随着人类社会的进步,人们对石油、煤炭等非可再生能源的需求逐渐提高,导致其正面临着枯竭的危机,然而环保清洁的可再生能源发电正受到广泛的重视。直流微电网可以解决分布式电源发电对电网造成的影响,从而更加有效的利用新能源发电。但分布式电源产生的电能受环境的影响较大,母线电压的稳定性以及电能质量都会受到影响,通过设计良好的控制方式使得直流微电网在不同情况下都能稳定运行。本文设计的光伏直流微电网主要为偏远山区的居民供电,故对孤网系统的能量管理以及协调控制进行了以下研究:本文分析了独立光伏直流微电网的整体构架,对光伏电池、蓄电池和燃料电池的结构特性以及工作原理进行了说明,对各单元进行了建模,并介绍了相应的接口变换器。本文阐明了影响直流母线电压稳定性的相关因素,采用下垂控制方法对各发电单元进行控制,并将该控制方法的不足进行了分析。将改进后的变下垂控制应用在光伏电池、蓄电池和燃料电池中,为了防止随着输出电流的增大燃料电池的工作特性退化,采用恒流放电控制使其工作在经济运行区。本文设定各电源的发电优先级,并提出了多源协调控制策略,设计将母线电压分为多个电压区间,在不同区间中各单元设有相应的控制模式,以母线电压作为控制信号,来协调各电源控制模式的相互切换,最终将电压控制在合理的范围内,并对各电源的控制方式进行了设计。本文最后在MATLAB/Simulink仿真平台对独立光伏直流微电网进行模型的搭建。结果表明,在光照强度和负载功率变化下,采用光伏电池的变下垂控制实现了不同容量大小的光伏并联时输出功率按比例进行分配,母线电压的稳定性也得到提高;蓄电池的变下垂控制使得电压输出平稳、波动性降低;燃料电池的变下垂控制使其放电过程具有灵活性。多源协调控制策略使光伏直流微电网在不同的工作情况下能够安全可靠的运行。