近些年,随着可再生能源的快速发展,微电网的概念逐渐兴起,成为构建高效、高可靠电力系统颇具前景的方案。与交流微电网相比,直流微电网具有效率高、控制系统简单等固有优势,因而受到了越来越多的关注。为了实现微电网之间的电能交换,通常可将毗邻的微电网互联,通过集群效应提高系统的整体可靠性,这就需要研究合理的协调控制策略来确保微电网群的稳定和经济运行。直流微电网中的分层控制系统主要由底层控制和顶层控制组成,与集中式控制方案相比,分布式控制方案可提高系统的可靠性和可扩展性,同时可降低通信网络成本。此外,分布式控制还提供了较分散式控制更好的控制性能。因此,分布式决策算法对直流微电网群的能量管理具有更高的应用价值。然而,现有的许多研究只考虑了互联微电网之间的负载功率均衡,这可能不适用于具有不同运营成本分布式发电单元的微电网,因此需进一步考虑微电网群的全局经济运行以实现集群总发电成本最小化。本文首先研究直流微电网群的全分布式控制方案,该方案用于优化调度直流微电网群内所有分布式发电单元的输出功率。具体来说,即通过设计一个合理的全分布式分层协调控制器,实现微电网之间的最优功率分配,从而最小化直流微电网群的全局经济成本。本文所提方案由变换器、子微电网和微电网群三级控制器组成,由于每个微电网的某个或某些分布式发电单元从本地网络固定向微电网之间传递全局信息,有必要对其中双层通信网络进行建模,以降低信息传递的复杂性。在这种三级控制架构下,全局控制器（群控制层）基于线性动态一致技术产生全局最优增量成本参考值,实现整个集群的经济运行。同时,采用基于固定的主从一致算法,由本地控制器分配微电网的平均电压参考值,从而使微电网内所有分布式发电单元的增量成本在此全局参考值下匹配,以确保微电网群在考虑分布式发电单元运行范围情况下实现最优运行。最后,由二次控制器确定各分布式发电单元的标称电压设定值,以保证发电-需求功率平衡。通过在各种测试场景下的仿真和实验验证了上述控制方案的可行性。尽管线性一致性算法可实现渐近收敛调节,但其收敛时间不确定,不适用于可再生能源间歇变化快、负载变化频繁的微电网。与渐近一致算法相比,有限时间一致协议收敛速度更快,可在有限时间内达到收敛。因此,本文进一步提出一种新型基于有限时间的微电网群控制策略,在遵从经济分配等式和不等式约束的前提下,优化互联微电网之间的潮流,并基于李雅普诺夫定理,对闭环系统的稳定性和收敛性进行了深入分析。此外,本文还通过引入储能提高微电网的电能质量和可靠性,相应地,研究了微电网群内储能的经济充放电控制策略,进一步实现能量优化。所提出的控制策略包含子微电网和微电网群两级控制器,其中群控制器以全局最优值均衡微电网的增量成本,并通过调整微电网的电压参考值,以有限时间的方式优化微电网之间的潮流。在此基础上,微电网控制器可进一步实现分布式发电单元出力的经济分配,并将微电网群的平均电压调节至群控制器指定值。之后基于李雅普诺夫定理,对闭环系统的稳定性和收敛性进行深入分析。仿真和实验结果验证了所提出的控制策略的有效性。由于有限时间协议的稳定时间上限是初始状态的函数,使得其可能在快速收敛时失效,这在很大程度上限制了其在大规模微电网群中的应用。而固定时间一致协议收敛时间的上限与初始值无关,显然更适合在固定的稳定时间内解决直流微电网群的经济分配问题。因此,本文创新性地提出一种基于固定时间协议的控制策略,与线性一致协议和有限时间方案相比,该方案收敛速度更快,且无需考虑其初始值,优势明显。所提出的控制器的收敛性也通过严格的分析得到了证实。该方案由群控制层调节微电网电压参考值,初步实现微电网之间的潮流经济调度。然后基于固定时间一致协议,匹配微电网的增量成本,调整高成本微电网和低成本微电网之间的潮流,从而降低系统全局经济成本。微电网控制器则确保了本地分布式发电单元具有近似的增量成本,从而实现供能的经济性,同时可通过群控制器产生的平均电压设定值实现母线电压恢复。基于上述控制方案,在考虑线路损耗和相关约束条件的前提下,直流微电网群的优化运行可在固定的时间内实现。最终,通过实验和仿真对所提控制方案的优越性进行验证。