大力发展分布式可再生能源,是实现可持续发展的迫切需要。然而,其间歇性和不可预测性,严重影响电力系统的安全性和可靠性,导致分布式可再生能源并网比例非常低。其根本原因是:现有的输配电理念是发电端根据用户端需求调节发电量,只能从发电端来控制输配电平衡,控制自由度非常低;其次,现有的分布式都是大规模、大容量的,间歇性所带来的大幅度的功率波动、谐波污染等问题,无法就地消纳解决;再者,传统控制策略主要是以切断其中的分布式可再生能源来实现电网功率平衡,导致电能转换效率低。针对以上问题,本文依据用户端跟随发电端的理念,提出一种可实现分布式可再生能源高比例并网的微电网架构及其电能转换控制策略,主要研究内容包括:1)针对分布式可再生能源并网比例不高的问题,提出了一种家庭型交直流混合微电网架构,实现分布式可再生能源高比例并网,将“化整为零”的思维应用到分布式可再生能源并网中,在需求侧将部分用电设备作为电能弹性存储设备。该架构既可避免多级能量变换导致的损耗,又可利用电能弹性存储设备跟随分布式可再生能源发电波动,并保证分布式可再生能源高渗透率下电网的安全稳定运行。2)针对电能转换效率低的问题,在所提出的架构上设计了高效电能转换控制策略:在实现高比例并网的前提下,设计的微电网对上级电网呈现分时恒功率和纯阻性,使得分布式可再生能源的波动在需求侧端消纳掉,同时达到用电量可控和零污染的性能指标。控制策略分为系统级协同控制及变换器级控制策略,其中系统级协同控制策略以整个微电网中电力电子设备功率损耗最小,储能设备寿命损耗最小为目标,以分布式可再生能源高比例并网、系统对外呈现纯阻性及分时恒功率为条件,最后运用粒子群优化实现优化控制;变换器级的控制策略是以优化算法得到的最优解作为目标,并以矢量控制策略及相应的调制方法控制电力电子变换器达到对应控制目标。本文的创新之处在于:一、提出了一种考虑家用弹性存储设备的分布式可再生能源微电网架构,从需求侧提高其并网率;二、对外呈现分时恒功率,就地消纳波动电能,降低上级电网调度难度;三、对外呈现纯阻性,就地消除谐波污染,实现对上级电网零污染。