随着分布式光伏发电系统的快速发展,洁净可再生的光伏能源在小功率户用型光伏发电的建设中得到了大量运用。但是,天气和温度等外界环境对户用型光伏发电系统影响很大,外界条件的改变会使得光伏发电输出的功率有较大间歇性和波动性,特别是在西部欠发达偏远地区,光伏能源弃光也十分严重。在户用型光伏发电系统中配置储能装置是抑制光伏输出功率波动、促进光伏能量就地消纳和提高光伏发电效能的有利方式,为大面积推广户用型光伏发电系统打下坚实基础。本文是对户用型光储一体化装置展开设计及其控制策略的研究。总系统集户用光伏阵列、功率变换器以及混合储能电池组于一体,且整个系统便于安装、运行和使用。若是在已有光伏发电系统的前提情况下,接入设计的储能系统和控制策略,也可以达到光储一体化装置协调有序运行的目标。整个系统的运作核心是光伏阵列为负荷提供所需能量,多余或者不足的能量通过蓄电池的充放电来动态调节。本文所做的主要工作如下:(1)首先通过对比分析各类光储一体化结构的特点,确立选择了从直流侧接入储能装置的结构方案。在整体的户用型光储一体化装置中,光伏阵列、逆变器和整流器等都是基于系统指标参数进行选择的成品设备,主要是对储能系统的设计。为了抑制瞬时功率波动,系统中储能电池选择了由能量密度型和功率密度型铅酸电池两者组合而成的混合电池组。在储能装置拓扑结构的设计上,选择两种储能蓄电池分别接入双向DC/DC再并联在直流母线侧的连接方式。确定系统结构后,对各组成部分进行了原理性分析和介绍。(2)其次对于户用型光伏电池和储能电池容量进行优化配置。以西北偏远地区某家庭负荷用电情况为例,利用当地历史光伏数据来等效计算户用型光伏的装机容量,在光伏定容前提下,考虑储能容量寿命衰减因素并建立混合储能成本最优经济模型,由于模型目标函数复杂和约束条件较多,本文采用多目标求解算法结合粒子群优化算法计算混合储能最佳配比及各自容量。(3)接着针对混合储能系统以及两种电池的特点,设计了混合储能电池的充放电控制策略。对混合储能系统需要吸收或者放出的净功率分配采用低通滤波器的功率分割方法。能量型电池主要承担低频功率,功率型电池承担高频功率以及辅助能量型电池。为了延长储能电池的使用寿命,在混合储能的控制策略中加入了对储能电池的保护设置。随着外部条件的变化,为了系统协调稳定运行,分析设计了系统运行的各种模式和相应的能量管理控制策略,在MATLAB/simulink中搭建了户用型光储一体化装置系统模型,并对系统进行仿真验证。(4)最后设计了系统整体的软硬件实现方案。硬件设计部分主要包括主电路、驱动电路、采样电路等设计以及相关器件的选择,软件设计部分主要是编写主程序、中断子程序和充放电控制及能量管理子程序等。并搭建了基于STM32F1x系列控制器的实验平台,对所设计的混合储能装置进行了验证并分析实验结果,证明了所设计的控制策略的可行性和合理性。