進入21世紀以來，世界范圍內(nèi)的能源供應持續(xù)緊張，合理開發(fā)利用綠色能源已經(jīng)成為一項重要課題。越來越多地利用太陽能、風能、生物質(zhì)能等的分布式電源（DG，Distributed Generation）被應用于現(xiàn)有電網(wǎng)。而微電網(wǎng)正是有效利用分布式電源的一種新型供電方式。微電網(wǎng)能比較完善的應對電力系統(tǒng)中負荷的增長，能較大地降低傳統(tǒng)能源的消耗，提高了能源利用率，降低了系統(tǒng)的發(fā)電成本，實現(xiàn)了節(jié)能減排。同時為分布式發(fā)電單元與電網(wǎng)的連接提供了較好的平臺，充分利用了分布式電源的發(fā)電優(yōu)勢。因此，對微電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)進行研究和開發(fā)變得越來越重要。
　　本書主要介紹了智能微電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)及其應用，分析了微電網(wǎng)系統(tǒng)的基本特點、組成和工作原理，闡述了當前分布式發(fā)電領域的新理論和新方法，介紹了它們在主動配電網(wǎng)中的應用。具體包括以下內(nèi)容：
　　針對微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度問題，提出了利用人工魚群算法（AF-SA，Artificial Fish Swarm Algorithm）和粒子群算法（PSO，Particle SwarmOptimization）混合求解微電網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度方法。建立了考慮風速、空氣密度、光照輻照強度、蓄電池充放電能力和運行效率的各發(fā)電單元的功率輸出模型，并針對微電網(wǎng)的實際情況對各模型進行仿真，計算每小時內(nèi)各發(fā)電單元的有功輸出情況。建立了含維護費用、買賣電費用、燃料費用、蓄電池損耗費用和停電損失費用的微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度模型，提出了利用AFSA算法和PSO算法混合求解微電網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度方法。以含有風力發(fā)電機、光伏電池、微型燃氣輪機和鋰電池儲能的微電網(wǎng)系統(tǒng)為例，分別采用PSO算法和AFSA-PSO算法，對微電網(wǎng)在并網(wǎng)和孤島兩種模式中的六種典型運行狀態(tài)進行仿真，通過對兩種仿真方法進行比較分析，驗證了本文所提出的優(yōu)化調(diào)度方法的正確性和優(yōu)越性。
　　針對微電網(wǎng)系統(tǒng)能量管理中的運行優(yōu)化問題，提出了在普通運行調(diào)度中引入需求響應的優(yōu)化模型，并最終用改進粒子群算法完成了優(yōu)化求解。以典型可控負荷的數(shù)學模型為基礎，提出了反映用戶舒適度的需求響應約束條件。建立了微電網(wǎng)優(yōu)化運行的目標函數(shù)，并利用改進粒子群算法對該函數(shù)進行了求解，對比分析了采用需求響應情況下微電網(wǎng)的運行經(jīng)濟效益更優(yōu)。
　　建立了包含逆變器模型、電力網(wǎng)絡模型和負荷模型的微電網(wǎng)全階小信號動態(tài)模型，并基于特征值法分析了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和下垂系數(shù)變化對系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能的影響，建立了基于PSO-IHS算法的微電網(wǎng)系統(tǒng)動態(tài)切換模型，并考慮孤島運行模式、孤島時負荷突變、并網(wǎng)運行模式及孤島和并網(wǎng)兩種運行模式之間互相轉(zhuǎn)換的四種運行模式，提出了系統(tǒng)控制目標函數(shù)，并使用PSO-IHS算法優(yōu)化了目標函數(shù)，進而提高了微電網(wǎng)在這四種運行模式下的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能，保證了微電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行及在四種運行模式之間的平滑切換。
　　以概率模型對主動配電網(wǎng)內(nèi)的各組成元件進行建模分析，以概率的描述方式給出了可再生能源對系統(tǒng)節(jié)點電壓、支路潮流的影響。以成本最低、網(wǎng)損、電壓偏移水平最低為多目標，建立了主動配電網(wǎng)運行優(yōu)化的多目標模型進行求解。針對多目標求解的粒子群算法進行了改進，使之能夠滿足優(yōu)化的需要，并在IEEE-14節(jié)電系統(tǒng)上做了驗證，并給出了主動配電網(wǎng)運行過程中，考慮負荷變化的情況下各元件的最優(yōu)協(xié)調(diào)組合方案。
　　提出了基于FFT和小波變換的混合孤島檢測方法，即分別用FFT、小波變換對孤島電壓諧波信號的低、高頻部分進行處理，得到特定諧波的幅值與小波系數(shù)絕對值的平均值，通過判斷這兩個值是否都超過各自的閾值來檢測孤島。采用基于電網(wǎng)電壓定向的矢量控制方法對分布式發(fā)電并網(wǎng)逆變器進行控制，設計了其LC濾波器以及孤島檢測的RLC負載，建立了分布式發(fā)電并網(wǎng)孤島檢測系統(tǒng)的仿真模型，分別對其檢測盲區(qū)內(nèi)的孤島情況、電能質(zhì)量擾動情況進行仿真，結(jié)果表明，提出的孤島檢測方法無檢測盲區(qū)、能有效避免因電能質(zhì)量擾動引起的斷路器誤動作，且比高頻阻抗法檢測速度更快。
　　研究了復合儲能的控制策略，將不同特性的儲能裝置混合使用、協(xié)調(diào)控制，解決孤島運行下微電網(wǎng)暫態(tài)過程中電能質(zhì)量和系統(tǒng)不穩(wěn)定等問題，建立了基于復合儲能的微電網(wǎng)穩(wěn)定性分析數(shù)學模型，并對提出的控制策略做出評價。