化石燃料的短缺和环境污染问题的日益严重使得清洁能源的使用被人们逐渐重视。在这种背景下,将可再生能源发电应用到船舶微电网将成为船舶未来研究的新方向。船舶微电网在航行过程中存在负荷变化,负荷变化会造成直流母线端的功率波动,继而影响直流母线的电压稳定。负荷波动可以分为高频波动与低频波动,为了有效抑制这些波动,引入基于不同放电特性的储能元件的混合储能系统成为一种有效手段。本文旨在研究船舶微电网直流母线电压稳定控制策略和混合储能系统的功率分配问题,主要研究的内容如下:(1)研究了基于锂电池与超级电容器的混合储能系统。首先,针对锂电池和超级电容分别搭建了等效仿真模型,通过模型仿真研究各自的充放电特性,在此基础上,将锂电池与超级电容器分别通过双向DC/DC变换器构建了基于直流母线的混合储能系统;其次,建立了双向DC/DC变换器的数学模型,运用PLECS仿真软件对锂电池与超级电容器储能单元恒压与恒流工作模式进行了仿真研究。(2)研究了含混合储能的船舶微电网的相关控制策略。首先,针对一阶巴特沃思滤波器在响应混合储能功率指令时会产生积分作用的问题,提出了基于二阶滤波的混合储能系统功率分配策略,并在储能单元进行功率输出时加入了对储能元件的保护措施;其次,针对多个直流功率变换器并联产生的环流问题,研究了基于电压下垂的并联均流控制策略。最后,针对船舶微电网直流母线电压的稳定问题,对锂电池储能单元与超级电容器储能单元组成的混合储能的直流母线电压稳定控制策略进行了仿真研究。(3)运用相应的仿真与半实物仿真平台对所提出控制策略进行了仿真与实验验证。在Matlab/Simulink与PLECS环境中,搭建了混合储能系统功率分配策略、基于电压下垂的并联均流控制策略以及直流母线电压控制策略的仿真模型,在此基础上,在PLECS RT-BOX硬件在环半实物仿真平台上,对含混合储能系统的船舶微电网系统及其上述相关控制策略进行了硬件在环仿真实验验证。实验结果表明通过上述控制策略混合储能系统能有效抑制船舶微电网中不同波动频率的负荷波动,为直流母线电压稳定提供有效支撑。