近年来,以可再生能源为主导的分布式电源装机容量迅猛增长。为了降低大规模分布式电源直接、无序并网对电力系统造成的影响,微电网技术逐渐成为能源领域的研究热点。使用微电网作为分布式电源与交流配电网之间的能量交互环节,并凭借其在运行控制与优化配置方面的技术成果,可以显著改善电能质量、提高供电可靠性,最大化可再生能源发电效益。与交流微电网相比,直流微电网在建设成本、控制难度及电能利用率等方面具有明显优势。本文以常见的光伏-混合储能型直流微电网作为研究对象,在传统下垂控制和分层控制方法的基础上,对光伏电源、混合储能系统的分布式控制器进行改进,提出系统级协调控制策略。针对直流微电网中的光伏电源,本文在建立光伏单元及阵列模型的基础上,对其传统控制方法进行回顾,包括MPPT(Maximum Power Point Tracking,最大功率点跟踪)控制、下垂控制和基于DBS(DC-Bus Signaling,直流母线信号)的光伏电源分层控制。为了实现MPPT模式与下垂模式的平滑切换,提出了基于统一控制器的光伏电源协调控制方法,包括Udc-d P/d V下垂控制和改进型I-V下垂控制,并对所提方法的控制结构原理、下垂特性方程、模式选择过程进行了详细的分析;针对直流微电网中的储能系统,在建立等效电路模型的基础上,对蓄电池的传统控制方法进行回顾,包括双闭环型控制和基于DBS的蓄电池分层控制。本文深入研究了混合储能系统的功率分配方法,详细分析了虚拟阻容下垂控制的基本原理及控制器参数的设计过程。为了实现超级电容的端电压恢复与蓄电池组的SOC均衡,分别提出了含有电压补偿器的虚拟电容下垂控制和基于SOC的自适应虚拟电阻下垂控制,并对所提方法的拓展性进行了说明;在上述成果的基础上,本文提出了直流微电网的分布式协调控制策略,包括孤岛状态下的改进型分层控制方法与并网状态下的恒压控制方法,实现了直流微电网在各类应用情境下的平稳运行,光伏电源、混合储能单元和负荷具有即插即用的功能特性。在完成光伏电源、储能系统和直流微电网的相关控制理论分析后,本文使用PSIM 12软件进行对应的仿真验证。仿真结果与预期完全相符,充分验证了所提各控制方法的可行性与优越性。