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世界化石能源消耗和环境恶化问题为推进清洁能源利用提供了机遇。含多种分布式微源的微电网通过整合不同类型微源的优势，为偏远山区、海岛等地区的可靠电力供应提供了有效解决途径。虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator, VSG)控制技术增强了逆变器接口型微源惯性，在电压频率暂态支撑和高频波动抑制等方面具有一定优势，但在同时含有VSG控制和柴油发电机(Diesel Generator Source, DGS)的孤岛微电网中，二者在控制特性、响应特性上的差异可能引起并联运行负荷波动时出现功率、频率的越限和振荡现象，严重时可导致微源过流故障；另一方面，以蓄电池储能VSG单元进行微电网功率协调控制时，需充分考虑蓄电池组的荷电状态(State of Charge, SOC)均衡和机组功率均分问题，对储能VSG实际输出功率进行优化，以保证每台机组的功率调节能力相对均衡，提高系统功率调节能力及频率稳定性。
因此，本文针对含风光柴储的孤岛微电网，重点关注各不同类型微源在不同时间尺度下的特性差异，对VSG与DGS的暂态响应特性、协调控制以及考虑蓄电池SOC均衡的功率协调控制问题进行了研究，开展工作如下：
首先，对含风光柴储的孤岛微电网典型拓扑结构进行了介绍，对典型光伏、风力发电单元模型和基本发电特性进行了分析，对储能单元VSG控制模型进行了推导，并建立了柴油发电机及其调速、励磁系统数学模型；在此基础上，对微电网内各微源不同时间尺度下的运行特性进行了对比研究。
其次，对VSG与DGS共同运行发生负荷波动时的暂态响应特性及其协调控制方法进行了研究。基于VSG和简化DGS小信号模型分析了负荷波动时的系统频率响应特性，并针对引起暂态过程中功率过冲的原因和瞬时功率不均分的外部激励条件进行了分析；在此基础上提出了一种基于虚拟阻抗和暂态互阻尼的VSG-DGS协调控制策略，可有效减小VSG有功功率、频率的超调和振荡情况，并应用李雅普诺夫能量函数法对其控制稳定性进行了分析。
然后，针对孤岛微电网中以VSG控制下蓄电池储能为主要功率调节单元的功率优化和协调控制问题，基于分布式控制方式提出了一种考虑蓄电池SOC均衡的功率优化协调控制策略。在定义最大修正出力因子和修正系数的基础上，对所提策略实现SOC均衡、频率无差恢复的工作原理及流程进行了分析；并建立了所提功率优化协调控制策略的小信号模型，对修正系数的取值及最大修正出力因子自主选择方法进行了分析；仿真结果表明，所提策略能以分布式控制实现系统频率可靠恢复的同时，对蓄电池储能VSG的输出功率进行优化，实现各蓄电池组SOC均衡。
最后，在理论与仿真分析的基础上，基于RT-LAB搭建了半实物实验平台，对所提VSG-DGS协调控制策略以及考虑SOC的均衡的孤岛微电网功率优化协调控制策略进行了验证，表明了本文理论分析的正确性。
因此，本文针对含风光柴储的孤岛微电网，重点关注各不同类型微源在不同时间尺度下的特性差异，对VSG与DGS的暂态响应特性、协调控制以及考虑蓄电池SOC均衡的功率协调控制问题进行了研究，开展工作如下：
首先，对含风光柴储的孤岛微电网典型拓扑结构进行了介绍，对典型光伏、风力发电单元模型和基本发电特性进行了分析，对储能单元VSG控制模型进行了推导，并建立了柴油发电机及其调速、励磁系统数学模型；在此基础上，对微电网内各微源不同时间尺度下的运行特性进行了对比研究。
其次，对VSG与DGS共同运行发生负荷波动时的暂态响应特性及其协调控制方法进行了研究。基于VSG和简化DGS小信号模型分析了负荷波动时的系统频率响应特性，并针对引起暂态过程中功率过冲的原因和瞬时功率不均分的外部激励条件进行了分析；在此基础上提出了一种基于虚拟阻抗和暂态互阻尼的VSG-DGS协调控制策略，可有效减小VSG有功功率、频率的超调和振荡情况，并应用李雅普诺夫能量函数法对其控制稳定性进行了分析。
然后，针对孤岛微电网中以VSG控制下蓄电池储能为主要功率调节单元的功率优化和协调控制问题，基于分布式控制方式提出了一种考虑蓄电池SOC均衡的功率优化协调控制策略。在定义最大修正出力因子和修正系数的基础上，对所提策略实现SOC均衡、频率无差恢复的工作原理及流程进行了分析；并建立了所提功率优化协调控制策略的小信号模型，对修正系数的取值及最大修正出力因子自主选择方法进行了分析；仿真结果表明，所提策略能以分布式控制实现系统频率可靠恢复的同时，对蓄电池储能VSG的输出功率进行优化，实现各蓄电池组SOC均衡。
最后，在理论与仿真分析的基础上，基于RT-LAB搭建了半实物实验平台，对所提VSG-DGS协调控制策略以及考虑SOC的均衡的孤岛微电网功率优化协调控制策略进行了验证，表明了本文理论分析的正确性。