本文提出了在可再生能源微电网中实现高效发电的最优功率控制新方案,并解决了与最优功率、功率损耗、电能质量和能源管理相关的挑战。光伏（PV）系统正逐渐成为重要的可再生能源。微电网中可再生能源、太阳能和风能的高饱和在现代电力系统中比传统电网有着多方面的应用。微电网（MG）是电力系统中的一个开拓性的概念,它可以被描述为一个独立的中小型配电系统,可以被智能化和自治化。它包含平衡电力以避免停电,利用系统负载的能量储存,管理潮流,调节电压,并通过减少谐波造成的电力损失,将电能质量问题降到最低。本文的主要贡献和创新点概括如下:1)光伏组件需要通过电力电子电路从非线性Ⅰ-Ⅴ特性中获取最大功率和跟踪最大功率点（MPP）的特殊技术,称为最大功率点跟踪（MPPT）技术。提出了一种变步长增量电导与分数短路电流（FSCC）技术的混合方法。首先,FSCC强迫光伏系统在MPP附近工作,然后InC技术跟踪准确的峰值,利用Matlab/Simulink软件实现了该综合技术。最后,在快速变化的环境条件下验证了其优越的性能。2)提出了一种在部分阴影条件下利用水循环算法（WCA）实现光伏发电系统最大功率点跟踪（MPPT）的软计算方法。在许多可再生能源中,太阳能在满足日益增长的能源需求和减少环境影响方面发挥了重要作用。太阳辐射和温度是光伏发电所依赖的关键因素。由于太阳的非线性行为和环境条件的变化,寻找最佳工作点是一个挑战。为了克服这些挑战,MPPT技术被用于从太阳系获得最大功率。在不同的环境条件下,如局部遮荫、均匀条件和快速变化的环境下,MPPT的行为是不同的。研究了一种基于水循环算法（WCA）的光伏系统最大功率点跟踪技术。因此,它具有很好的避免陷入局部最优和寻找全局最优点的能力。在均匀和部分遮光条件下,对五种不同类型的光伏阵列P-V图进行了性能评估。将计算结果与其他著名的软计算方法PSO和传统的P&O进行了比较,以评价其性能。性能评估表明,该算法在鲁棒性、准确性、效率和可靠性方面优于P&O算法,在收敛速度和效率方面优于PSO算法。3)微型电网中的太阳能系统是越来越流行的可再生能源解决方案。众所周知,最大化太阳能系统的输出功率是提高效率的理想选择。为了使太阳系的热量输出最大化,我们需要使太阳系与太阳保持一致。从本质上讲,太阳是跟踪所必需的;这是一个比购买不同角度的额外太阳系更具成本效益的解决方案。本研究开发一个混合追踪系统,使太阳系与太阳保持一致,以最大限度地提高热效率。太阳能以直流电的形式存在,通过逆变器将其转换为交流电,在正弦波中产生畸变,产生谐波。谐波增加了电力系统的损耗。此外,由于可再生能源的波动性和负荷的变化,为降低功率因数而产生的谐波也在增加损耗;它影响着输电系统,降低了受电功率。因此,本项目结合上述问题的分析,提出切实可行的解决方案,使太阳系更加可靠和高效。4)节能灯的电流是非正弦的,含有丰富的谐波。有源电力滤波器（APFs）是一种常用的降低谐波失真的方法。有源电力滤波器（APFs）在工业上广泛应用于六脉波整流器和交流传动装置的谐波抑制。估计负载电流的谐波分量对有源电力滤波器的性能至关重要。针对较大的工业谐波负载,提出了谐波电流的估计方法,但随着CFLs的变化,其在较小负载下的性能会发生变化。本文探讨了瞬时无功功率理论（IRPT）和固定框架法在估算CFLs谐波分量电流中的有效性。采用固定框架法对有源电力滤波器进行了建模,并用六脉冲整流负载和三相不平衡CFLs负载对其性能进行了评估。5)虚拟电厂由太阳能光伏发电系统、风力发电系统和储能系统组成,旨在减少全球变暖对化石燃料的利用,应对日益增长的电能需求。利用能量管理策略（EMS）产生多种运行模式,在动态天气和负荷条件下,依靠太阳能、风能和负荷功率来控制负荷的计划运行,以避免停电,这是本研究的重点。光伏和WT发电系统被认为是稳定满足负荷需求的主要能源,而电池仅作为应急备用。文中给出了各系统及其部件在不同情况下的综合模型和设计,并在MATLAB/SIMULINK软件下进行了仿真和充分的比较,验证了所提方案的有效性。