近年来,分布式能源渗透率的不断提高,给传统交流电网的安全、稳定运行带来了新的挑战。微电网将分布式能源、储能和负荷进行集成,被认为是解决分布式能源高渗透率问题的有效途径。在微电网中,存在光伏、储能等直流电源,并且直流用电设备也日益增多,这使得直流微电网获得广泛关注。相比于交流微电网,直流微电网减少了能量变化的中间环节,提高了能源利用效率。此外,直流微电网具有结构简单、可控性好、电能质量高等特点。因此,开展直流微电网的研究具有理论意义和应用价值。本文以微电网中常见的光伏和储能作为基本单元,构建光储直流微电网系统,对直流微电网各单元的数值建模,直流微网的基本运行控制、协调运行控制和改进下垂控制进行了研究。具体研究内容如下:首先,分析了光储直流微电网的基本结构和各单元工作状态。在此基础上阐述了光伏发电单元、储能单元、交流电网接口变换器的拓扑结构,确定了各单元的基本控制方法,分析计算了各变换器的参数。其次,对微电网中的光伏发电单元、混合储能单元、交流电网进行建模,分析各单元的输出特性。结合各单元接口变换器,完成了各微源的基本控制,验证了构建模型和所设计控制方法的有效性。针对微网中负载突变时的高低频功率波动问题,对混合储能单元采用虚拟电容和虚拟电阻的下垂控制方法,使超级电容和蓄电池分别提供高频功率分量和连续功率分量,并通过仿真验证了所提控制方法的有效性。然后,给出了光储直流微电网运行的基本原则,在满足各单元约束条件的基础上,以母线电压信息(DC bus signaling,DBS)为依据,提出了整个系统的协调控制策略。基于DBS共划分了离网储能运行控制,离网光伏运行控制和并网运行控制三种运行控制模式,系统可根据DBS在不同模式之间自动切换。在各单元仿真模型的基础上构建光储直流微电网仿真系统,对所提协调控制策略进行了仿真验证。最后,详细分析了传统下垂控制在母线电压偏差和均流方面的问题。为减少母线电压偏差和均衡电池荷电状态,提出了光伏单元和储能单元的模糊下垂控制。该模糊下垂控制根据母线电压偏差平移下垂系数,恢复母线电压水平;根据电池荷电状态调整下垂系数,避免电池深度重放电。对传统下垂控制和所提模糊下垂控制进行了仿真对比,验证了所提模糊下垂控制在母线电压恢复和荷电状态均衡方面的有效性。