近年来,由于能源危机与生态环境日益恶化,煤炭及石油等典型的化石能源已面临枯竭。因此以太阳能及风能为代表的新能源发电被广泛应用。由于大量新能源并入电网,其随机性、波动性及间歇性等缺点逐渐暴露,严重影响电能质量。利用储能系统进行调控可解决上述问题。但仅凭单一的储能单元并不能实现良好效果,故对混合储能系统优化配置及控制策略的研究变得至关重要。首先对新能源环境下混合储能系统的各单元进行建模分析。阐述了光伏及风力发电的基本原理,对蓄电池及超级电容器的工作特性及充放电控制进行分析。针对环保型氢储能系统,从电解槽及燃料电池两部分进行数学建模。随后针对于混合储能系统优化配置问题,构建了含混合储能的风光互补发电系统,将蓄电池及超级电容器作为混合储能单元进行容量配置优化。依据储能系统全生命周期成本,建立了系统优化目标函数。在满足系统供电可靠性指标及各约束条件下,分别用权重改进的粒子群算法和量子粒子群算法对算例进行优化求解。对比可知釆用量子粒子群算法能够得到更好的优化参数,不仅加快了收敛速度,而且降低了系统全生命周期成本,优化了储能系统容量配置。其次为研究混合储能系统控制策略,将蓄电池及超级电容器构成的混合储能系统应用在光伏发电背景中。在控制策略方面,分别从直流母线电压控制策略、混合储能系统功率分配策略、双向DC/DC变换器控制策略以及储能系统限值管理策略来分析,实现蓄电池及超级电容器两者协调性。最后分别在离网及并网模式下进行仿真分析,结果表明在所提出的控制策略下,不仅利用二者优势实现了能量管理,降低了储能设备的寿命损耗,而且有效地提高新能源并网稳定性,保障了电能质量。最后针对于国家提倡绿色能源发展理念,因蓄电池废置后污染较为严重,而氢能作为绿色清洁能源,具有燃烧无污染、便于储存及传输等特点,故将氢能代替蓄电池与超级电容器组成混合储能系统,对系统控制策略进行研究。构建了含光伏阵列、电解槽、燃料电池及超级电容器的混合储能系统,并在系统约束条件下,考虑到超级电容器其电压上下限值、频繁启停电解槽对其寿命产生极大损耗等问题下,提出了合理的功率协调控制策略。针对系统三种运行工况,通过协调各单元出力,实现了直流母线电压平稳与太阳能资源的最大利用。