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交直流混合微网结合了交流微网和直流微网的优势,具有对各种交、直流清洁能源和新兴直流负荷包容性和拓扑结构灵活可变等特点。微源以各种类型变流器为功率接口接入微网,变流器类型不一,功能多样,具有多种工作模式,复杂的天气状况和负荷变动影响变流器的运行。如何协调控制交直流微网中各种变流器在多种工况下的稳定运行,探究交流微网和直流微网互联的混成切换控制规律是本文的主要研究内容。论文首先分析了各种微源接入变流器的拓扑结构和多种模式的运行规律,包括风力微源、光伏微源、储能单元和AC/DC双向功率变流器拓扑及其运行规律。并且分析了其混成特性,建立了各自的混成切换模型;然后根据微源与负荷特点,将微网结构分为“直流母线嵌入式”交直流混合微网和“交流母线嵌入式”交直流混合微网,在此基础上探讨了多交流子母线多直流子母线混联的交直流混合微网的结构;其次,利用混成理论深入研究了交/直流微网互联和孤岛模式互联运行控制规律,提出了基于直流母线电压的微网能量管理策略,该控制策略综合考虑了直流母线的电压偏差、微网功率缺额、蓄电池的荷电状态等因素;对联结交流母线与直流母线的双向功率变流器下垂控制曲线进行了改进,即当其传输功率很小且对系统运行没有影响时,双向逆变器仍然处于停机模式。定义了交直流微网中事件,分析了微网混成切换系统工作原理,提出了微网事件切换的层次结构,将交直流微网的切换系统划分为三个层次,分别是:拓扑结构切换层,微源/负荷单元运行模式切换层,功率器件接口内部切换层,并且对各个切换层进行了详细阐述。最后在切换系统三个层次的基础上设计了混成分层控制结构,该结构引入了预评价环节与能量管理环节,其中预评价环节包括经济性、安全性和稳定性的预评价。由仿真结果和理论分析可以得到:改进的下垂控制方法不仅可以维持直流母线电压的稳定,还可以进一步减少了双向逆变器工作模式的切换次数,减少了电力电子器件不必要的动作带来的谐波。利用论文设计的带预评价和能量管理的混成分层控制方法能够适应风速光照等不确定性因素,实现交直流微网多种运行模式的切换和协调控制,可以最大程度避免微网拓扑结构的改变,实现微网运行最大的经济效益,增强系统的稳定性、可控性。