随着化石能源的枯竭、环境污染问题的日益严重,人们迫切需要新能源作为替代能源或者补充能源。以风力发电、太阳能发电为代表的分布式发电,由于具有清洁、可再生的优点,得到大规模应用。新能源的并网形式,也从集中式并网慢慢过渡到分布式并网。但由于这些并网方式具有间歇性、波动大、不可控等特点,现代的新能源越来越多的通过组成微电网形式并网。分布式发电的微电网并网的初始阶段,主要以交流微电网为主。随着源端和负载端的直流设备的增加,直流微电网得到越来越多的关注。相比于交流微电网,直流微电网具有控制更为简单、电能质量更高、系统损耗更小、能够应用在更多的场合等优点,能让微电网的优势充分发挥出来。目前直流微电网的研究主要集中在拓扑结构、优化规划、运行控制、保护技术和通讯系统五个方面。随着直流微电网中恒功率负载的比重越来越大,其对母线电压稳定性的影响也越来越大。直流微电网的电压是衡量系统稳定的唯一标准,所以本文主要研究了恒功率负载对母线电压稳定性的影响问题。本文首先对恒功率负载的特性进行分析,然后分析了恒功率负载造成系统失稳的现象与机理,最后选择典型的直流微电网拓扑结构,通过状态平均方法大信号建模,并在Matlab/Simulink仿真环境下搭建直流微电网模型。本文提出了一种应用于源端DC/DC变换器的复合控制器。该复合控制器基于非线性扰动观测器和递归反推算法来综合设计。该复合控制器的设计流程为首先通过微分同形坐标变换,将系统动态方程转变为Brunovsky的标准形式;然后用非线性扰动观测器来估计快速动态响应内的负载功率变化,作为前馈补偿来提高输出电压调节的精度;最后利用递归反推算法,在符合稳定性判据以保证大信号稳定的前提下,设计出非线性控制器。针对本文提出的复合控制器,通过对四个控制器参数的仿真研究,设计出合理的控制器参数。并针对该参数下的复合控制器,分别在阻性负载和恒功率负载扰动下、纯恒功率负载大幅度扰动下、直流母线参考电压大幅度变化三种越来越严苛的工况下进行仿真研究,仿真结果证明了在三种工况下,该复合控制器都有较快的响应速度,而且能够满足在大扰动下的系统的大信号稳定。通过探究本系统在不同扰动幅度下的功率极限,仿真结果验证了该复合控制器具有较大的稳定域和较好的稳定性能。通过与传统双PI环控制器在上述三种工况下的仿真对比,仿真结果验证了在相同的响应速度下,复合控制器比传统双PI环控制器具有更好的电压稳定性,验证了该复合控制器的优越性。