由于化石能源的大量使用,导致全球能源危机和环境问题越来越严重,因此利用可再生能源发电,优化电力能源结构已成为世界各国能源政策发展的趋势。分布式发电技术为可再生能源的高效利用提供了技术支撑,但是,可再生能源发电具有明显的间歇性,如果分布式电源无序接入,将严重影响主网的安全稳定运行,因此微电网技术应运而生。微电网作为分布式电源的一种有效管理方式,能提高可再生能源的渗透率,减小对主网稳定运行的冲击,从而对解决全球能源危机以及环境问题具有重大的意义。微电网的分布式特性,分散了系统运行与调度的风险,提高了供电的可靠性。但是,数量众多的分布式电源,及其输出的不确定性和波动性,增加了微电网运行控制的难度,并且,微电网特有的低惯性以及双向潮流,对微电网的经济调度带来严峻挑战。因此,为实现微电网的经济运行与优化调度,本文研究了发电成本最小化的经济运行方法和含需求响应的优化调度方法。首先,基于多Agent系统,提出微电网的双层控制模型,利用等微增率准则,实现微电网成本最小化的经济运行。然后,引入需求响应和动态电价机制,提出基于动态电价需求响应的微电网优化调度方法,实现用户侧收益的最大化和发电侧运行成本最小化。最后在Matlab/Simulink中搭建数字仿真平台,分别对提出的经济运行与优化调度方法进行验证。本文的主要研究内容包括:(1)基于多Agent系统的微电网经济运行方法。针对含有大量可再生能源的孤岛微电网,本文提出一种基于多Agent系统的双层经济运行模型,该模型包含实现电能传输的底层微电网,和实现信息传输的上层通信网络。随后,给出通信网络的构建规则,提出从任意通信网络推导出分布式控制律的一般方法,通过分布式控制律使得分布式电源的增量成本达到一致,从而实现微电网成本最小化的经济运行。进一步,在理论上证明所提分布式控制律的收敛性,保证系统在迭代过程中始终保持功率平衡。最后,在仿真平台上验证了双层经济运行模型的有效性。仿真结果表明,在可再生能源和负载需求剧烈波动的情况下,提出的方法均能实现微电网的运行成本最小化。(2)基于动态电价需求响应的微电网优化调度方法。在实现发电侧运行成本最小化的基础上,为同时实现用户侧收益最大化,本文提出一种基于动态电价需求响应的微电网优化调度方法。首先提出动态电价的形成机制,此机制能够最大限度吸纳可再生能源,并且有效降低化石能源发电机(如微型燃气轮机)的输出。结合动态电价与需求响应,提出微电网优化调度模型,实现可调负载的最优接入量,确保用户侧收益的最大化。同时,利用等微增率准则,实现发电侧的运行成本最小化。最后,搭建含需求响应的微电网优化调度仿真平台,对提出的方法进行验证。仿真结果表明,基于动态电价需求响应的微电网优化调度方法,不仅提升了用户侧的收益,而且保证了发电侧的运行成本最小化。(3)孤岛微电网经济运行与优化调度仿真平台。为测试所提经济运行与优化调度方法的有效性,在Matlab/Simulink中搭建微电网经济运行与优化调度仿真平台。首先,构建微型燃气轮机、风机、光伏和储能电源模型,同时,根据不同分布式电源的特性,实现不同的控制模式,其中,微型燃气轮机采用恒功率(PQ)控制,风机和光伏采用最大功率跟踪点(MPPT)控制,储能采用电压频率(V/F)控制。而后,建立包含四种分布式电源的放射型孤岛微电网,同时,搭建与之对应的基于多Agent系统的通信网络。本文搭建的仿真平台,不仅能够实现各种分布式控制策略,还能满足微电网经济运行和含需求响应的优化调度的仿真需求。