随着当今世界经济的快速发展,对于能源的需求也在日益增加,而传统发电方式所带来的化石能源危机以及环境污染问题也让世界各国的电力工业面临着巨大挑战,使得新能源分布式发电得到了重视,微电网也应运而生。由于风、光等分布式电源以及蓄电池和超级电容等储能装置的输出形式为直流,同时直流微电网具有结构简单、能量转换少、输出功率便于控制等优点,结合目前直流设备需求日益上升的趋势,本文对直流微电网系统的稳定运行进行了研究分析。本文以光伏电池为分布式发电单元、锂离子电池和超级电容为储能单元和模拟负载组成的直流微电网为研究对象。首先介绍了光伏电池的工作原理,搭建光伏电池的数学模型并研究其输出特性,通过对比分析不同最大功率跟踪控制方法的优缺点,采用变步长电导增量法对光伏电池输出功率进行跟踪控制,并进行了仿真验证。其次分析了直流微电网混合储能控制结构,通过研究混合储能中锂离子电池和超级电容工作原理,分别推导了两者的数学模型并分析两者的充放电特性。提出了混合储能控制策略,其中锂离子电池储能采用电流闭环控制,超级电容储能采用电压外环、电流内环双闭环控制,本文还提出采用小波分解的方法对有随机性和波动性的光伏电池输出电流进行处理作为混合储能的控制信号的方法,并进行了稳定性仿真验证。再次,分析了储能双向DC/DC变换器的工作原理,并建立了DC/DC双向变换器小信号模型,设计了锂离子电池储能和超级电容储能控制器,并对不同充放电工作模式进行了稳定性分析。最后在MATLAB/Simulink中搭建直流微电网仿真模型,并主要对直流微电网系统的两种不稳定因素导致系统失衡的情况,即光照强度改变导致光伏电池输出功率的变化和负载消耗功率的变化,分别在正常工作模式、过放模式、过充模式下进行算例仿真分析。仿真结果表明,锂离子电池能够及时响应系统中光伏电池和负载功率需求进行合理充放电,且充放电电流稳定,超级电容能够快速吸收系统中的高频功率波动,在光伏电池输出功率和负载变化的情况下,维持直流母线电压的稳定,使直流微电网系统稳定运行。