随着社会经济的发展,电力系统正在发生着深刻的变革。由于大量分布式电源的接入,传统的发-输-配单向用电形式产生了变化,尤其在配网侧,源荷共存、功率双向流动的状况对现有的电网调控、保护等形成了新的要求。同时大量的直流分布式电源和直流负荷,对传统的交流供电模式提出了新的挑战。交直流混合微电网能够有序地接纳交直流分布式电源和负荷,有效集成交直流异构子网,充分发挥交流供电和直流供电的优势,具有较高的转换效率、系统灵活性和可靠性,因此是现代电力系统规模化接纳交直流分布式电源和负荷的一种有效途径。但传统单子网型交直流混合微电网直流电压等级和交流频率单一,不能集成多样化负荷和分布式电源,且故障时不能分区解列,这极大地限制了交直流混合微电网的广泛应用。针对这些缺点,本文提出了多子网型交直流混合微电网的概念并聚焦其底层控制技术。按照系统稳定性、关键装置控制再到系统调控的研究思路,从分布式电源并网稳定性、互连变流器环流抑制、系统功率协同控制三个方面对多子网型交直流混合微电网进行了全面而深入的研究,基本涵盖了其主要的底层控制问题。在交直流混合微电网控制领域,取得了一系列原创性研究成果,其中部分关键技术已在实际工程中落地应用。首先,针对分布式电源并网稳定性问题,提出运用基于描述函数法的稳定性分析方法来分析分布式电源的并网失稳和致稳机理,从而有效指导分布式电源稳定并网,保证系统的稳定性。分布式电源接入弱电网时,容易产生功率振荡等不稳定现象,这极大地影响了可再生能源的利用率。传统的稳定性分析主要是基于小信号模型的纯线性系统分析方法,会遇到无法考虑本质非线性环节(限幅、迟滞等)、临界稳定性分析困难、系统稳定裕度分析失效(针对非最小相位系统)等问题,使得分析结果不完备、不准确,对参数设计的指导意义有限。针对这个问题,提出基于描述函数法来分析分布式电源并网稳定性问题。相比于传统的线性分析方法,描述函数法能够有效考虑本质非线性环节,这样基于扰动观察法的功率控制环等非线性环节能够被考虑进来,增加了系统模型的完备性。此外,描述函数法判断系统稳定性时不依赖于稳定裕度,而且能够准确地计算系统振荡时的频率和幅值,极大地提升了分析的准确性。基于更加完备和准确的稳定性分析结果,分布式电源并网失稳的机理更加明确,对于指导控制参数的设计更有意义。其次,针对多子网型交直流混合微电网中的关键装备——互连变流器的环流问题,提出了两自由度环流抑制算法,对互连变流器中出现的环流进行有效抑制,保证其高可靠的运行。多种不同交直流子网通过互连变流器连接为一个整体,互连变流器的稳定控制对整个系统的稳定运行起着重要作用,但是多个互连变流器并联运行时会产生环流,这对系统的稳定运行造成了显著影响。针对这个问题,提出了基于开关状态组合的统一建模方法,系统地分析了以输入并联输出并联形式连接的非隔离双向DC/DC变流器、单相DC/AC变流器、三相DC/AC变流器的环流特点及其产生机理。发现系统中存在多种类型的环流并且环流的产生与参数不对称相关,重点研究了参数不对称对系统动态、不同类型环流、输出谐波等的影响。基于环流的产生机理,从控制算法、拓扑、隔离配置等手段入手,成体系地提出了两自由度环流抑制算法,能够推广到不同类型的互连变流器。所提方法能够对不同类型的环流进行解耦控制,有效地消除系统环流,使得各个互连变流器并联时能够均担功率,提升子网互连时的供电可靠性。最后,针对多源调控以及可再生能源出力具有波动性的难题,提出了多时间尺度网-源-储-荷协同控制技术,可有效保障系统的平稳运行,提升多子网型交直流混合微电网可再生能源的就地消纳能力。多子网型交直流混合微电网中存在着多个子网,当系统出现功率波动等扰动时,子网内部以及子网之间应该互济互助、相互支撑,共同克服系统扰动。但是这些子网中含有交流子网和直流子网等多个异构网络,其互连形成了复杂交互和强耦合,对多子网型交直流混合微电网的功率协同控制提出了挑战。针对这个问题,分析了交直流子网功率互动和耦合的机制,提出了基于交流频率和直流电压反馈的多子网功率协同控制算法,并结合源-储协同、储能SOC控制等,形成了多时间尺度网-源-储-荷协同控制技术,从子网内和子网间两个层面有序地克服系统波动。此外,充分考虑子网的容量和负荷特点,保证对含高比例关键负荷的子网优先供电。进一步地,所提协同控制算法是分散式的,并且嵌入在微网一次控制中,不依赖于通信,能及时的保证系统功率平衡,显著地提高了系统运行稳定性,同时也丰富了微网系统一次控制的内容。