随着能源、环境问题不断困扰人类,清洁可再生能源的合理开发和利用越来越成为人们亟待解决的问题。微电网作为一种新型配电网,通过整合风能、太阳能等可再生能源以及储能设备、负荷等来缓解能源危机。直流微电网作为微电网的一种形式,存在一些需要解决的关键问题,如电源的特性、直流负荷特性、DC-DC变流器拓扑方式、直流断路器、稳态运行和故障时的控制策略、直流微电网全局的稳定性等。研究直流微电网稳定运行特性具有重要的理论和实际工程意义。分布式电源和负荷是微电网的主要组成部分。本文研究了直流微电网中分布式电源光伏、储能设备以及负荷的特性,建立了它们的数学模型,分析讨论了它们的外特性,并且进一步分析了它们对直流微电网稳定运行的影响。设计了直流微电网的结构参数、建立了直流微电网的模型、电力电子系统拓扑,建立了DC-DC变流器的小信号模型,利用开关函数法建立了网侧变流器的数学模型,储能变流器采用交错并联拓扑,并利用内环均流控制实现了能量的双向流动、光伏电源的最大功率跟踪控制、网侧变流器控制。为了实现直流微电网稳定控制,维持直流微电网不同状态时电压的稳定,采用了电压分层控制的策略在PSCAD/EMTDC中搭建了网络模型,验证了控制策略的正确性,研究与开发了直流微电网储能变流器,保证系统功率的动态平衡。并且在直流微电网结构基础上利用阻抗分析法讨论分析了直流微电网稳定运行的禁区范围, “源”和“载”的容量配置。通过实际项目测试平台实证了微电网稳定储能变流器的性能,验证了相应的控制策略。