随着以清洁能源为主的可再生分布式发电能源的广泛使用,可接纳分布式能源的微电网得到了广泛的关注,其中直流微电网由于其自身配电方式的优势以及总成本和总损耗相对较低的优点成为微电网领域中的一个研究方向,其协调运行控制和能量优化管理是研究的重点。本文以包含风光储网的直流微电网为研究对象,采用分层控制的方法解决控制目标在不同时间尺度中相互影响的问题,并针对直流微电网的协调运行控制和能量优化管理两个关键问题进行研究。本文首先介绍直流微电网的拓扑结构和组成单元。建立了以风光发电单元组成的分布式发电单元的其数学模型,分析各自的输出特性和变换器的控制策略;建立了蓄电池储能单元的数学模型,对储能变换器的两种运行状态和控制策略进行分析;建立了并网变换器的数学模型并介绍其控制策略。其次,本文对直流微电网采用分层控制的意义进行阐述,对每层控制的功能定位和特点进行详细地介绍,将各层控制目标与直流微电网的协调运行控制和能量优化管理两个关键问题相对应,保证了直流微电网的稳定运行并提高了直流微电网的经济性。并对变换器的相关控制进行了介绍。然后,对于直流微电网的协调运行控制问题,主要是保持直流微电网内有功功率的平衡,仅有的指标是直流母线电压。直流微电网的稳定运行就是要调节直流微电网的功率,使直流母线电压保持稳定。选择具有双向功率流动特性的交流电网和蓄电池储能单元作为直流微电网一次控制的调压单元,分别采用下垂控制和电压裕度下垂控制的方法,实现功率的自动分配并提高了控制的稳定性。由二次控制通过对调压单元变换器的直流电压和功率参考值进行实时更新解决电压偏差的问题,使直流母线电压快速恢复并运行在额定电压值。搭建仿真模型对控制策略进行分析与验证。最后,针对直流微电网系统级的能量优化管理问题,首先对直流微电网进行潮流计算,获得直流微电网的潮流分布,为直流微电网内各单元提供运行参考值。对于以最小经济成本为目标的直流微电网的经济优化调度,对蓄电池储能单元的充放电控制采用模糊控制的方法,减少了频繁充放电对蓄电池的损害,优化了分时电价机制下的经济调度的同时,提高了直流微电网的经济性。通过分析包含风光储网的直流微电网和包含多个微电源的直流微电网的两个算例,验证所用方法的正确性。