以造纸、陶瓷等为代表的高耗能轻化工类企业生产过程需要消耗大量的电能,导致传统化石能源的过度消耗,引起环境污染等一系列问题。光伏发电以其绿色无污染、安装灵活、不受地域限制等优势,作为传统电力的有效补充,可与厂区或园区结合构成区域型微电网,为轻化工类企业利用新能源电力提供了有效的途径。区域型光储直流微电网在推广使用时,合理配置光伏、储能的容量以及设计有效的协调控制策略是保证混合储能型微电网经济、稳定和高效运行的关键。论文以区域型光储直流微电网为对象,围绕适用于光储微电网的数学模型优化、光储一体容量配置、混合储能配置容量优化、系统的协调控制策略和稳定性提升等问题展开研究,主要工作如下:(1)融合地理位置信息的光伏电池建模和考虑寿命衰减因素的储能电池建模。在传统光伏模型的基础上,建立考虑太阳高度角和光伏电池温度的光伏电池模型,模型可根据地理纬度信息获得更为精确的实际地域光伏输出功率。针对微电网调节过程中储能充放电倍率受系统运行影响,多为不可控变量,无法直接测量,导致寿命模型不适合微电网研究使用的问题,将充放电倍率对储能的影响折合在储能荷电状态(SOC)和放电深度(DOD)中,并对寿命衰减模型优化为日历衰减和循环衰减的综合作用,建立更能真实反映微电网储能电池寿命衰减特性的模型。(2)基于光储一体化的光伏储能容量配置。针对传统光、储独立配置存在源、储、荷匹配度较差进而影响系统可靠性和经济性的问题,文章在定负荷的前提下,将光伏和储能作为配置整体,建立负荷缺电率和能量溢出比为综合目标的光储一体化配置模型,以及项目周期内储能全生命周期的成本模型,综合配置模型和成本模型,求取是否考虑电网分时电价下的光伏与常用储能电池的容量配置,结果证明一体化配置方法可以在满足负荷能量需求的同时获得更为合理的光储容量。(3)改进乌鸦搜索算法的混合储能配置容量优化。针对光储一体化总容量配置结果,为延长储能系统使用寿命并获得更好的经济性,需对总储能容量中的能量密度型和功率密度型电池的最佳配比进行求解。为解决混合储能容量配置求解过程中传统多目标优化算法迭代次数多,精度不理想的问题,提出融入粒子群中共享最优位置思想和莱维飞行思想的改进乌鸦搜索算法。算例分析结果表明:改进算法与传统的多目标粒子群算法和乌鸦搜索算法相比,具有收敛速度快,结果更加精确的优势,在负荷缺电率和能量溢出比的有效范围内,可获得功率密度型和能量密度型电池容量的最佳配比。(4)光储微电网多模式协调控制与自适应功率分配策略研究。在光储容量配置的基础上,针对目前微电网采用集中式或分层式协调控制较为复杂的问题,设计以下垂控制为核心的直流母线电压分级协调控制方案,通过对方案中五种模式切换对应七种场景的仿真分析,表明设计的方案可使母线电压维持在380V～420V区间。此外,针对混合储能在协调控制中未充分发挥不同类型储能介质工作特性的问题,文章在混合储能控制环节中设计频率分割器将微电网中净功率进行分割,由功率型电池和能量型电池分别平抑高、低频净功率。在此基础上,进一步设计自适应频率分割器,可根据系统净功率和混合储能的荷电状态自动调整频率带宽,使两种电池工作过程中荷电程度更加一致,仿真结果验证所提的分频策略可有效改善能量型电池的充放电特性,同时提高混合储能电池荷电状态的均衡度。(5)基于虚拟电机的微电网自稳能力提升策略研究。针对微电网中电力电子变流器弱阻尼和低惯性的特点,导致系统直流母线电压暂态稳定性变差进而影响并网交流电能质量的问题。文章在混合储能协调控制的基础上,研究虚拟电机控制策略,对功率型电池储能变流器设计双PI+虚拟直流发电机(VDG)控制结构,并网逆变器设计虚拟同步机(VSG)控制结构。仿真和实验表明该策略可使微电网直流母线电压波动限制在±2.5%UDC内,并网交流电能谐波总畸变率维持在3%以内,微电网系统的自稳能力得到有效提升。