对于传统的单独规划、单独运行的供能系统,其能源利用效率低,而综合能源系统能够对各供能系统进行统一的规划与运行,为提高能源利用效率提供了一种解决思路。对于离网的综合能源系统来说,由于其缺少主网的支撑,惯性小,抗扰动能力较弱,使系统在受到扰动后的运行带来风险。当离网综合能源系统发生负荷投切等扰动时,系统内电压频率会发生较大波动。因此,如何评估判断负荷投切时是否会对系统带来不利影响,系统内电压和频率的波动是否会超出范围等问题具有重要意义。另外,针对负荷投切时电压和频率的波动情况,提出一种能减少负荷投切时电压频率波动的方法,尽可能的在系统安全稳定运行的前提下多投切负荷也具有重要的意义。针对以上问题,本文主要开展了如下工作:(1)建立离网综合能源系统时域仿真模型。由于本文主要研究的是负荷投切时电压和频率的波动,即电压和频率的动态特性,其时间常数小,在此过程中可以忽略热力系统、天然气系统的动态。因此在时域仿真模型中主要建立电力系统模型,其中包括微型燃气轮机发电系统、储能系统以及光伏发电系统。根据时域仿真模型,对负荷投切时的电压、频率波动进行研究。(2)建立离网综合能源系统小信号模型,应用小信号模型对电压和频率的扰动特性进行评估。其中小信号模型包括四个子模型,即PQ控制逆变器子模型、V/f控制逆变器子模型、线路子模型以及负荷子模型。首先,在各自独立的旋转坐标系中建立各子系统的小信号模型,然后利用坐标变换将小信号模型转换到公共旋转坐标系,得到整个系统的小信号模型,并且在小信号状态空间方程中加入扰动项,得到考虑扰动输入的综合能源系统小信号模型。最后,依据上述小信号模型,对负荷投切时的电压、频率扰动特性进行评估,分析不同负荷功率因数对电压和频率波动的影响以及最大投切负荷的评估,并且与时域仿真模型的结果进行对比,验证小信号模型的正确性和扰动特性评估的可行性。(3)提出一种基于改进主从控制的分层多源协调控制方法,减小负荷投切时电压和频率的波动。下层为分散控制层,负责电网的功率平衡及负荷管理。上层为协调控制层,上层通过一种改进的主从控制方法,协调下层从微源的输出功率,以减小负荷投切时系统内电压和频率的波动。改进主从控制的核心是将主微源的输出功率设定为参考值,将负荷投切时的功率缺额按照从微源的容量按比例的分配到从微源上,减小主微源在扰动过程中的出力变化。最后,在时域仿真模型和小信号模型中验证分层协调控制对减小电压和频率波动的效果,并且对加入分层多源协调控制后最大负荷投切裕度进行评估。