以风电和光电为主组成的直流微电网系统,其输出功率具有较大的波动性和不确定性,导致直流母线电压产生较大的波动,在并入大电网时会造成并网功率、频率的波动,影响电网的电能质量。微电网中的储能装置在微网运行时起着削峰填谷、维持系统稳定的作用,但市场上的储能元件大都品种单一,很难同时满足微电网对功率密度和能量密度的要求。本文以风、光、储直流微电网为研究对象,提出采用超级电容和蓄电池组成混合储能系统,利用超级电容的快速充放电特性抑制微电网直流母线电压的波动,稳定微电网系统的输出电能质量。论文在建立风电、光伏、混合储能的直流微电网拓扑结构的基础上,对微网中各组成部分进行了数学建模和特性分析,论述了混合储能系统在微网中的作用,确定了进行能量控制的DC/DC变换器的拓扑结构。对直流微电网并网运行下的储能控制进行了分析,指出了现有储能控制存在储能元件SOC越限及并网电能质量较差等问题,提出了一种基于二阶低通滤波的混合储能分频控制,采用自适应模糊PI参数调节控制,并将两种储能元件的荷电状态(State Of Charge,SOC)作为控制量引入混合储能系统的分频控制。该控制策略能大幅提高储能系统对并网功率波动的抑制效果。同时由于加入了储能元件的SOC调节,储能元件的电量始终控制在一定范围内,避免了过充过放现象,使直流微电网的并网运行更加稳定。另外,对直流微电网离网运行下的混合储能系统的功率特性进行了分析,考虑到微网系统运行时混合储能装置容量达到阈值而无法正常工作,不能保证母线电压稳定的问题,提出了一种微电网离网运行时的能量协调控制策略,结合蓄电池和超级电容工作特性及SOC的限制,设计了混合储能系统的四种工作模式,并对不同工作模式下的储能元件控制策略进行研究。最后,通过仿真研究对所提控制策略进行了验证,结果表明本文研究的超级电容和蓄电池组成混合储能系统能保证直流微网在并网运行时抑制了并网功率的波动,提高了并网的电能质量,并将储能元件的电量控制在限值范围内;在离网运行时混合储能系统能够在不同工作模式下平滑切换,将母线电压维持在稳定值,维持微电网系统的稳定。图[53]表[4]参[80]