在现代经济的飞速发展的同时,环境污染和能源危机问题日益加剧。分布式电源和微网正是解决环境和能源问题的一个重要方向。微网中的各种分布式发电系统都需要通过电力电子装置并入大电网。采用直流形式可以在很大程度上降低微网与交流大电网的耦合度,提高了设备的利用率。而且,由于直流量不存在频率、相位等电气量,只需维持直流母线电压稳定和系统的功率平衡,即可保证直流微网具有良好的电能质量。本文研究直流微网的系统拓扑、电压等级以及微源模型,并提出目前直流微网的环流、孤岛转换、分布式发电等几个环节产生的典型电能质量问题,以上海20KW直流微网示范工程为例,明确其对电能质量的要求,从控制策略和系统结构两方面对各模块单元进行优化。并网环节选用两级并网逆变器,降低交流主网的影响以及实现直流微网在并网模式与孤岛模式之间的平滑切换；光伏系统输出采用PQ控制,最大限度利用光能；蓄电池由于在并网和孤岛模式下的作用不同,分别采用PQ控制和恒压控制。交直流负载侧分别采用双环控制和单环控制来维持电压稳定。同时,根据理论计算和仿真分析,确定各变换器的电感、电容和PWM频率的最优值。然后,本文利用PSCAD搭建了一个直流微网仿真模型,研究在并网模式和孤岛模式下,在交流电网三相电压不平衡、光伏出力突变、负荷突变以及并网孤岛转换过程中,母线电压、负载侧电压以及蓄电池的功率变化情况,验证所提出的调控方法的有效性。最后,完成AC/DC电源柜和双向DC/DC变换器的二次电路设计,包括以TMS320F28335芯片为核心的控制电路、以HCPL316J芯片为核心的驱动电路以及基于蓝海微芯的人机界面。作为整个直流微网的控制核心,通过示范工程试验,该设备在并网和孤岛模式下都具有良好的暂态相应,能够维持母线电压稳定,且满足纹波不超过5%。