在微电网孤岛运行时,新能源自身固有的输出功率波动特征严重影响着系统的功率平衡,功率波动的平抑需要有相应的储能系统配置。蓄电池/超级电容器混合储能系统综合了超级电容高功率密度和蓄电池高能量密度的优势,是储能技术未来发展方向之一。针对目前微电网与储能技术的国内外研究现状作了介绍,分析蓄电池与超级电容器储能的性能互补特点。指出混合储能系统在微电网研究中的重要性,对直流微电网孤岛运行状态下的混合储能系统等效电路进行小信号建模,对相关传递函数进行详尽的理论推导。由于超级电容的储能容量较小,针对传统控制策略在实际应用中因超级电容剩余电量过低而触发系统保护动作将其支路从主系统中切除时,不能稳定母线电压、实现微电网的功率平衡的问题,提出一种主从结构双闭环控制策略,由超级电容实时补偿系统功率波动,在超级电容端电压发生变化的同时再由蓄电池缓慢响应维持超级电容的电压稳定,引入功率前馈环至主环路结构以抑制扰动输入变化对母线电压的影响。对于系统功率缺额快速变化时,系统依据所设置开环截止频率的不同对功率波动进行响应,完成上层的功率自适应控制。通过对前馈项解耦系数的数学推导和系统的频域分析,从理论上对所提控制控制策略进行验证。主从结构双闭环控制策略中为了引入前馈控制以抑制扰动输入对直流母线电压的影响,需要通过加装电流传感器来获得负载电流的值,会增加开关管电路与母线间的杂散电感,易造成系统的不稳定。基于此,提出基于扩张状态观测器(ESO)模型的负载电流虚拟测量方法对其进行实时估计。在准确估计负载电流的基础上将其反馈至所提控制策略中进而使得系统达到控制目标,于前馈补偿的过程中减小对直流母线电压的不良影响。仿真与实验证明了本文所提控制策略能有效保证母线电压的稳定,在避免超级电容小容量弊端的同时于超级电容与蓄电池间进行合理的功率分配,有效避免负载电流测量过程中存在的采集噪声问题,有助于提高微电网的可靠性和稳定性,具有一定的实际应用价值。