直流微电网作为集成利用分布式能源的一种有效途径,具有广阔应用前景。当直流微电网孤岛运行时,由于失去大电网支撑,不合理的系统参数取值及恒功率负载等因素易导致系统失稳,严重影响直流微电网安全运行。因此,迫切需要对直流微电网孤岛运行时的稳定性进行分析,研究系统参数对稳定性的影响,指导系统规划设计,寻求提升系统稳定性的措施。本文以孤岛运行的直流微电网为研究对象,对系统稳定性分析及稳定性提升措施展开研究。首先,研究了孤岛直流微电网运行控制策略与数学模型。分别对光伏及储能接口变换器在不同工作方式下的控制策略进行分析;基于直流母线电压信号对系统运行模式进行划分,给出了各模式下的系统级协调控制策略。建立了各接口变换器在对应控制策略下的数学模型,推导了孤岛直流微电网不同模式下的系统级全阶小信号模型。通过仿真验证了运行控制策略的有效性。其次,对孤岛直流微电网稳定性进行分析。基于系统级全阶小信号模型,利用特征值分析法研究了母线电容值、恒功率负载及阻性负载等参数对系统稳定性的影响,得到了系统失稳时的临界参数值。对孤岛直流微电网模型进行简化,基于降阶等效模型推导了系统稳定边界表达式,得到了关于孤岛直流微电网稳定性影响因素的一般性结论。通过仿真验证了稳定性分析结论的正确性。研究了一种用于提升孤岛直流微电网稳定性的有源补偿装置。针对补偿装置传统控制策略下系统存在持续性附加损耗及运行可靠性低的问题,提出了一种改进型自适应控制策略。在所提控制策略下,补偿装置能够有效提升系统的稳定裕度,同时通过调整等效电阻特性曲线斜率对补偿电流进行调节,规避了传统控制策略下的高损耗及低可靠性问题。对比分析了传统控制策略与改进型控制策略的原理,建立了补偿装置数学模型,利用特征值分析法比较了系统补偿前后的稳定性差异及两种控制策略的性能优劣。通过仿真验证了所提控制策略的有效性。最后,基于孤岛直流微电网实验平台,完成了系统运行控制实验、稳定性分析实验及补偿装置实验,验证了稳定性分析结论的正确性及所提控制策略的有效性。