由于全球范围内一次化石能源不断消耗和日益严峻的环境问题，电力和能源行业正朝着可再生清洁能源、能源储存单元和现代负荷整合方向发展，其方式是在传统的交流电网基础设施内建设灵活、高效的多端直流配电网。其中，直流母线电压作为衡量直流配网稳定和功率合理分配的重要因素，对其控制方法的研究具有实际及学术意义，近年来得到了国内外学者的关注。本文主要推导了考虑VSC交直流侧瞬时功率的直流母线电压全局下垂控制模型，在此基础上进行2自由度?-综合鲁棒控制器设计，保证母线电压不易受系统非线性扰动和参数变化的影响。
　　1)本文首先对含公共直流母线的多端直流配网应用传统下垂控制时，在母线电压偏差、电流分配精度和系统损耗等方面的缺点进行了分析，为此提出了全局下垂控制器，减小母线电压偏差的同时保证各VSC直流侧输出电流成比例。接着在考虑VSC交直流侧瞬时功率和内部损耗的基础上，分析了该控制方式下VSC直流侧电压输出的小信号模型，得到了直流电压控制结构和相应的扰动因素。
　　2)基于VSC直流电压控制结构，进行鲁棒控制器设计。不同于已有文献的设计方法，本文针对控制结构受非线性扰动和参数变化影响的特点，同时进行了非结构化不确定性和参数化不确定性建模分析。对于经简化得到的电流控制器进行非结构化不确定性建模，消除其非线性扰动对于输出电压的影响；而将较为直观的控制器参数和直流侧电容电感值等系统参数变化划分为参数化不确定性，避免不确定性建模结果过于保守。进而利用?-综合设计方法进行了2自由度鲁棒控制器设计，结果表明加入所设计全局下垂鲁棒控制器的闭环系统结构奇异值在控制器带宽内恒小于1，同时满足系统鲁棒稳定性和性能跟踪性的要求。并在PSCAD/EMTDC软件中搭建了三端VSC直流配网模型，分别在系统正常运行工况、系统参数变化和换流站退出运行工况下进行了仿真验证，结果表明加入本文所提控制器的直流配网不易受系统非线性扰动和参数变化的影响，能够精确控制直流母线电压水平，保证系统鲁棒性。
　　3)为对直流配网互联系统小干扰稳定性进行分析，分别推导了传统下垂控制、全局下垂控制和全局下垂鲁棒控制下VSC输出阻抗，通过对应的Nyquist曲线看出前两种控制方式易受参数变化影响，当变化范围较大时可能会导致换流器系统失稳，而本文所提控制方式下的VSC输出阻抗Nyquist曲线虽然稳定裕度较其余两种控制方式较低，但不易受参数变化影响，从频域角度对其在克服各种非线性扰动和参数变化时的能力进行了验证。最后，通过对直流配网各端口子系统的输出/输入阻抗建模，利用Middlebrook稳定性判据对互联系统小干扰稳定性进行分析，结果表明传统下垂控制仍然受到参数变化的影响，但处于稳定域内；全局下垂控制下的次环路增益幅值趋于无穷，系统发生失稳；而对于全局下垂鲁棒控制，次环路增益的Nyquist曲线仍然不受系统参数变化的影响，能够实现对直流母线电压精确控制的同时保证互联系统稳定。