超级电容器因其功率密度高、寿命长、动态响应速度快等优点而被广泛应用于要求快速响应的储能系统中。双有源桥(Dual Active Bridge,DAB)变换器,可以在较宽电压范围内实现软开关工作,并可利用变压器匝比获得高增益输出,具有功率密度高、效率高、结构对称、能量双向传输等优点,适合应用于含超级电容的储能系统。然而,若超级电容与DAB变换器动态特性不匹配,则超级电容动态响应速度快的优点将无法发挥出来。针对此问题,本课题提出一种混合模型预测控制策略对双有源桥-超级电容(Dual Active Bridge-Supercapacitor,DAB-SC)储能系统进行控制,通过该策略来提升系统整体的响应速度。首先,通过对超级电容、双有源桥及其控制方法进行分析,阐明了DAB-SC储能系统中DAB变换器快速动态响应的重要性。基于DAB-SC储能系统结构,对系统工作原理进行了分析。根据超级电容的工作原理以及常用超级电容等效电路模型的特点,建立了适合于本课题的超级电容等效模型,并提出了系统的能量管理策略。其次,基于单相移控制方法,详细分析了DAB变换器的工作原理。根据DAB变换器工作原理得到变换器不同开关状态下的等效模型,并在变换器不同开关状态下等效模型中融入超级电容等效模型,从而得到系统的状态空间模型。再次,对比了不同快速响应控制方法的优缺点,选择模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)方法展开分析,提出一种融入超级电容等效模型参数的混合模型预测控制策略。该策略通过建立一个融入超级电容等效电阻、电容参数的混合预测模型,设置参考轨迹,并求解目标函数得到变换器的移相占空比D的最优控制量。通过对控制量D的优化来减小储能系统整体的响应时间,以快速响应母线侧的能量波动。最后,分别通过仿真和实验对所提方法的有效性进行了验证。利用MATLAB/Simulink仿真平台进行了仿真,仿真结果表明,相比采用DAB单一模型预测控制方法,本文提出的DAB-SC混合模型预测控制方法在超级电容电压正常电压范围内,响应时间可减少约0.4ms。通过搭建实际的实验平台,在母线电压低于下限且超级电容正常电压范围条件下进行实验,实验结果表明,相比采用DAB单一模型预测控制方法,本文提出的DAB-SC混合模型预测控制方法可减少响应时间14ms,提高响应速度29.2%,验证了所提方法的正确性和优越性。