低碳能源的迫切需求推动了微电网的发展。与交流微电网相比,直流微电网不仅结构简单,其转换环节也相对较少,能源效率较高,发展非常迅速。储能系统单元作为直流微电网的重要组成部分,在平抑微电网系统功率波动,稳定系统母线电压方面有着非常重要的作用。蓄电池与超级电容储能的组合是一种新型的混合储能系统,它充分利用了超级电容和锂离子电池的优点,既有高功率型储能的优势,也有能量型储能的优点,在直流微电网系统中的应用具有巨大的经济和技术优势。本文以包含蓄电池储能单元、超级电容储能单元的HESS(Hybrid Energy Storage System,混合储能系统)和光伏电池共同构成的微电网为论述和研究的对象,主要对微电网内各分布式发电单元和储能设备的控制策略以及微电网整体层面上的控制策略进行了理论分析和研究。首先,本文对所讨论和研究微电网内各模块进行了理论分析和研究。选取了较有代表性的光伏发电单元、超级电容和蓄电池作为微电网的出力单元,并逐一分析了各自的工作原理、数学模型、在应用中的输出特性等;有针对性的对光伏发电系统中MPPT(Maximum Power Point Tracking,最大功率跟踪控制)的理论基础、实现方法、仿真模型进行了分析;为了使各储能单元更好的与微电网兼容,对各微电源接入微电网时变换器的使用策略进行了针对性的讨论。其次,对微电网各单元设备级控制及整体系统级协调控制策略进行了研究论述,对微电网并离网运行状态进行了分析,并对微电网模式切换的控制策略进行了分析研究。对于主从控制形式的微电网,当微电网运行于并网模式时,由大电网系统为微电网内各分布式单元提供参考频率和电压,系统内并网逆变器均为PQ(恒功率)工作模式;当转入孤岛模式时,系统内的主控单元逆变器切换为V/f控制模式。本文设定蓄电池储能单元为主控单元,基于蓄电池逆变器设计了并离网双模式控制策略,并针对主从式微电网并离网切换过程中所出现的暂态过程,加入了预同步控制策略,将其运用到蓄电池变流器的控制系统中。在此基础上,仿真并验证了所研究的控制策略的可行性。最后,研究了一种基于蓄电池和超级电容储能的混合储能系统能量管理策略。根据两种储能系统的工作特点,对储能系统在微电网中的工作过程进行了优化,减少了其循环次数,功率波动的高频分量由超级电容储能单元所承担,有效延长储能系统使用寿命。基于微电网无缝切换控制策略和混合储能系统能量管理策略,设计了一种含有混合储能系统的光伏微电网能量协调控制策略。根据微电网不同的功率流,对微电网的工作模式进行合理划分,确定各个变流器的工作状态,使微电网在不同的工作模式下有合理的能量配置,同时也保证母线电压稳定。于MATLAB/Simulink仿真平台对微电网系统在各个工作模式以及微电网模式切换过程进行了仿真,分析了各个过程中的输出特性,对所研究策略的可行性进行了验证。