能源的短缺与环境的恶化促使人们寻找可再生清洁能源,光伏发电作为可再生清洁能源的重要部分缓解了偏远山区用电难、线路搭建耗资大等问题,但是光伏发电由于本身存在间歇性特点,会影响分布式光伏微电网的稳定运行。为解决微电网中分布式光伏装机容量的不断增加带来的问题,通过配置分布式混合储能系统来平抑光伏输出与负载需求间的差额功率已成为解决分布式光伏微电网功率波动的有效方法。本文分析微电网结构、光伏输出特性、锂离子电池和超级电容输出特性的基础上,提出一种应用于分布式混合储能系统的分层控制策略,并通过仿真和实验验证了该策略的有效性。本文主要工作有以下几点:(1)本文首先对分布式光伏微电网结构进行分析;其次对分布式光伏微电网中包含的光伏发电系统、锂离子电池和超级电容的工作原理进行分析,并搭建了光伏发电模型、锂离子电池二阶RC分裂电池模型和超级电容的戴维南等效电路模型;最后通过仿真验证了所搭建模型的有效性,为后文混合储能系统输出特性及实验结果仿真分析奠定基础。(2)根据分布式混合储能系统的特点,提出了分布式混合储能系统功率分配策略的总体架构;针对传统分配策略没有考虑不同混合储能系统可用容量差异,导致部分混合储能系统可用容量不足而退出运行的问题,提出一种基于改进粒子群算法的功率分配方法。该方法以分布式混合储能系统可用储能容量占总容量比例最大为目标,考虑粒子群算法搜索速度与收敛性两个因素,动态修正粒子群算法的权重,实现光伏输出与负载需求的差额功率在不同混合储能系统间的分配,为后文解决混合储能系统内锂离子电池和超级电容功率分配问题奠定基础。(3)分析混合储能系统中锂离子电池和超级电容的四种拓扑结构优缺点,结合本文控制特点确定混合储能系统结构,然后针对混合储能系统内锂离子电池和超级电容的功率分配问题,本文在传统的一阶低通滤波算法基础上,提出动态调节滤波时间常数的一阶低通滤波算法,该方法能够根据锂离子电池当前储能状态来调节滤波时间常数,从而减小高频功率分量对锂离子电池的不利影响。考虑到超级电容高功率密度、低能量密度的特点,针对超级电容工作中容易出现剩余可用容量不足的问题,引入转移电流,提出锂离子电池通过转移电流来调节超级电容剩余可用储能容量,并给出了基于模糊控制的转移电流求解方法,从而使超级电容在运行中始终留有一定的储能容量,提高超级电容的持续工作能力。(4)为验证本文所提方法的有效性,本文进行了算例仿真与系统试验,结果表明本文所提方法能够提高分布式混合储能系统中每个混合储能系统的剩余可用容量;基于锂离子电池和超级电容的当前SOC,动态调整低通滤波时间常数,降低高频波动功率对锂离子电池的影响;引入转移电流修正超级电容的SOC,提高超级电容的剩余可用容量。