随着全世界范围内的能源危机和环境问题的不断恶化,多种分布式电源、储能装置、负荷及控制装置组合成独立的供电系统,以微网的形式接入大电网的方式得到了越来越多的认可,使得微网与大电网之间的友好协作变得至关重要。本文围绕微网运行协调控制的三个层次中的“本地级协调控制层”和“微网级协调控制层”,对“微网同步并网控制”、“微网运行模式间的平滑切换”以及“微源间的出力优化”几方面展开研究,主要工作包括:(1)从物理机理的角度推导了下垂控制及其动态过程特性,分析了微网并网前的电压幅值、频率、相位与大电网的不同步现象;提出了一种改进的下垂控制策略;引入“线性逐渐逼近相位修正算法”,解决了微网并网前与大电网可能出现的不同步问题。物理实验曲线和仿真结果均验证了所提出的相位修正算法的有效性。(2)分析了逆变器控制系统及其存在的耦合问题,以及线路阻抗对运行控制和解耦控制的影响;在此基础上,提出了基于非线性自抗扰技术的微网运行控制策略,设计了非线性自抗扰控制器,实现了微网运行模式间的平滑切换;并就“并网--孤网”、“孤网--并网”、“负荷突然变化”等情况下,将所提出方法与比例积分微分控制策略进行了比较,验证了基于非线性自抗扰技术的微网运行控制策略的控制效果及强抗扰能力;在对扰动形式进行假设的前提下,利用李雅普诺夫法,分析了三阶扩张状态观测器的渐进稳定特性,证明了二阶非线性自抗扰控制器的稳定问题。(3)提出了一种基于惊扰模式的改进混沌小生境粒子群算法,将扰动的思想加入到粒子群算法中,避免了多极值寻优过程中的局部最优化问题。并将该方法应用于多微源的微网控制系统的优化控制中,构建了给定约束条件和控制目标下含多微源的微网系统的运行优化控制方案,实现了微源间的协调出力。