随着经济的快速发展,可再生能源的开发利用成为主要研究工作。太阳能发电正逐步发展起来,并应用于许多领域。太阳能发电中光照和温度等因素对光伏电池影响很大,会影响发电系统的稳定性和连续性。研究加入储能系统来解决光伏发电问题。本文采用蓄电池和超级电容作为储能元件,设计了混合储能的独立光伏直流微网。本文分析了光伏电池的工作原理及工作特性,基于最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)原理,采用占空比扰动法作为MPPT的控制算法,设计了基于MPPT控制的光伏电池发电系统。在MATLAB/SIMULINK环境下搭建了仿真模型,验证了光伏发电系统的输出功率能随着光照强度和温度变化快速达到对应条件下的最大值。分别研究了蓄电池和超级电容作为单一储能元件的独立光伏发电系统。两种储能系统均采用双向半桥直流变换器作为充放电控制器。本文储能系统采用的控制策略为双闭环控制,即电压外环电流内环,这种控制方法简单可靠,能让母线电压保持稳定。针对过充过放会严重影响蓄电池使用寿命这一问题,本文重点研究了蓄电池过充过放保护控制,采用模糊控制算法使得检测荷电状态更加准确。通过仿真验证了本文设计的蓄电池储能系统能够长时间稳定地充放电,保证系统电压稳定;超级电容储能系统能够实现大功率快速地充放电,平抑冲击功率。考虑到蓄电池与超级电容储能的互补性,本文设计了储能能量为20kWh的混合储能系统,重点研究了容量分配问题。本文采用单纯形算法,以最小经济成本为目标函数,对锂电池和超级电容的使用数量进行优化。然后确定了混合储能的工作模式,设计了能量管理策略。将本文设计的储能控制策略应用于混合储能系统中,通过仿真验证了本文设计的混合储能系统在工作效率和系统稳定性两方面均优于具有单一储能系统的光伏发电系统。同时,利用超级电可以提供冲击功率这个特点,可以减小蓄电池的冲击电流,从而起到保护蓄电池的作用。