缩空气储能、冷热电联供的并网型海岛微能源网系统。分析本章海岛微能源网供能结构和设备运行特性，给出了微能源网中各分布单元的数学模型。在此基础上，建立以经济性、环境治理成本为指标的多目标优化模型，考虑多种类型发电、储能以及冷热电平衡等约束，采用多目标粒子群算法寻优。通过算例仿真，证明采用压缩空气储能的冷热电联供海岛微能源网系统较常规储能系统具有充、放能的优点，且优化后的系统对系统运行成本和环境治理成本具有改善作用。
　　（3）压缩空气储能较多的被运用在大规模系统中，当海岛规模较小时可能不适用，并且当海岛距离大陆较远时建设离网型海岛微能源网是唯一选择。针对离网型海岛基础设施落后无法及时供能问题，构建一种太阳能-沼气互补的离网型海岛微能源网系统。海岛孤岛环境下，以满足海岛居民负荷需求和供能满意度为目标函数，在包含波浪能、太阳能、风能和沼气能的多能互补基础上为研究波浪数据不足时预测模型对系统的影响，充分考虑海洋环境中波浪与风的关系并建立风与波浪预测模型。算例表明，通过调度微能源网内各设备运行方式和出力，可以完全实现海岛用户对能源的需求，并且风与波浪预测模型可以有效减少微能源网供需电负荷之差，提高用户满意度。
　　（4）太阳能-沼气互补的离网型海岛微能源网系统可以及时供给用户所需负荷，但是没有考虑沼气池温度变化、沼气提纯以及热电联产机组工作时热、电能量共同产生造成大量能源浪费等问题。针对离网型海岛微能源网居民供暖不足、蓄电池储能方式充、放电局限性和沼气池无法保持最佳反应温度等问题，提出一种考虑电热与沼气转换储能的优化模型。通过由沼气池产气、提纯和储气构成的电热与沼气转换储能单元，对第四章进行改进，构建含新能源发电与集热单元、电热与沼气转换储能单元、热电联供单元等的微能源网，以系统运行成本最小和用户满意度最大为指标，考虑负荷平衡约束、沼气池反应温度约束、设备运行等约束，采用多目标粒子群算法进行求解。算例表明：微能源网在所提运行模式下能够有效改善储能系统充、放能局限性，满足用户所需电、热负荷，减少运行成本,验证所提模型和方法的有效性和经济性。
　　本文研究的各海岛微能源网系统，有效提高了能源的综合利用效率和系统运行的经济性、用户满意度等，为用户提供稳定可靠的能源，可以为未来海岛微能源网的建设提供参考。