风能作为一种储量巨大的可再生能源,越来越受到世界各国的重视,装机容量得到了快速增长。但风力发电的输出功率具有波动性,直接并网或由微电网就地消纳将会影响电力系统或微电网运行的稳定性,这严重制约了风力发电技术的发展和风能的利用。配置一定容量的混合储能系统可以有效缓解风电功率的波动性,从而解决风电并网和微电网就地消纳带来的系列问题。本文提出了一种混合储能系统功率分配优化分层控制策略,在平抑功率波动的同时,通过减少蓄电池的充放电次数,延长储能系统寿命,降低系统运行成本。本文主要研究内容如下:第一,分析了含混合储能系统的风电微电网结构,阐述了风力发电、铅酸蓄电池、超级电容的工作原理,并通过在Matlab/Simulink中建立仿真模型对两者的充放电特性进行分析。分析结果表明,铅酸蓄电池和超级电容之间存在互补的特性,验证了两者组成混合储能系统的可行性,为后文研究混合储能的功率分配奠定理论基础。第二,研究了混合储能系统的结构,针对微网运行过程中混合储能系统整体充放电能力及储能系统内部功率分配问题,本文提出了一种基于轮换充放电的功率分配分层优化策略。在上层功率分配中,主要考虑平抑微网系统的功率波动与混合储能系统整体SOC之间的关系,通过模糊控制动态调整储能系统整体充放电指令,防止储能系统过充过放;下层功率分配主要用于消纳风电功率波动,主要包括不同介质间的功率分配和同介质内单体的功率分配。将维持系统稳定的功率需求在不同储能介质之间进行分配时,根据超级电容SOC对低通滤波器系数进行实时修正,优先挖掘超级电容的利用潜力,减少蓄电池出力次数;同介质内功率分配主要考虑储能介质内部单体功率分配对储能系统的影响,提出了考虑单体铅酸蓄电池荷电状态以及充放电切换次数的轮换充放电控制策略,有效减少了蓄电池组的整体充放电切换次数,提高了蓄电池组的寿命。第三,设计和实现了系统硬件电路和软件控制流程,并通过所搭建的实验平台验证功率分配分层优化策略的可行性。实验结果表明,与传统低通滤波控制策略相比,功率分配分层优化策略不仅能有效降低风电并网功率的波动性,还减少了蓄电池充放电切换次数,延长储能系统寿命,降低运行成本。