0 引言

在双碳目标引领与新型电力系统建设背景下，智能微电网作为整合分布式电源、储能系统与多元负荷的核心载体，其高效运行对提升能源利用效率、保障供电可靠性具有关键意义。当前，智能微电网面临源荷不确定性大、多组件协同难、并网离网切换复杂等问题，优化配置与运行控制成为突破其发展瓶颈的核心抓手。本文立足智能微电网的运行特性，深入研究其优化配置建模方法，系统设计多场景下的运行控制策略，旨在为实现智能微电网的经济、高效、稳定运行提供理论支撑与技术参考，助力新型电力系统的构建与发展。

1 智能微电网优化配置的基础理论与建模方法

1.1 智能微电网的核心构成与运行特性分析

智能微电网的核心构成涵盖分布式电源、储能系统、可控负荷、电力电子变换器及能量管理系统等关键组件。分布式电源包括光伏、风电等新能源发电单元，具有间歇性、波动性特征；储能系统用于平抑功率波动、保障供电连续性；可控负荷可根据系统运行状态灵活调整用电模式；电力电子变换器实现不同能源形式的转换与接口适配；能量管理系统负责统筹协调各组件运行。其运行特性主要体现为多源协同、源荷互动、并网离网双模运行等特点，系统呈现强非线性、动态性及不确定性，需通过精准分析各组件特性与交互机制，为后续优化配置与运行控制策略设计奠定基础^[1]。

1.2 分布式电源、储能系统及负荷的建模方法

分布式电源建模需结合其物理特性与运行规律，光伏电源采用光照强度、环境温度与输出功率的数学关系模型，风电电源基于风速特性与风机功率曲线构建模型，同时考虑随机波动因素；储能系统建模重点刻画充放电特性、容量约束及效率特性，采用状态空间模型或充放电循环模型描述其动态行为；负荷建模需区分刚性负荷与柔性负荷，刚性负荷按固定功率需求建模，柔性负荷结合响应特性构建可调度模型，同时引入负荷预测误差以反映不确定性。通过科学建模，精准描述各组件的输入输出关系与约束条件，为智能微电网的优化配置与运行仿真提供可靠支撑^[2]。

1.3 优化配置的目标体系与约束条件构建

优化配置的目标体系需兼顾经济性、可靠性、环保性等多维度需求，经济性目标以投资成本、运行维护成本及能耗成本最小化为核心，可靠性目标通过供电不足概率、系统恢复时间等指标体现，环保性目标聚焦碳排放、污染物排放总量降低。约束条件构建需涵盖技术约束、运行约束与安全约束，技术约束包括分布式电源出力限制、储能系统容量与充放电功率约束、电力电子设备额定容量约束等；运行约束涉及功率平衡约束、电压与频率波动范围约束、并网联络线功率约束等；安全约束确保系统在故障或扰动下的稳定运行。通过构建多目标、多约束的优化框架，实现智能微电网配置方案的综合最优。

2 智能微电网优化配置与运行控制策略设计

2.1 基于多目标优化的微电网容量配置策略

基于多目标优化的微电网容量配置策略，核心是在严格满足系统技术、运行及安全约束条件下，实现分布式电源、储能系统及可控负荷等核心组件的最优容量配比。该策略以经济性、环保性与供电可靠性为三大核心优化目标，综合纳入全生命周期投资成本、运行维护成本、碳交易相关成本及供电缺电率、新能源消纳率等关键指标，构建多维度、多约束的优化数学模型。通过融合粒子群优化算法、遗传算法及NSGA-II等智能优化算法，对分布式电源出力波动特性、储能充放电效率规律、负荷需求响应特征及电网交互功率约束进行协同优化，精准求解Pareto最优解集。同时，引入权重系数法或层次分析法对多目标进行综合决策，充分考虑不同应用场景下的目标优先级差异，确定适配的最优容量配置方案。该策略还融入需求响应机制与V2G技术潜力，进一步提升配置方案的灵活性与经济性，为智能微电网的规划设计提供科学、全面的依据，确保系统在全生命周期内实现经济成本、环保效益与供电可靠性的动态平衡。 

2.2 考虑源荷不确定性的动态运行控制策略

考虑源荷不确定性的动态运行控制策略，旨在应对分布式电源出力波动与负荷随机变化对微电网运行的影响。该策略基于实时监测的电源出力、负荷需求及储能状态数据，采用模型预测控制、鲁棒控制等先进控制理论，构建动态控制模型。通过预测短时间内的源荷变化趋势，动态调整分布式电源的出力指令与储能系统的充放电策略，实现功率平衡的实时调控。同时，引入虚拟电厂技术与需求响应机制，引导柔性负荷参与系统调节，提升系统对不确定性的适应能力。通过动态优化控制，有效平抑功率波动，降低弃风弃光率，保障微电网电压、频率等电能质量指标稳定在允许范围内^[3]。

2.3 并网/离网模式切换的协同控制策略

并网/离网模式切换的协同控制策略，是保障智能微电网在不同运行模式下平稳过渡的关键技术。该策略需综合考虑微电网与大电网的交互特性、内部电源与负荷的动态响应能力，设计模式切换的触发条件、过渡流程与控制逻辑。在并网转离网模式时，通过快速调整储能系统出力与分布式电源控制策略，维持内部功率平衡，实现无缝切换；在离网转并网模式时，通过同步控制技术使微电网电压、频率与大电网匹配，平稳并入大电网。同时，构建多主体协同控制架构，实现分布式电源、储能系统、负荷及大电网之间的信息交互与协同决策，确保模式切换过程中系统运行稳定、电能质量可靠，提升智能微电网的整体运行灵活性与鲁棒性。

3 结语

本文围绕智能微电网优化配置与运行控制策略展开系统研究，明确了智能微电网的核心构成与运行特性，建立了分布式电源、储能系统及负荷的精准建模方法，构建了兼顾经济性、可靠性与环保性的多目标优化配置框架。通过设计基于多目标优化的容量配置策略、考虑源荷不确定性的动态运行控制策略及并网离网模式切换协同控制策略，形成了一套完整的智能微电网优化运行技术体系。研究成果为解决智能微电网源荷协同难、运行稳定性差等问题提供了理论支撑与技术参考，对提升微电网运行效率、促进新能源消纳、助力新型电力系统建设具有重要意义。未来可进一步结合数字化、智能化技术，深化多场景下的协同优化机制，提升策略的动态适应性与工程实用性。

参考文献

[1]温倩兰.智能电网中微电网孤岛检测与无缝切换控制策略研究[J].中文科技期刊数据库(文摘版)工程技术,2025(9):162-165.

[2]刘宾,段加富,隋广君,陈一铭.大兴机场一处智能微电网运行控制策略的研究[J].电工技术,2025(10):62-69.

[3]宗鸣镝.智能微电网中多源协同控制策略及其动态响应特性分析[J].电气技术与经济,2025(5):7-10.