由于化石能源的日益枯竭,以及大量燃烧化石能源所带来的环境问题日益严重,人们越来越重视可再生新能源的开发利用。然而,大多可再生能源受环境限制较大,输出的功率具有明显的随机性和波动性。储能元件能够缓冲功率波动,被广泛认为是解决可再生能源输出功率波动的有效手段。相比较有局限性的单一储能,混合储能技术能够更加充分地发挥不同储能的优势特性,还可延长储能元件的使用寿命。本文将蓄电池与超级电容结合而成的混合储能系统作为主要研究对象,针对两种储能元件之间的功率分配问题和超级电容的荷电状态恢复问题开展研究,所做工作如下。首先,对现有的几种储能元件接入微网的方式进行了分析对比,根据蓄电池和超级电容的充放电特性选择了相应的等效电路模型,并对所用双向DC/DC变换器进行研究,建立了变换器的小信号数学模型,为控制策略的设计提供基础。第二,针对两种不同特性的储能元件之间的功率分配问题,提出一种基于改进下垂法的混合储能系统功率分频控制策略,将母线上的功率波动按高低频分配给超级电容和蓄电池,通过改变虚拟阻抗的大小即可设置功率波动分频点,无需中央控制器和通信网络参与。第三,在前文提出的功率分频策略的基础上进一步优化,针对低能量密度的超级电容,设计了一种虚拟电感与虚拟电压源配合的超级电容荷电状态(State of Charge,SoC)恢复策略,并给出相关控制参数的设计准则。该策略利用虚拟电压源恢复超级电容电量,并引入虚拟电感,利用其“隔交通直”的特性,将SoC恢复过程限制在瞬态功率波动补偿结束后的低频阶段内,实现了两个过程的分离,且可随时从SoC恢复状态切换到瞬态功率波动补偿状态,提高了系统的安全性。第四,为了满足更大规模微网的储能需求,针对包含多台蓄电池或多台超级电容的混合储能系统,在以上所提策略的基础上,改进提出多储能并联的混合储能系统功率分频控制策略及超级电容SoC恢复策略,在完成蓄电池与超级电容之间的功率分频及超级电容SoC恢复的同时,实现并联的同种储能之间按容量比例分流。为了验证所提功率分配及超级电容SoC恢复策略,在Matlab/Simulink中搭建了包含混合储能系统及等效负载的模型,并对所提策略进行仿真,结果验证了以上控制策略的有效性。