随着全球能源与环境问题日益突出,可再生清洁能源发电的渗透率不断提高。但是,可再生能源发电具有强波动性和随机性,并且由其构成的直流微网系统内的负荷也具有很强的不确定性,使得系统内源荷功率容易产生失衡从而导致母线电压波动,严重影响直流微网的安全稳定运行。因此,研究直流微网母线电压控制技术,提高直流微网母线电压稳定性具有重要意义。为提升直流微网系统母线电压的稳定性,本文构建含光伏发电的直流微网系统,研究在各分布式单元协调控制下的直流微网母线电压稳定方法,主要内容如下:(1)在了解直流微网系统各单元结构的基础上,本文首先对光伏单元、混合储能单元的基本结构进行分析并搭建相应的数学模型,并且在不同环境下对光伏电池的输出特性进行仿真分析;其次,对光伏Boost和储能双向DC/DC等直流电压变换器进行原理和工作方式分析,设计适用于分布式单元不同工作状态的直流变换器控制策略;最后,设计交流电网部分以及并网变换器的整流/逆变控制方法。(2)在直流微网系统中,通常会出现同一类型的多个分布式电源同时工作在恒压模式下,由于输出电压、线路阻抗的不同,往往会导致输出功率不均,下垂控制则是实现分布式电源之间功率合理分配的一种重要解决方案。本文分析传统下垂控制下各分布式电源并联存在的功率分配与母线电压跌落方面的弊端,研究不同改进下垂控制方法对功率分配精度与电压跌落的影响,提出基于可变虚拟电阻的改进下垂法并对母线电压进行相应的补偿。仿真结果表明,在给定情况下采用基于可变虚拟电阻的改进下垂法可以提高各并联分布式单元的功率均分精度,有效抑制母线电压跌落。(3)直流微网系统中各个分布式单元都以分散的方式直接并联在直流母线上,母线电压是唯一反映直流微网系统中源荷功率变化的有效直观信息。在额定母线电压上下范围内对电压进行简单的分层,根据母线电压分层情况,提出一种直流微网系统分布式单元协调控制策略。在该控制策略下,每个层级下各分布式单元采取不同的运行模式,其对应的直流变换器根据设定条件自动切换控制策略,实现各个分布式单元协调运行下直流微网母线电压稳定。最后,在不同工况下将此控制策略应用于所搭建的直流微网系统进行仿真实验。仿真结果表明:所提控制方法可以在不同的母线电压层级下协调微网内各个单元功率交换情况,实现母线电压稳定,保证直流微网安全稳定运行。