在目前能源短缺和环境恶化的大背景下,微电网越来越得到国内外的认可与发展。微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等汇集而成的小型发配电系统,是能够实现自我控制、保护和管理的自治系统。将分布式电源与负荷等一起组成微电网的形式运行,可实现分布式电源的灵活与高效应用,从局部解决了分布式电源大规模并网时的运行问题。微电网也是未来智能配电网实现自愈、用户侧互动和需求响应的重要途径。随着电力系统的发展,将会有越来越多的微电网接入配电系统,有关微电网的研究工作近年来已经成为电力系统的热点研究领域之一。微电网中的电源与负载相距较近,不需要远距离传输,输电线路阻抗特性与传统配电网相似,但分布式电源的接入、分布式电源控制方法的多样性、微电网运行方式的灵活多样性等,使得微电网的潮流分布与计算有别于传统配电网,且具有多样性。同时,微电网中间歇性分布式电源出力的随机性,线路和分布式电源的随机故障,及系统负荷波动等不确定性的因素,不利于系统的安全稳定可靠运行。本论文在国家高技术研究发展计划(863计划)“微网群高效可靠运行关键技术及示范”(2012AA050217)和国家自然科学基金青年科学基金项目“不同运行模式下微电网的潮流模型与高效算法研究”(51507149)的资助下,研究微电网的统一常规潮流算法,以适用于各种运行方式下微电网的常规潮流计算,并进一步研究微电网的连续潮流计算、随机潮流计算及可靠性评估,研究结果对微电网的规划设计、优化运行和保护控制具有一定的指导意义。本文的主要研究工作如下:1.提出基于LMTR(Levenberg Marquardt method combined with trust region technique,LMTR)潮流算法的微电网统一常规潮流计算方法。针对不同运行方式下微电网常规潮流计算的多样性问题,建立微电网的统一简化潮流模型,分析其特征及求解要求;提出求解统一潮流模型的LMTR潮流算法,该潮流算法能解决潮流方程的雅可比矩阵奇异及解范围窄所带来的困难,且具有全局收敛性,对初始值设置依赖小。算例分析验证了所提LMTR潮流算法的正确性和有效性,适用于各种运行方式下微电网的常规潮流计算。2.提出一种无平衡节点微电网连续潮流计算方法。建立无平衡节点微电网的含负荷参数连续潮流模型,提出一种连续潮流计算方法:初始点采用LMTR潮流算法求解,预测环节采用结合局部参数化方法的切线法,校正环节提出新型的超球面参数化方法,及提出采用结合牛顿拉夫逊法和带Armijo型线性搜索牛顿法的组合牛顿法进行校正。算例分析表明,所提方法能保证连续潮流计算成功,且可实现在较高计算精度下一直以较大定步长进行预测。3.提出基于组合抽样蒙特卡洛模拟法的微电网随机潮流计算方法。根据随机潮流中输入随机变量的不同特点,提出随机潮流的组合抽样蒙特卡洛模拟法,对连续概率分布随机变量采用拉丁超立方抽样法,对较小概率事件的离散概率分布随机变量采用改进重要抽样法。分析出微电网随机潮流需考虑的主要随机因素,将其作为输入随机变量;建立输入随机变量的概率模型,并进行组合抽样建模;再对每次组合抽样得到的输入数据采用LMTR潮流算法进行常规潮流计算,进而得到系统潮流的概率分布。算例分析表明,提出的组合抽样方法可显著提高蒙特卡洛模拟的收敛速度,减少随机潮流计算时间。4.提出基于时变通用生成函数(time-varying universal generating function,TVUGF)的孤岛运行微电网短期可靠性评估方法。定义TVUGF,提出TVUGF改进运算—合并同类项法和状态重新划分法,以减少需评估的状态数,提高评估速度。采用连续时间齐次马尔可夫链的TVUGF模型求取预测风速的状态概率,由两状态元件的时变状态概率建立微电网系统状态的时变概率;再计及计划解列方案和孤岛切负荷策略,对每个系统状态进行分类故障影响分析,建立微电网的短期可靠性TVUGF模型。算例分析验证了所提短期可靠性评估方法的正确性和有效性。5.研究无平衡节点微电网的静态安全风险评估。针对无平衡节点微电网的特性,提出结合N-1事故与解列方案的静态安全分析准则;并计及故障解列后孤岛系统含不确定性因素和无平衡节点的特性,提出基于LMNIL(Levenberg Marquardt method with new inexact line-search,LMNIL)算法的随机潮流模拟法,计算解列后孤岛系统的随机潮流,可得到考虑频率越限风险的静态安全风险指标的概率分布。算例分析验证了所提出的无平衡节点微电网静态安全风险评估方法的正确性和有效性,能有效地评估无平衡节点微电网系统的静态安全水平。