近年来,随着传统化石能源的短缺以及环境污染的不断加重,由光伏、风电等分布式电源组成的微电网对解决上述问题具有重要意义。相比于交流微电网,直流微电网因结构简单、损耗低及较好的可控性,且不存在多级变流器变换环节及无需考虑无功环流、频率和功角稳定性等的优点,具有较好的发展前景。实现直流微电网系统各单元间协调控制以保障负荷功率的均衡分配,进而保障系统电压稳定,已成为直流微电网的关键问题。本文采用由分布式电源、储能单元和负载组成的直流微电网系统作为研究对象,分别从孤岛直流微电网和互联直流微电网系统两方面对系统稳定运行进行研究。具体的研究内容如下:首先,本文介绍了国内外直流微电网研究现状,对直流微电网和互联直流微电网的结构模型进行了介绍,建立了光伏发电单元的理论和工程数学模型,并通过数值仿真分析了光伏发电单元输出特性。同时,讨论了光伏发电单元的两种运行模式,即最大功率运行模式和限功率模式,并对其最大功率跟踪控制进行了理论分析和仿真验证。其次,对孤岛运行下的直流微电网稳定运行进行了分析。针对孤岛直流微电网系统对电压稳定和均流的要求,根据母线电压的波动,提出了基于多运行模式切换的孤岛直流微电网分层协调控制策略。该策略采用三层控制结构,依据母线电压信息,将孤岛直流微电网分为三种模式运行。此外考虑到线路参数不均衡对负荷精准分配的影响,通过建立稀疏的通信网络,各发电单元仅与相邻单元进行信息交互,完成基于差值离散一致性算法的系统均流控制。最后,进一步分析了因单个直流微电网抗干扰能力不足等问题,提出了互联直流微电网多模式协调控制策略。分别在并网和离网两种运行状态下,充分考虑储能单元虚拟容量以及变流器容量的限制,进而实现基于电压分区间的多运行模式的平滑切换以及自主功率均衡分配,确保互联直流微电网系统稳定安全的运行。为验证控制策略的有效性,利用PSCAD/EMTDC对提出的协调控制策略进行仿真验证,结果表明所提出的控制策略能够实现直流微电网系统的稳定运行。