微电网电能质量的系统控制可以包括二次控制与三次控制，实现包括发电系统协调、补偿出力优化、用户侧响应等控制目标。相较于一次控制来说，系统控制的研究工作才刚刚展开，工业应用尚未形成，且其方法、结构与实现方式都有待于进一步研究与改进，但系统层面的电能质量调控对微电网的可靠运行是必要的，也是未来主要的研究方向之一。针对二次控制与三次控制方法，阐述二次控制、三次控制与本地控制的集成方式，并例举一些研究案例。
从供电角度来看，电能质量的问题主要是负载端的电压质量。在微网与配电网中，当一个微网系统中存在有多个发电机并联时，它们应能够协同对微网内的电能质量进行调节。基于电流、电压内环和一次调节控制，主要阐述从整个微网层面所进行的二次调节，其主要目的是使多台发电机能够同时对电网中的电能质量进行调控，合理分配各发电机的补偿出力。
以一个典型的微网系统为例（如图《微电网电能质量的二次控制集成》所示）。
多个发电机向该微网系统供电。为了提高敏感负载汇流条(SLB)或并网点(PCC)的电能质量，二次控制可以被采用。首先，测量SLB的电能质量并分析得到其负序或谐波电压含量;然后通过二次控制计算相应补偿量，并通过通信方式发送到各个发电机端，二次控制的核心算法可以为一个PI控制器，通过比较检测量和给定量来得到补偿量;最后在并网逆变器的本地控制器中，补偿量被传递给电压内环以实现补偿效果。这种控制方法主要针对工作在VCM控制下的VSI，可以实现不平衡电压的补偿和电压谐波的抑制。
虽然所提出的控制方案可以有效提高负载侧的电压质量，但各发电机的电流/功率限制以及补偿能力也需要加以考虑。基于这些问题，有研究提出了一种改进的补偿方案，建议在已有微电网系统结构中加人若干小容量的APF。虽然并网逆变器仍然提供大部分补偿处理，但在发电机侧的电能质量降低到临界允许值或发电机补偿能力有限的情况下，APF可以启动以缓解发电系统的压力 。
除了上述方法以外，容性虚拟阻抗的方法也可以进行改进并应用在二次控制中，以提高负载侧电能质量。有文献还讨论了负序容性虚拟阻抗的数值调节问题，并提出了一种自适应的虚拟阻抗调节方法。该方法实现了基频负序以及3, 5, 7次谐波电压的抑制，有效提高了系统电能质量。
在微网电能质量调节中，除了电能质量以外，各发电系统的功率均分也相当重要，关系着系统的稳定性与安全性。传统的下垂控制能够实现基频有功和无功的均分，而无法兼顾负序和谐波次功率(因负序及谐波次功率为波动功率)。基于这种考虑，研究者们提出了各种控制方法，包括集中式、分散式与分布式等类型，以更精确地调节发电机补偿出力，合理地分配各发电系统的负担。集中式与分布式方法均需要通信系统的支持，而二者的区别在于分布式的控制方法有更高的灵活性与鲁棒性，并能避免信息的大量集中处理。一致性算法叫是近年来应用较为广泛的通信算法，它通过分享关键信息，使得各个分布式发电单元间形成自动的一致性，以实现负序电流、谐波电流的合理分配。分散式控制方法不同于其他两种控制方法，它不需要通信系统，但通常基于虚拟阻抗方法。其优点是可以避免搭建通信连接，无需集中式的信息处理;缺点是控制精度相对较低，也因缺乏信息交流难以实现系统层面的有效配置。除此以外，由于虚拟阻抗对系统的动态性能影响较大，它的使用也需要更多的系统层面建模分析，以进行参数优化，保证系统的稳定性。
综上可以看出，二次调节的主要目标是实现微电网公共负载点或并网点电能质量的调节，其实现方式主要是通过计算一个补偿量，并同时发给所有并网发电系统。虽然二次调节基本实现了指定负载点电能质量的提高，但它还存在几个方面的问题:第一，所有并网发电系统的补偿出力相同，而未考虑其容量、线路阻抗及工作情况的差异;第二，适用于小区域或负载较为集中的微电网系统，而对于用户较为分散或多负载汇流条的微电网则无法通用;第三，仅依靠二次控制无法响应用户端的需求，因不同用户对电能质量的需求可能因时而异。因此，系统层面的三次优化很有必要。其主要目标包括:第一，在电能质量二次调节基础上，优化各并网发电系统的补偿出力，以实现微电网效率与经济性等优化目标，并考虑各发电系统的容量与补偿能力;第二，通过建模分析与实时优化，实现多负载点的电能质量调节;第三，实现针对用户电能质量要求变化的响应调节。为了实现以上各控制目标，近一两年来很多研究工作初步开展，以下就已有的研究作一个简单的总结。
针对多负载节点的微电网系统，有文献提出了一种电流限制和均分的控制策略，其通过设计一个负序阻抗控制器来实现负序功率的分配。其中负序阻抗的取值主要根据各负载节点不平衡负载和负序电流情况来计算，并考虑到各个发电机的功率容量。但此方法需要一个同步测量体系，如同步相量测量装置(PMU)。
为了实现用户自定义的电能质量调节,有研究提出了一种多目标优化算法，旨在最优地利用各并网逆变器。一个基于灾难决策理论的电能质量分析架构也被设计出，用以实现总谐波失真(THD)和功率因数(PF)的同时调节。基于多目标算法和灾难决策理论的管理层与发电系统的控制层构成了一个多层次的控制系统。用户也可以与系统管理员直接交流并设定其电能质量要求。系统管理员通过智能管理层制定相应控制方法，在保证系统安全的前提下实现电能质量地灵活调节 。
当微网系统中有各种不同工作模式的发电机时，主从控制法也可以作为一个很好的备选方法，这种方法被证明可以有效地实现多微网系统的电能质量调节四。该方法假设在何个微网系统中存在一个主发电单元和多个从属发电单元，其中主发电单元工作在电压源型控制模式，对微网的电压和频率进行直接调控;而各从属发电单元工作在电流源模式。从属发电单元选择性地对本地的谐波和负序电流进行补偿;而主发电单元承担剩余的所有负载。各微网中的主发电单元通过下垂控制自动调控，实现多微网之间的有功/无功分配。该文还提出使用保守功率理论(conservative power theory)实现各谐波、负序分量的解藕控制。其仿真实验结果证明该方法能够实现电能质量调节并保证了谐波/负序功率与无功的均分 。
用户自定义的电能质量调节在微电网项目以及日本仙台的4年微网项目中被重点考虑，其概念如图《用户自定义的电能质量控制》所示。
