光伏、风电等分布式电源具有间歇性、不确定性等特点,直接并网会影响供电可靠性。微电网作为连接大电网与分布式发电的纽带,可以提高供电可靠性和消纳清洁能源的能力。直流微电网具有能源利用效率高、控制简单等优点。由于不需要跟踪电压相位频率或同步调整,因此维持母线电压稳定是直流微电网安全可靠运行的关键。母线电压振荡会降低供电可靠性,严重时甚至可能威胁直流微电网系统的正常安全运行。因此对直流微电网母线电压振荡机理以及母线电压振荡抑制技术的研究具有重要意义。本文以孤岛运行模式下的直流微电网为研究对象,介绍了典型直流微电网系统的基本结构。在分析光伏单元、储能单元、负载单元各自的运行特性和理想模型的基础上,建立了孤岛运行模式下直流微电网系统的等效电路模型。结合文献研究,本文分析了几种常见的引起直流微电网母线电压振荡的原因,包括分布式电源的功率波动、直流母线上的负荷波动以及级联变换器之间的相互作用等。本文重点关注一类由恒功率负载引起的母线电压振荡问题。直流微电网中的恒功率负载具有负阻抗特性,会降低系统阻尼,当负载功率发生大的波动时母线电压会出现振荡现象。为明确系统稳定运行的区域,本文基于Brayton-Moser混合势理论建立了储能单元在充电和放电模式下的混合势函数模型,构造李雅普诺夫能量函数。根据李雅普诺夫稳定性定理,求解了储能单元分别在充电和放电模式下直流微电网系统的渐近稳定域,并分析了恒功率负载的功率对渐近稳定域大小的影响。仿真结果表明了上述稳定性分析方法的可行性和有效性。含有恒功率负载的直流微电网系统,本质上是一类仿射非线性系统。为抑制由恒功率负载引起的母线电压振荡现象,文章提出了一种基于微分几何理论抑制母线电压振荡的非线性控制方法。该方法通过坐标变换将仿射非线性系统转化为线性布鲁诺夫斯基标准型,并借助极点配置理论设计线性状态反馈控制器,然后根据线性系统和非线性系统控制量之间的关系得到储能变换器的状态反馈控制律。仿真结果表明,本文提出的储能变换器非线性控制律可以保障直流微电网母线电压稳定性。