能源与环境是人类赖以生存的基础,为了实现能源与环境的可持续发展,一场以清洁能源大规模高效利用为导向的能源革命正在全球范围内如火如荼的开展。微网作为利用清洁能源的一种重要技术,对推动传统能源结构向清洁能源转变具有重大意义。微网的出现,改变了社会生产和生活的用能方式,传统电网广域的发电、输电、配电和用电四个关键环节在微网中实现了高度的集中。微网是具备源、荷双重特性的主动负荷,通过灵活的优化控制,可以实现电网发电与用户用电的互动,从而促进清洁能源的高效利用,推动粗放型能源社会向集约型能源社会发展。本文在国家‘863’计划“基于分布式能源的用户侧智能微电网关键技术研究与集成示范”和自然科学基金面上项目“微电网环境下电动汽车与可再生能源的协同增效机理与优化方法”的支助下,对含多类型可再生能源的微网容量优化配置、微网自治优化运行方法、多微网互联能力分析、含多微网的配电网重构和多微网合作参与配电网协调运行五个方面进行了研究,为微网示范与推广提供理论支撑与工程参考。主要创新点如下：1)针对含多类型能源的微网,从并网与离网两个角度提出了相关的优化配置方法。以典型离网型微网——含风光柴蓄及海水淡化负荷的海岛微网为对象,提出了一种多目标优化配置模型及求解方法,综合考虑海水淡化、蓄电池及柴油发电机三种类型的可调控资源,提出了系统功率分配策略。以典型并网型微网——工业型光伏微网为对象,提出了一种计及重要负荷的储能容量优化配置方法。分析了重要负荷的启动冲击特性和整体负荷的运行特性,结合分时电价机制,提出了储能系统充放电运行策略,建立了基于年净利润最大化和光伏消纳最大化的双目标优化模型。2)提出了一种基于负荷分类的微网优化控制策略。将微网负荷分为基线负荷、可平移负荷和可计划负荷三类,并分别建立了用电特性模型,从而形成负荷优化控制约束条件。基于实时电价和负荷分类约束,建立用户购电费用最小和用户不满意度最低两个对立的目标函数,并采用粒子群优化算法进行了离散和连续决策变量的混合求解。3)提出了一种从互联系统频率稳定和调节能力角度分析多微网互联可行性的方法。通过对无差调频微源、有差调频微源和负荷的频率特性进行分析,得出包含不同形式微源的微网综合频率特性。根据微网综合频率特性,可以计算出最低频率点有功功率,该功率便是频率稳定临界功率。根据微网系统内可控电源与储能的备用容量,从可再生能源功率不同跌落量调节角度,计算备用时长和备用功率是否满足要求。4)针对含多微网的配电网,提出了一种计及可再生能源和负荷的不确定性的配电网两阶段实时重构模型。在第一阶段优化配电网的拓扑结构、在第二阶段优化微网内柴油机组出力、储能的充放电及与外部电网的交换功率,以降低配电网实时运行的经济风险。采用多割平面广义Benders解耦将对构建的两阶段配电网重构模型进行求解,并在含3个微网的RBTS Bus5测试系统上进行测试。5)针对局部配电网内多个微网的协作问题,提出了电力市场环境多微网的合作博弈方法：首先,基于自适应鲁棒优化,提出了单个微网的日前调度模型,并实现了多微网间的能量和备用共享；其次,采用凸博弈理论将多微网协作的收益合理有效地分配至各微网,并从理论方面验证了多微网利益分配机制的稳定性。