随着分布式电源(distributed generation,DG)规模和种类的不断扩增,协调光伏和风电等多种分布式电源的微电网(microgrid,MG)技术得到了各国的青睐。微电网系统存在能源消纳能力不足、用电互动化水平较低及微电网间互动化薄弱等问题。因此,将地理上毗邻的多个微电网组成的微网群(microgrid cluster,MGC)系统,利用其能源多元化、运行控制智能化、负荷需求定制化等典型特征,在能源结构转型与供给侧改革中发挥重要作用,成为了新一代智能电网发展的核心。本文针对交流微网群系统,将从以下四个方面展开:(1)针对由多个DG组成的微电网系统,为实现对功率、电压和频率的有效调节,建立了三层控制策略模型。通过设计“下垂控制+dq解耦的电压电流双闭环”一次控制策略,实现对多DG并联系统的有功功率均分及环流抑制;通过分析系统小信号模型中状态矩阵的特征值,研究下垂系数和控制参数对系统稳定性影响;进一步通过二次优化控制策略消除下垂控制造成的电压及频率偏差,并通过三次控制的潮流协调策略实现对二次和一次控制功率指令的优化。(2)针对大规模DG接入的微网群系统,基于多智能体系统(multi-agent system,MAS)理论建立子微网及微网群通信架构“图模型”,将复杂的物理结构过渡到由“图”描述的控制系统模型。结合MAS一致性理论实现子微网有功、无功及谐波功率的比例均分,并保证系统平均电压和频率维持在额定值;进一步通过功率裕度一致性策略实现对微网群内各子微网输出总的有功和无功功率的协调控制。(3)考虑低/高带宽通信线会产生通信延时,提出了基于无通信线的带通滤波器(band-pass filter,BPF)控制和二次控制间有功功率均分和频率恢复的等效性。于此建立了基于BPF的一致性控制,消除了带宽通信延时对系统有功功率和频率调节的影响,从而通过减少一致性控制中的通信传输数据量降低了子微网系统的延时和通信成本;设计了基于预测一致性控制的延时补偿方法,保证了在一定延时裕量内的微网群协调控制的有效性。(4)围绕本文提出的微电网和微网群技术,以变流器作为DG单元,搭建两台DG组成的并联系统实验平台,验证分层控制对功率均分、环流抑制和并联控制的有效性;进一步搭建含三个DG单元的微电网实验平台,验证了对本文提出的一致性协调控制策略的有效性。