随着能源行业的发展,传统能源发电向可再生能源发电的转变不可避免。在发展趋势的需求下,单独的可再生能源系统难以满足要求,因此作为更加实际的解决方案,混合可再生能源电力系统进入人们的视野。对于混合动力系统的控制研究,存在着诸多难点,例如变负荷需求下,直流微电网的控制和性能提高问题。已有学者针对干扰情况下,以孤岛模式运行的直流微电网系统设计控制策略,结果表明系统的功率因素保持统一,注入电流的总谐波失真降低,但是系统的性能和稳定性并没有提高。因此,对于这些亟需解决的问题,本文在Simulink软件环境下通过建模来实现整个系统的仿真运行。通过这种方式,我们在从硬件层面实现该系统之前,先通过模拟与仿真得到一个无错误、符合特定设计工况的系统。从而节省实际生产制造过程中的时间、物料以及能源成本。为实现混合可再生能源系统的最优控制。在研究阶段需要考虑到方方面面的问题。对此,本文主要做了以下工作:1)沼气发电系统建模:在Simulink软件环境中,建立了一套完整的生物质发电系统仿真模型。仿真模型主要由三个部分组成:沼气反应器模型,永磁同步发电机与微型涡轮机(MT)的耦合模型以及存储系统模型。模拟了微型透平的动态过程。其中,沼气体积的最大值为132.6L/天。模型在常态和瞬态操作下进行仿真,负载变化区间为200-300kW。2)太阳能光伏和风力混合动力系统的建模该混合动力系统由光伏发电机和风力涡轮机模型组成。太阳能电池板的辐射量在600W/m2到1000W/m2之间变化,光伏最大功率为60W±5%。在最大功率处的电压为67V,电流为0.91A。风力透平机使用MATLAB/Simulink软件进行建模,模型的启动风速为15.6英里/小时(7.5米/秒),电压为24VDC。假定额定功率为586瓦,风速为28英里/小时(12.5米/秒),基本转速为1700转/分,初始转速为500转/分。研究结果表明,多种混合动力系统具有更高的输出效率和更稳定的输出功率,系统可靠性更高。太阳能光伏发电的效率提高到21%,风能提高到37%,提供了更好的混合效果,并大大降低了功率波动。该混合动力系统可以最大限度地利用风能、太阳能等可再生能源。除此之外,系统使用了自适应MPPT算法以及标准摄动观测法。本文的研究工作为该系统的物理硬件的构建奠定了良好的基础,并且还可以通过增加更多可再生能源和应用物联网层进行更加深入的控制和监测。