本文主要针对直流微电网中功率波动和不平衡问题,提出双极性直流微电网中混合储能系统控制方法。目前,微电网逐渐成为大电网的有益补充。随着直流负荷的日益增多,且直流微电网相对交流微电网而言,不存在交流系统中频率、相位和无功等复杂参量,控制灵活,成为未来微电网扩容和互联的主要组网形式之一。而基于单直流母线发展起来的双极性直流微电网具有更广泛的适用性,但是对其稳压问题的研究还处于起步阶段。由于分布式发电自身存在间歇性和随机性,微电网融合大量间歇式能源后电能质量下降,电压出现不确定性波动。配套高效的储能系统是解决分布式电源接入和稳定微电网运行的重要方式。当前利用锂电池能量密度大和超级电容功率密度大互补特性组成的混合储能系统不仅能提高自身的动态响应速度还能延长使用寿命。但随着直流配电形式多样化,混合储能系统的优势还未被充分挖掘,混合储能系统应用于双极性直流微电网的控制方法也缺乏深入研究。本文以稳定直流母线电压和优化混合储能控制为主要目的,通过对直流微电网架构和混合储能协调控制进行深入研究,提出一种适合于双极性直流微电网的混合储能协调控制策略。并分别在Matlab/Simulink仿真平台和基于DSP(Digital Signal Processor,简称DSP)的实验平台上验证控制策略的有效性、可行性。主要内容如下:针对直流微电网运行稳定性问题,首先通过推导直流母线电压与微电网中功率流动关系,研究基于直流母线电压信息的储能系统工作机制。根据锂电池和超级电容在输出特性上的互补优势,分析由两者组建的混合储能系统结构以及能量流,并对混合储能的传统滤波控制以及新颖的级联控制方式分别进行深入研究。基于传统滤波控制设计了一种分压下垂和虚拟电压法相协调的控制方案;在级联控制方式中详细研究了以控制超级电容和锂电池输出来分别作为前、后级控制方案的原理。再次,根据双极性直流母线电压波动的特点,将混合储能系统引入双极性直流微电网中并设计协调控制策略。该控制策略将超级电容和锂电池构成混合储能系统,并配合电压平衡器维持不同母线电压稳定;为了平滑锂电池充放电电流和避免因电压平衡器频繁动作而导致双直流母线之间高频波动的互相影响,根据两组超级电容器运行状态的互补关系,控制锂电池的出力和电压平衡器的工作状态;同时通过整定直流母线电压参考值,设计自适应下垂控制方法,来使锂电池和电压平衡器正确响应超级电容的反馈信息。所提控制策略的有效性在Matlab/Simulink仿真平台得到初步的验证。最后,搭建基于DSP的实验平台,设计实验方案,分析实验结果。实验结果表明,本文提出的控制策略中将超级电容作为缓冲单元,平滑了锂电池充放电电流,避免了因电压平衡器频繁动作而导致双直流母线之间波动的相互影响,且实现了锂电池和电压平衡器对超级电容的正确响应。因此,所提出的控制策略能有效调节母线电压,保证双极性直流微电网的功率平衡。