为应对能源危机、优化能源结构,近年来微电网得到了迅速发展,与微电网相关的一系列关键技术成为研究的热点,微电网电能质量分析与控制则是其中的关键技术之一。由于微网系统本身的特殊性,其电能质量不仅与内部分布式电源、储能装置和负荷的运行特性有关,而且还与外部相连的配电网存在交互影响。基于微网电能质量的特点,本文采用统一电能质量调节器(UPQC)对微网电能质量进行综合治理,主要围绕基于UPQC改善微网电能质量的检测和控制策略两方面展开研究。首先介绍了基于UPQC的微网系统基本结构,对UPQC混合储能单元的拓扑结构进行了研究,分别建立了UPQC串联单元、并联单元和混合储能单元的数学模型,进一步阐述了基于UPQC改善微网电能质量的工作原理和控制目标。其次研究了UPQC输出指令电压、电流信号的检测方法。针对传统锁相环(PLL)在配电网电压不平衡和畸变情况下难以适用的缺点,本文分别研究了基于Park变换和基于谐振控制的两种无锁相环指令电压检测方法。针对数字系统的固有延时,本文研究了基于自适应预测的指令电流检测方法,通过改进变换矩阵C,提出了一种适用于微网负载三相不对称且含有任意谐波分量的分次补偿畸变指令电流检测法,分别从稳态精度和动态响应速度两方面对全补偿畸变指令电流的直接预测法和间接预测法进行了对比研究。针对间歇性电源引起的微网功率波动,本文研究了该功率波动对PCC点电压质量的影响机理。通过Matlab/Simulink仿真验证了所述指令信号检测方法的有效性。最后研究了基于UPQC改善微网电能质量的多目标控制策略。为提高UPQC串联单元在配电网发生短时电压浪涌或深度电压跌落时的补偿效果,本文研究了基于自适应三角载波的电压跟踪控制策略,同时通过UPQC串联单元对直流侧电容进行均压控制。为减小主从控制结构中微网运行方式切换时引起的暂态电压和电流冲击,本文研究了具有主电源和电能质量治理双重功能的UPQC并联单元平滑切换控制策略和并网预同步控制策略,通过在同一个电流环增量式PI调节器中加入指令值补偿策略,保证了切换前后电流指令值的连续性,提出以调节基准相位为目标的并网相位预同步控制,以实现微网平滑并网。为平抑微网功率波动,改善PCC点电压质量,本文分别研究了混合储能单元两个双向DC/DC变换器的双环控制策略,根据超级电容和蓄电池的不同特点,设计了既能发挥储能元件各自优势,又能控制储能元件运行在安全区间的混合储能单元能量管理方法,以延长储能元件使用寿命,提高平抑效果。为验证本文所述控制策略的有效性,在Matlab/Simulink环境下搭建仿真模型,设置不同工况,分别从改善微网电压质量、电流质量、平抑微网功率波动和实现微网运行方式平滑切换四个方面进行了仿真研究,仿真结果表明,本文所采用的基于UPQC改善微网电能质量多目标控制策略的有效性和可行性。