随着清洁能源的渗透率越来越高以及直流负载在消费终端中的占比逐年上升,直流微电网通过电力电子变流器,将多种可再生清洁能源、储能单元、消费负载终端与传统电力系统集成,在近年来得到了广泛的研究。全局电压稳定和比例负载分配是直流微电网协调控制的两个控制目标。直流微电网中通过多个储能单元间的协调运作,可以平抑清洁能源受环境因素影响带来的网内功率波动,保证负荷的合理分配同时维持直流母线电压的稳定。因此,本文使用双向DC/DC变流器作为储能单元接入直流微电网的电力电子接口,针对其控制问题,以及多源并联场景中均流及母线电压恢复的相关问题进行了深入研究和分析。为了提高储能单元的输出电能质量,直流微电网中储能设备需要通过双向DC/DC变流器连接于公共连接点(Point of Common Coupling)。在分析研究双向DC/DC变流器拓扑结构的基础上,建立单元模型并对其设计电压外环、电流内环的双闭环控制,以保证其稳定可靠运行,实现输出功率对等效负荷变化的实时追踪。直流微电网中负载按比例分配以确保各个单元出力合理,防止任一微源的过度出力。为了解决直流微电网分布式发电场景中的多源协调问题,克服变流器单元和PCC间的线路阻抗不同所带来的较差的均流特性,设计了自适应下垂机制,针对不同的负载条件调整下垂系数。基于稀疏通信网络,控制器将每个变流器的本地单位电流与通信图中邻居节点的电流进行比较,以此提供阻抗校正项,用于校正下垂系数并同步本地单位电流,使每个参与的变流器具有相等的输出阻抗,以实现精确的比例负载电流共享同时提高稳态和瞬态下的均流特性。为了确保直流母线所连接负载的正常工作,需要维持全局电压稳定。针对下垂机制带来的电压降落问题,设计了母线电压恢复控制策略。通过设计电压调节器,使用观测器来获取邻居数据以估计微电网上的平均电压,该估计值还用于生成电压校正项以调整下垂机制中的电压设定点。所设计的上层协调控制算法充分考虑了线路阻抗,每个变流器单元只与稀疏通信图上的相邻单元进行数据交换。最后,在所设计的控制算法的参与下推导出微电网的全局动态模型,并建立Simulink仿真验证了控制算法的有效性以及系统链路故障弹性和即插即用的能力。