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负荷的持续增长、电力系统的老龄化、矿物能源危机、环境污染以及用户对优质电能的需求已成为全世界电力发展必须面临的重大难题。微网的出现为解决这些问题带来了新的契机，同时为各分布式电源的开发和利用提出了新的思路。微网是将分布式电源、负荷、储能装置及控制装置等集成，形成的一个可控单元。微网与大电网之间存在两种运行模式：联网模式和孤岛模式，如何保证微网在两种模式下均能提供优质稳定的电能，同时实现两种模式间的平稳过渡是本文研究的主要内容。本文针对几种典型微源进行了建模，并提出了基于下垂特性的控制策略。
分布式电源是微网的基本组成单元，本文分析了微网中主要的几类分布式电源的工作原理及特性，建立了直驱式永磁同步风力发电系统，光伏发电系统和燃料电池发电系统的模型。并在风力机模型中加入了桨距角控制，光伏电池模型中增加最大功率点跟踪(MPPT)控制模块。这些模型能够很好的复现各DG的特性，为后续研究微网的运行状态提供充足的理论支持。
分布式电源灵活性高，但容易受环境影响，输出功率不稳定，因此储能系统显得至关重要。本文选择超级电容器作为研究对象，完成了超级电容器储能系统的串并联设计及建模，其中包括电容器组、双向DC/DC变换器及其控制方法。本文采用经典的Buck-Boost型双向DC/DC电路，电压外环电流内环的双环PID控制方式实现储能系统的充放电控制，以保证微网供电的可靠性。
微网研究的核心问题之一在于如何保证微网的稳态运行以及微网受到扰动后如何维持暂态稳定，即微网的控制策略问题。本文对现存的微网控制策略进行简要分析，选择基于有功功率-频率和无功功率-电压的下垂特性控制作为分布式电源逆变器的控制方法，该逆变器采用功率外环，电压电流双内环的结构，使得输出功率能够自动跟随负载的变化，实现DG稳定运行。为提高该控制方式的稳定性，本文对经典下垂特性做了一定的改进，加入了同步控制策略，很好的实现了多台分布式电源的并联运行及微网与主电网的对接，实现了微网在联网模式与孤岛模式间的平滑过渡。
考虑当微网运行于孤岛模式下，微源及储能发出的能量已无法满足所有负荷需求的情况，本文提出了一种简单的负荷控制策略，系统能够进行优化的切负荷控制，确保重要负荷的电能供给。