配电网是电力系统的终端网络,承担着为用户输送电能的功能,当前的配电网均为交流配电网。近年来,新能源及电力电子技术取得了跨越式发展,以光伏为代表的分布式电源、电动汽车等多为直流电,需使用一级交直换流器才能将其并入交流电网中,大量的换流器降低了系统的可靠性和效率;且现有交流配电网的电能质量难以满足当今工业及生活的需求;在稳定性、可控性上有突出优势的直流配电网具有巨大的发展潜能。本文首先通过仿真分析了四种典型直流配电网的拓扑结构,对四种拓扑结构分别在正常状态和故障状态下进行开环仿真,分析了四种拓扑结构的稳定性及可靠性;然后研究了以光伏为代表的分布式电源最大功率跟踪策略,提出了一种新的光伏最大功率点跟踪算法,相比于现有的算法如粒子群、布谷鸟搜索法,跟踪速度分别提高了48%、52%,为分布式光伏系统高效接入直流配电网提供了技术支持;其次研究了模块化多电平换流器(MMC),采用了带均压控制的CPS-SPWM调制方式,提出了适用于直流配电网的改进直流电压下垂控制;同时研究了直流变压器,采用双主动全桥高压侧串联低压侧并联的拓扑结构,针对高频链的功率回流,提出了基于单侧双移相控制的回流功率优化策略,大大降低了回流功率;最后结合MMC的改进下垂控制,研究了直流配电网的系统级控制方式,针对负荷过大时各换流站出力不均衡的问题,提出了辅助功率平衡控制,不仅可以使中压直流电压稳定在额定值附近,也使各换流站的出力相当,提高了系统的平衡性。最后基于IEEE 9节点拓扑,搭建了三端环绕式算例,经分析,系统运行平衡稳定。本文提出的新型光伏最大功率点跟踪算法、适用于直流配电网的改进下垂控制、回流功率优化控制的直流变压器以及系统级功率平衡控制方法,有效提高了对光伏最大功率点的跟踪速度,减小了直流变压器高频链的回流功率,确保了多端直流配电网电压稳定和各换流站出力平衡,为新一轮直流配电网建设奠定了坚实基础。