随着越来越多分布式能源的接入和直流负荷的出现,传统的交流配电系统难以为继。而直流配电系统具有分布式能源接入便利、源荷的交直流变换环节少、电能质量优、线损少、造价低、输电容量高等优势,有望成为未来电网发展的重要形式。中压直流配电系统相较于低压直流配电系统更适用于工业园区和供电负荷密集的地区,将会是未来直流配电系统的主要构成部分。考虑到中压直流配电系统中多种不同类型的变换器拓扑及其控制差异较大,变换器间电气参数耦合特性明显,易面临母线电压崩溃等影响系统安全稳定运行的情况,因此有必要对中压直流配电系统进行小信号稳定性分析。本文以中压直流配电系统为研究对象,分析系统小扰动稳定性影响因素,给出不同参数约束边界,为系统材料选型、规划设计等提供理论指导依据,并提出相应的控制参数优化稳控策略为中压直流配电系统实际运行提供参考。本文的研究工作主要包括以下内容:首先,本文以中压直流配电系统作为研究对象,介绍了中压直流配电系统的拓扑结构、运行方式以及控制策略,分别建立了关键变换器的小信号模型,并构建了多个串并联方式组合集成模块单元的等值模型。通过扫频法和对比数值与电磁暂态仿真的动态过程验证了中压直流配电系统小信号模型的准确性。其次,为确定中压直流配电系统小信号稳定性的影响因素,基于参数灵敏度选取了系统中对低稳定裕度低频区特征值影响较大的关键参数。通过特征根轨迹变化情况,分析系统稳定性变化趋势。分析得到线路电阻、MMC换流器桥臂电容、LLC谐振变换器励磁电感过小可能会导致系统失稳,而MMC换流器桥臂电感、控制参数过大亦会引起系统不稳定运行,从而造成直流母线电压、变换器输出电流大幅振荡等恶劣的影响。再次,针对上一章分析出对系统稳定性影响较大的控制参数,提出一种基于鲸鱼优化算法的控制参数设计:即以系统小信号稳定性及动态响应速度等作为约束,确定控制参数取值范围,通过鲸鱼优化算法尽可能增大特征值与虚轴之间的距离,实现系统母线电压和传输功率在遭受小扰动时的动态性能提升与稳定裕度优化的目标。最后,本文基于RT-LAB半实物实验平台搭建了中压直流配电系统简单模型,通过实验验证控制参数的优化效果。实验结果表明,采用基于鲸鱼优化算法设计控制参数的系统母线电压和传输功率在受到负荷或光照波动等小扰动情况下的动态特性得到了有效改善。