一、背景
微电网从系统的角度理解DG，结合发电机、负荷、储能装置和控制系统，形成单一的控制系统，满足用户对三供应的需求，通过配电网和主要大电网并联运行，最终形成大电网和小电网联合运行系统。微电网不仅解决了DG高渗透性并网的问题，而且充分发挥了DG给用户和电网带来的经济效益和隐藏价值。因此，它受到了国内外研究者的高度重视，其发展潜力也是无限的。
微电网有两种基本运行模式：并网和孤岛。当并网运行时，微电网中的负载可以从微电网或大电网中供电。此时，微电网可视为可控单元；当大电网出现各种故障、干扰或维护需要时，微电网迅速与大电网断开，平稳过渡到孤岛运行状态，为当地负荷提供持续可靠的电能，确保重要负荷不受影响，从而增强电网抵御自然灾害的能力，减少大规模停电造成的损失。因此，微电网运行模式灵活，用户可以根据电网的运行状态在并网和电网的运行状态，达到最佳运行状态，满足当地负荷的特定电能质量要求，减少环境污染，给用户带来一定的经济效益。
根据分布式电源和负载接入母线的不同，主要分为两类：交流微电网和直流微电网。由于交流微电网控制复杂，损耗大，直流微电网发展强劲，但研究相对较少。
二、分布式电源数学模型
永磁直驱风力发电系统的运行原理及数学模型：
驱动风力发电系统一般包括四个部分，即捕获风能的风力发电机、转换风能为电能的永磁同步发电机（PMSG）、调节电能的电力电子变流装置W和控制部分，使整个系统正常运行，其基本结构如图所示。电力电子变流装置还包括：机器侧变流器、直流环节和网络侧变流器。
发电机定子侧通过全功率变流器与电网连接，风力发电机组的稳定运行可以通过控制机器侧和网络侧的变流装置来实现。永磁同步发电机的输出交流电能通过电机侧整流器和直流侧电容器进入电压恒定的直流电能，然后通过网络侧逆变器进入交流电能将能量输送到电网。
光伏发电系统：
独立光伏发电系统，又称离网光伏发电系统，是光伏发电系统最基本的形式。它独立于电网运行（不连接任何电力系统），只适用于为特定的直流或交流负载提供电能。如图所示：
该系统主要由光伏电池组成，MPPT脉宽调制器，控制器（Pulse Width Modulator, PWM）模块、DC-DC变换电路和负载的基本部分。
一般蓄电池储能系统：
使电池SOC参数计算更准确，忽略了电池的自放电因素，进一步改进了电池模型。该模型由可控电压源和固定内阻串联组成，如图所示：
三、设计与实现：
光伏建模：
风电建模：
储能建模：
控制策略： 光伏发电系统提供直流电能，风力发电系统输出交流电，是直流微电网的重要组成部分。通常，为了提高分布式电源的利用效率，PV系统和PMSG系统一般工作MPPT但在特殊情况下，应按需降低功率。其中PV系统的MPPT控制采用扰动观察法，PMSG系统的MPPT控制叶尖速比最佳。
电池通过双向DC/DC变换器并入直流微电网。电池通过恒压放电控制恢复母线电压的稳定性，保持系统内功率的平衡。
PV系统通过BOOST升压变换器接口与直流微电网相连；PMSG系统通过AC/DC变换器接口连接直流微电网；储能系统通过双向DC/DC变换器连接到直流母线。
仿真结果：
风速变化，风机输出功率
电池充电状态SOC
直流母线电压、蓄电池输出功率
光强和光伏功率输出
根据模拟结果，直流母线电压可以通过闭环调节快速稳定，系统可以在光强和风速变化过程中稳定运行。