随着电动汽车的兴起和生活中直流负载的日益增多，直流微电网逐渐进入人们的视野。近几年，各国关于直流微网相关技术的研究还不够成熟，有很多关键技术难题还有待进一步解决。如何能使直流微电网安全、稳定地运行一直都是科学家们研究的热点。所以，协调控制直流微电网中各微元稳定运行并对其进行能量管理对微电网的稳定运行具有至关重要的意义。
　　本文对直流微网的各个微元光伏电池、蓄电池、超级电容、Boost换流器、双向DC/DC变换器和逆变器进行数学建模，并对各微元的拓扑结构进行分析，并选择易于对其控制的拓扑结构。
　　根据各微元的数学模型分析，对各微元的控制策略进行了详细地分析。光伏电池采用自适应变步长的扰动观察法，使光伏电池在任何时刻都输出最大功率且波动较小;并网逆变器DC/AC采用解耦控制以防止d轴和q轴的耦合。基于蓄电池和超级电容混合储能系统，本文提出了新的控制策略。在传统控制策略中，当系统中有扰动时，蓄电池不能进行快速地响应，从而影响系统的稳定性，而改进的控制策略中，通过蓄电池未补偿的功率来计算超级电容的电流基准值，从而有效弥补了传统控制策略的不足之处，增强混合储能系统的动态响应。
　　由于传统的对等控制和主从控制策略的不稳定性，本文提出了分层控制策略。本文将直流微电网的控制分为两层，即设备控制层和母线控制层。该控制策略不需要通讯设备即可实现各微元之间的信息传递，抗干扰能力更强。母线控制层根据直流母线电压波动区间及蓄电池剩余电量SOC将直流微电网划分为6种运行模式，在每种模式下各微元都对应相应的控制策略。为了使直流微网在各运行模式下进行平滑地切换，在母线层引入了基于蓄电池剩余电量和母线电压的下垂控制策略。设备控制层是微网中的光伏、混合储能和并网逆变器单元根据母线控制层传递的运行模式信息而进行的控制。
　　对所设计的直流系统进行了仿真验证，仿真结果显示，直流系统在分层控制策略下能够更加安全、可靠地工作。