随着人们认识到可再生能源的重要性以及其作为未来主要能源的巨大发展潜力,可再生能源在微电网中的渗透率不断增加。但可再生能源发电系统的间歇性、随机性和不可预测性等特点导致其在接入微电网时,会出现输出功率与负荷需求不匹配的情况,影响直流微电网内的功率平衡,造成直流微网无法稳定运行。目前解决上述问题最有效的技术手段是在微电网中部署储能系统,通过储能系统吸收/释放不平衡功率维持网内整体的功率平衡。混合储能系统由于集成了具有不同特性的储能器件,实现了优势互补,从而受到了广泛关注。本文围绕混合储能系统开展研究,着重研究由锂电池和超级电容构成的混合储能系统的控制方法和能量管理策略,具体研究内容总结如下:1.提出了基于无差拍控制的混合储能系统数字预测控制:该控制可以根据当前的电压和电流值在单个周期内计算产生最佳占空比,因此,直流母线电压可在不同干扰下始终保持稳定,并且混合储能系统的动态性能和直流微网的稳定性得到有效提升;此外,锂电池响应平均电流需求、超级电容响应瞬时电流波动,减少了锂电池的充放电次数、减小了其电流应力、延长其使用寿命;与传统比例积分（Proportional-integral,PI）控制相比,所提控制具有直流母线电压恢复速度快、过冲电压小和无需PI参数等优势;2.提出了基于荷电状态反馈的混合储能系统两自由度能量管理策略。引入了两个自由度,包括自适应高通滤波器截止频率fc和充放电系数kb,可分别根据超级电容和锂电池的荷电状态自适应地调节两者的充放电电流,避免过充过放、降低锂电池关断过程中的电流应力;接着,提出了混合储能系统的三种运行模式,包括功率分享模式、单电池模式和极限模式;通过所提能量管理策略,可实现直流微网在不同场景下的安全稳定运行、功率分享模式到其他两种模式的无缝切换和超级电容更快的能量恢复等;3.在实验室中搭建了简化的直流微电网平台,并利用TMS320F28069 DSP芯片实现对整个实验平台的控制;通过实际硬件实验对本文所提方法进行验证,实验结果与理论分析和仿真实验结果相一致,说明了本文所提混合储能系统基于无差拍控制的数字预测控制和基于荷电状态反馈的两自由度能量管理策略的有效性和优越性。