本发明涉及一种直流微电网系统及其孤岛运行控制方法，在直流微电网系统处于孤岛模式下，当储能单元为负荷供电时，如果现投入供电的储能单元所提供的功率不能满足负荷的功率需求，根据当前储能单元的输出功率和直流母线的电压确定下一个储能单元投入稳压模式；当储能单元充电时，如果现投入充电的储能单元不能满足充电的功率需求时，根据当前储能的输出功率和直流母线的电压下一个储能单元投入稳压模式。本发明提供的技术方案，根据直流微电网系统中负荷的实际功率需求和充电时实际的充电功率需求，改变储能单元的工作模式，从而增加了储能单元的可调节容量，从而解决了采用单一主控电源供电而造成的供电可靠性差的问题。