数据中心、医院、电信、金融服务等领域对供电质量和供电连续性提出了较高的要求,需要连续不断的高质量电源以确保即使在灾难或灾后的危急情况下也能正常运行,传统不间断电源(Uninterruptible Power Supply,UPS)系统已难以满足它们的需求。同时UPS的额定功率一直在不断提高,在不久的将来它将增加到兆瓦级别。此外,还需要进一步提高此类大型UPS的可靠性、可用性和环境友好性,因此对超级UPS系统的研究显得尤为重要。本文主要以包含光伏电池、多个储能单元和负荷的超级UPS系统作为研究对象,提出了一种基于多智能体的分布式协同运行控制策略,主要解决超级UPS系统的运行模式和功率控制方面的问题。首先,本文介绍了传统UPS系统的国内外发展现状以及遇到的问题和挑战,概述了本课题用到的控制方法,并且分析了本课题研究中存在的问题。其次详细分析了超级UPS系统的拓扑结构,包括光伏发电系统、储能系统和并网逆变器系统的工作原理和各单元特性,建立了相应的数学模型,同时对系统内的功率变换器进行了分析和参数设计。接着,结合直流微电网中的能量管理策略,分析了集中式控制策略以及分布式控制策略的特性以及优缺点,根据直流母线电压大小设计了超级UPS系统在大电网正常运行和故障时的四种系统运行模式及模式切换策略,实现了并网运行和孤岛运行的平滑切换。随后,分析了作为电池储能系统常用分布式控制的下垂控制方法和改进下垂控制方法,通过理论分析和仿真案例指出了其仅适合小系统和存在电压偏差等局限性,在此基础上,提出了基于多智能体无模型控制的荷电状态(State of Charge,SoC)均衡控制策略,使其不仅能够实现各储能单元之间的SoC均衡,又能维持直流母线电压的稳定,同时还考虑了不同容量的储能单元以及电池容量衰减造成的影响,并结合仿真从不同角度对该控制策略的有效性进行了验证。最后,在仿真平台上搭建了超级UPS系统整体仿真模型,设计了并网运行和孤岛运行两种仿真情形,实现了超级UPS系统在不同运行模式下的功率平衡与负载均衡。此外,为了提高初级电流控制器的控制效果,本文对无模型智能PI(Intelligent Proportional Integral,iPI)控制器进行了改进,增加了微分跟踪器以减小输出微分项抖动,提高了初级电流控制的电流质量。本文所提的基于分布式协同的超级UPS运行控制策略实现了系统内各节点根据直流母线电压的协同控制,维持了母线电压的稳定和功率平衡,解决了各储能单元由于初始SoC和装机容量的不同带来的SoC不平衡的问题,且针对储能单元装机容量衰减问题也提出了相应的解决方法,能够实现储能单元的即插即用功能。基于Matlab/Simulink平台的仿真实验表明本文所提的基于分布式协同的超级UPS系统运行控制策略具有简单有效、控制性能良好的特点。