微网(Microgrid)作为一种可以有效整合可再生能源的小型自治电力系统,是近年来的研究热点。按母线类型划分,微网主要被分为直流和交流两种形式。其中,直流微网具有无需控制电压频率和相位、高电能质量等优点,通常用于包含直流负载或特定敏感负载的用电系统。同时,随着微网的发展,越来越多的微网接入电网,出现了微网互联为集群的形态,以下称为微网群(Microgrid Clusters)。由于微网系统中可再生能源渗透率的逐渐增高,系统发电量的波动性变得明显,该问题与微网负荷需求的波动性综合起来会显著影响微网的稳定运行和电能质量。综合以上问题,对直流微网及其集群的控制方法进行研究是有必要的。本文结合实际工程需求,对孤岛模式的直流微网及其集群在高可再生能源渗透率条件下的控制方法进行了研究,主要成果如下:1.提出了一种适用于直流微网的两级协同控制方法,该方法引入了混合储能系统(Hybrid Energy Storage System,HESS),由底层控制与顶层控制两部分组成,其中底层由具有即插即拔特性的分布式发电装置(Distributed Generator,DG)和超级电容(Super Capacity,SC)自主控制实现;上层采用集中控制,由微网中央控制器(Microgrid Center Controller,MGCC)控制蓄电池充放电实现。该方法可维持微网稳态时的功率平衡,并在动态时为系统提供一定的惯量支撑。2.以单个微网的两级协同控制方法为基础,提出了适用于直流微网群的群级两级协同控制方法。在该方法的作用下,微网群内的单个微网可独立运行也可互联运行。群级两级协同控制的底层主要保证微网群中单个微网的稳定运行,上层通过协调控制各子微网中的分布式发电单元与储能系统实现直流母线电压调节和联络线的功率流控制。最后本文使用Typhoon和RT-Lab搭建了机电-电磁暂态混合实时仿真平台,在多时间尺度上验证了以上方法的有效性。