微电网群是微电网发展到一定阶段的产物,将多个微电网互联并以集群的形式运行,有利于提高供电可靠性。微电网群通过内部子微电网之间协同运行和能量互补,能够提高分布式电源的渗透率,实现可再生能源的高效利用。对微电网群进行能量优化管理,是保证微电网群高效有序运行的基础。微电网群存在功率交换,微电网群的能量优化管理不仅要考虑微电网内部经济运行和电压稳定问题,还要考虑微电网间的功率协调问题,实现微电网群整体最优运行。一方面,分布式电源出力波动性会对微电网群能量优化产生不利影响;另一方面,传统集中式优化存在难以保障隐私安全、对通信要求高等缺点。针对这些问题,本文引入模型预测控制(MPC)理论和同步型交替方向乘子法(ADMM),对微电网和微电网群的能量优化管理问题展开研究。针对微电网群的功率协调问题,以最小化微电网群总运行成本为目标,建立了微电网群协调优化模型。以交换功率为耦合变量,将集中式优化问题解耦为各子微电网的子优化问题,并推导出求解微电网群优化问题的同步型ADMM迭代形式,将子问题的异步迭代过程转换为同步迭代过程,每轮迭代中选取前轮期望交换功率计算结果的修正值作为本次迭代的参考值。同时采用有限时间一致性算法传递优化过程所需的期望交换功率信息,实现完全分布式计算。引入MPC滚动优化的思想,给出了微电网群协调优化问题的分布式求解过程。通过算例验证了基于同步型ADMM的分布式协调优化算法的收敛性以及优化结果的合理性,与集中式优化的优化结果进行对比,验证了分布式优化结果的最优性,最后验证了通信故障时基于有限时间一致性算法的信息交互的可靠性。针对集群运行下的微电网的有功经济优化和无功电压优化问题,提出了一种基于MPC的微电网双层能量优化管理方法。上层优化和下层优化采用不同的时间尺度,上层优化考虑微电网间的功率交换,以最小化微电网的运行成本为目标,对各个可控电源有功出力进行优化;下层优化利用有功优化结果计算可控电源的无功裕度,安排可控电源和无功补偿设备的无功出力,维持本地无功平衡,以保持微电网电压在允许范围内。有功优化和无功优化均采用MPC的滚动优化和反馈校正的方式,以应对电源出力的波动性。通过算例进行对比分析,验证了基于MPC的双层能量优化管理方法的有效性和优势。