由于化石燃料的日益短缺以及其所造成的环境污染的日益严重,人们越来越重视对新能源的开发和利用。然而,不少可再生能源发电技术受环境限制,其发出的功率会对外呈现出随机性和波动性,使其接入中低压配电网时影响交流侧的功率平衡、供电可靠性以及电能质量。由高能量密度的蓄电池和高功率密度的超级电容构成的混合储能系统因其技术上和经济上的优势,被广泛认为是解决可再生能源发电功率波动的有效办法。本文所研究的重点即是由二者组成的混合储能系统的长时能量管理及其短时功率协调控制。本文首先介绍了两种储能元件各自的等效电路,随后设计确定蓄电池和超级电容储能系统的主体结构,即采用交流母线接入的方式将混合储能系统与可再生能源发电系统连接起来。其次,确定了混合储能系统的具体电路拓扑,并对其进行了建模与控制的研究。为了便于后续的能量管理,本文采用功率给定的方式控制储能元件的充放电,对于后级的三相PWM变流器采用直流母线电压外环和电流内环的双环控制来实现直流侧和交流侧能量的转移。随后,在Matlab/Simulink中搭建了混合储能系统的电路拓扑并进行了仿真分析,仿真结果验证了该控制方法的正确性,为后续的能量管理奠定了基础。为优化蓄电池的运行状态,本文在利用传统低通滤波法对波动功率进行分配的基础上,设计了根据超级电容荷电状态来调整低通滤波器时间常数进而对功率进行再分配的能量管理策略。此外,针对传统能量管理办法中蓄电池和超级电容的过充和过放问题进行了分析,提出了蓄电池和超级电容间的过充过放协调控制方法,该方法在避免了储能装置过充过放的同时提升了混合储能系统对可再生能源发电波动功率的补偿率。并通过在MATLAB中的仿真分析证明,该能量管理策略的确可以改善混合储能系统对可再生能源功率波动的平抑效果,同时大幅减少蓄电池累计充放电能量,进而证明了该方法对于蓄电池运行状态的改进和寿命延长方面的有效性。最后,本文搭建了混合储能系统充放电实验平台,采用DSP28335作为控制芯片对两种储能元件充放电进行控制,并且对混合储能系统进行了能量管理实验,实验结果初步证明了该能量管理策略的正确性。