直流微电网以其可控性强、可靠性高等优点成为未来住宅和楼宇的主要供电架构,通常由并网变换器、分布式电源、恒功率负载及储能装置等组成,他们之间的协调控制及并联后的稳定性是直流微电网可靠运行的基础。本文对直流微电网的功率控制策略及系统级稳定性进行了深入研究。直流微电网传统分级控制策略基于下垂控制实现微源之间的功率分配,无法实现再生能源的优先发电。本文在分析直流微电网组成结构及发电单元输出特性的基础上,将母线电压控制策略与分级控制策略相结合,提出一种改进分层控制策略。该控制策略分为三层:第三层为上级电网提供调度接口;第二层通过设计电压等级确定微源的优先级,不使用通信线路仅通过采集本地信息完成对微源的调度,实现再生能源的优先发电和工作模式的平滑切换;第一层实现各变换器的底层控制。仿真和实验结果表明该控制策略能够依据母线电压的变化实现微源的调度,并能实现离并网、突加突减负载等工作模式的平滑切换。直流微电网传统的电压-功率下垂控制策略采用阻性虚拟阻抗,无法降低负载功率扰动对直流微电网的动态特性造成的影响,本文通过建立下垂控制策略下微源接口变换器的统一小信号模型,从理论上分析了功率扰动对输出电压的影响因素,提出一种阻性虚拟阻抗加补偿虚拟阻抗的改进下垂控制策略,阻性虚拟阻抗实现稳态时的功率分配,补偿虚拟阻抗提升直流微电网的动态性能。基于一个简单的直流微电网,详细分析了补偿虚拟阻抗的参数设计过程,仿真和实验结果表明,该下垂控制策略能够提升母线电压的动态特性,增强阻尼特性。直流微电网的小信号分析均采用阻抗比判据,该判据无法区分双向变换器的源、负载特性,同时无法判定母线功率扰动对直流微电网稳定性的影响。本文基于直流微电网小扰动简化模型,从理论上分析了功率扰动与源、负载阻抗之间的关系,提出微源侧输出阻抗与负载侧输入阻抗并联的等效一端口网络小信号稳定性判定方法。通过建立一个光储直流微电网的小信号模型,利用并联阻抗法分析了滤波参数对直流微电网小信号稳定性的影响规律。采用母线电压控制策略的直流微电网,依据母线电压的变化,实现直流微电网不同工作模态之间的转换,其特性是一个非线性系统,需采用非线性分析方法分析直流微电网的稳定性。本文首次将切换理论用于母线电压控制直流微电网的稳定性分析中,通过建立直流微电网母线电压控制策略下的统一数学模型,利用李雅普诺夫直接法研究直流微电网大信号稳定性的参数边界条件,并根据切换系统稳定性判据分析了模式切换对直流微电网稳定性的影响,为该控制策略下的直流微电网的系统级稳定性设计提供重要的参考依据。