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分布式能源(distributed energy resources, DER)的大量接入对直流配电网的供电可靠性提出了更高的要求；普遍采用的电力电子设备及其控制系统的非线性对直流配电网的运行提出了挑战。根据直流配电网建设及发展的需要,本文研究了格式网模式的中压直流配电网结构与电压等级序列确定方法,以及多级电压格式网结构的直流配电网模型、算法和控制策略。主要研究内容及创新性成果如下：为适应分布式能源的大量接入,以及未来社会对高可靠性供电的需求,提出了格式网模式的中压直流配电网构建方案,并对其关键技术与可行性进行了分析；定义了电压分布不均衡度和线路综合利用不均衡度评估指标,用于评估直流配电网消纳DER的能力,并通过案例验证了所提评估指标的有效性。分析直流配电网电压等级制定的影响因素,提出了综合考虑源、荷接入和社会发展等因素的电压等级方案适应性评估方法,得到了以DC380V为低压配电网电压等级的优化方案；提出以DC380V为基数的2的n次方倍的直流配电电压等级序列,作为未来各级配电网电压等级的优先选择范围；综合考虑源、荷接入适应性与10kV、20kV交流配电网电缆对地绝缘电压水平等因素,在上述序列范围内确定DC12kV或DC24kV为目前城市中压直流配电网的可选方案。建立了直流配电网中的AC/DC换流器、DC/DC变换器稳态模型和直流配电网潮流分布的分析计算模型。根据变换器的不同控制方式对AC/DC换流器支路和DC/DC变换器支路模型做了等效处理,定义了直流配电网节点分类,提出了考虑变换器损耗的改进牛顿-拉夫逊法的直流配电网潮流算法,通过算例验证了算法有效性。结合不同电压层级的负荷需求以及大量DER接入的需求,研究了适用于不同电压等级和运行模式的直流配电网的分层协调控制策略。提出直流配电网中压层级采用电压下垂控制策略,控制目标是保证区域内网络低损耗运行；低压与微电网层级采用主从控制策略,控制目标是实现区域内高电压质量供电。研究结果表明,格式网模式直流配电网构建方案适应DER大量接入与高可靠性供电需求,提出的多电压等级直流配电网潮流算法与分层电压协调控制策略,可供未来直流配电网工程设计、建设借鉴和参考。