1、近年來，因面臨化石能源日漸短缺與枯竭以及全球氣候變化等嚴峻現實問題，作為分布式可再生能源的有效組織形式，微電網技術在國內外得到前所未有的關注。儲能作為微電網的重要組成部分，在微電網穩(wěn)定控制、平抑可再生能源波動、電能質量補償、削峰填谷、應急供電等領域可為微電網提供關鍵技術支撐。然而，受限于儲能技術水平發(fā)展的掣肘，單一儲能往往難以滿足微電網內多種不同需求，發(fā)展復合儲能技術，是目前在經濟、技術上較為可行的解決方案。研究微電網復合儲能關鍵技術，

2、具有重要的現實意義和應用價值。
　　本文著眼于微電網對儲能技術的多種典型需求，針對微電網中復合儲能的柔性控制與容量配置開展探索和創(chuàng)新研究，重點解決復合儲能的多端口接入、儲能變換器可靠容錯運行、儲能對微電網的關鍵支撐作用等基礎性問題，在此基礎上探討微電網復合儲能容量的多目標優(yōu)化配置技術。
　　以多繞組高頻變壓器為基礎，構建了復合儲能的多端口統(tǒng)一接入拓撲，揭示了端口間的功率傳輸規(guī)律及影響機制;基于超級電容和蓄電池相融合的三端口全

3、橋復合儲能等效電路，推導出三端口復合儲能的平均電流小信號分析模型，并藉此獲得三端口復合儲能定功率傳輸策略;針對超級電容端口電壓隨儲能容量波動較大的特點，研究得到一種異步占空比移相PWM算法，實現多端口變換器在功率傳輸過程中端口電壓的匹配，可有效改善傳輸效率。上述研究為復合儲能整體接入微電網所需的底層功率傳輸控制提供了技術基礎。
　　微電網儲能裝置的可靠性很大程度上取決于儲能變換環(huán)節(jié)。在兼顧經濟成本和控制性能的前提下，針對潛在的儲能

4、變換故障，研究三相四開關儲能容錯拓撲，并給出容錯切換的臨界條件和切換準則。準確快速地獲取儲能變換器的故障信息是實現故障容錯的前提，針對建模中的故障信息丟失問題，引入電路狀態(tài)邏輯構建了儲能變換器混雜系統(tǒng)動態(tài)(HSD)模型，藉此獲得一種基于電流狀態(tài)殘差演變特征的儲能變換器故障診斷方法，可顯著提高故障診斷的快速性。針對四開關變換器的內在缺陷，基于等效阻抗理論揭示了輸出阻抗、逆變頻率和輔助電容差異對輸出不平衡的內在作用機制，根據調制信號與空間電

5、壓矢量作用時間的關聯規(guī)律，推導出一種實現直流中點電位偏差前饋補償的等效SVPWM控制方法，顯著提高了四開關儲能變換器容錯運行的平衡度。
　　可對微電網電能質量進行補償的電力有源濾波器(APF)，存在功能單一、造價較高等問題，而四開關儲能變換器因減少了功率器件和輔助裝置，在低成本功率變換領域的應用前景較好。為此，本文開展了低成本三相四開關儲能型APF應用技術研究。推導出一種基于電源電流跟蹤的微電網諧波和無功直接補償策略，因無需檢測諧

6、波，可有效降低四開關APF的實現難度。進一步研究了電壓跌落引起的微電網不平衡對四開關APF的影響機制，推導出基于線電壓矢量合成的四開關APF電流參考值生成策略，以適應微電網中的特殊不對稱情況。
　　四開關儲能型APF可對微電網提供多種柔性支撐。針對四開關儲能型APF工作模式的自適應切換，借助坐標變換推導出不同模式下的指令電流算式，并給出切換控制的邊界條件;針對四開關APF的物理實現，給出了APF關鍵控制參數的取值準則及定量計算方法

7、，并得到一種基于周期積分的單相軟件鎖相方法，實現了對電源電流的精確滯環(huán)跟蹤補償。
　　微電網復合儲能容量的配置多依賴于工程經驗，缺乏理論指導和定量評估標準，為此，本文深入研究了微電網復合儲能容量的多目標優(yōu)化配置技術。構建了以投資成本最低、功率平衡最優(yōu)、可再生能源發(fā)電功率波動最小為目標的復合儲能容量配置多目標優(yōu)化數學模型，從濾波系數、功率限幅、儲能充放電管理等角度闡明了影響復合儲能優(yōu)化效果的關鍵因素;提出一種基于目標函數適應度離差均

8、值排序的子目標函數權重確定方法，用以重組目標函數，可有效降低粒子群優(yōu)化求解算法的實施難度;為評估多目標最優(yōu)解的有效性，定義了可再生能源波動系數和供求平衡匹配系數，可實現優(yōu)化效果的定量評估。
　　針對超級電容和蓄電池構成的典型復合儲能，就容量的多目標優(yōu)化配置開展算例分析，給出了典型目標函數的建立方法以及優(yōu)化算法實現流程，量化比較了復合儲能和單一儲能的容量多目標優(yōu)化配置效果，表明復合儲能容量優(yōu)化配置的合理性。
　　基于構建的微電