随着社会科学技术的进步,电力需求呈爆炸性增加。同时,全球化石能源的大量低效的应用,造成了非常严重的环境问题,如雾霾天气、极端天气现象,全球海平面上升等。在此背景下,可再生能源发电吸引了世界各国的注意。为了高效利用可再生能源,微电网技术出现在人们的视野之中。与交流微电网比较,直流微电网有很多优点:电能利用率高,投资及损耗低;无须考虑同步问题;方便可再生能源以及直流负荷的接入;不会带来谐波以及无功问题。为了更好的整合直流微电网与交流大电网,固态变压器(SST)以其独特的三端口结构得到国内外学者的青睐。SST输入端连接交流侧,一端为直流侧提供多种交直流接口。通过灵活控制SST,可以实现直流微电网的能量流动的灵活管理。本论文研究对象为基于SST的直流微电网,首先构建了直流微电网系统内各部分的数学模型。本文研究的直流微电网系统由SST、1个光伏发电系统、1个分布式储能系统以及直流负荷组成。分别分析了 SST、Boost变换器、双向Buck-Boost变换器的工作原理,建立其数学模型,并对其数学模型线性化得到小信号模型;分析了光伏电池和蓄电池的工作原理,建立其数学模型,并得到光伏电池的输出特性和蓄电池的充放电特性;为后文对基于SST的直流微电网的进一步研究打下了基础。为了实现直流微电网的协调控制,采用基于母线电压的电压分级控制策略。此控制策略将直流母线电压分为几个不同的区间,在每个区间内分别有一个分布式单元控制直流母线电压,其余分布式单元作为功率源平衡系统功率;并且系统内各单元能够根据直流母线电压灵活自动的在电压源和功率源之间切换。后续仿真分析证明了此控制策略可以平衡系统内功率,从而保证直流母线电压的稳定。为了实现直流微电网的经济运行,提出了一种基于SST的直流微电网的能量管理策略。此能量管理策略将电压分级控制和直流微电网的分层控制相结合,把直流微电网的控制分为底层变换器控制层、中层母线电压控制层和上层能量管理层三个层次。之后将考虑电价的蓄电池经济性优化算法嵌入到上层能量管理层中,通过在电价高时向交流大电网售电,在电价低时从交流大电网购电,考虑系统的稳定成本,从而实现系统的经济性优化。后续仿真分析证明了此能量管理策略的有效性。在直流微电网的研究中,小信号稳定性问题是其另一重要问题。在建立系统内各单元小信号模型的基础上,采用小扰动特征分析法和通用阻抗判据对直流微电网的小信号稳定性问题进行了定性分析。通过定性分析得到:随着直流微电网内负荷功率的增加,直流微电网的稳定裕度将会降低,甚至使系统不稳定,引起电压低频振荡;同时对于相同的负荷功率,相比于电阻性负荷,恒功率负荷更容易引起系统的不稳定。在小信号稳定性分析的基础上,提出了 SST的有源阻尼控制,通过在SST的控制回路中加入电流前馈以降低输出阻抗,提高系统稳定裕度。后续仿真验证了稳定性分析理论的正确性和有源阻尼控制的正确性。