由于世界经济和工业的发展,经济、环境和能源之间的矛盾也日益突出,减少生产和生活中对化石能源的依赖是解决这一问题的有效途径。清洁和可再生的光伏发电,灵活和可V2G运行的电动汽车,再加上储能技术和充电技术的飞速发展,研究光-储-充直流微电网成为热点。本课题主要研究了包含有光伏发电,混合储能,电动汽车充电桩,阻性负荷的单母线结构的直流微电网,并采用了混合储能分频控制来平抑系统内的功率波动,以及母线电压分层控制协调各微源的运行。首先,本文设计了光-储-充直流微电网的结构,并对其中各个模块的特性进行了分析,其中包括光伏发电单元,蓄电池和超级电容构成的混合储能单元,电动汽车充电单元,分析了各模块接入直流微电网所使用的双向DC/DC变换器的拓扑结构。其次,本文设计了蓄电池和超级电容的混合储能协调控制策略,设计了高通、带通、低通滤波器,分别使直流母线电容响应直流微电网系统中的高频功率波动,超级电容响应直流电网中的中频功率波动,蓄电池平抑直流微电网中的波动频率较低的功率变化,提高了直流微电网的稳定性。在Matlab/simulink中对该分频控制策略进行了仿真验证。然后,设计了直流微电网的电压分层协调控制策略,给出了整个系统协调控制的流程图,设计了各模块在不同电压层级下的控制方式及其切换,包括:光伏发电的MPPT和CVC运行,蓄电池和超级电容的混合储能协调控制稳定母线电压,蓄电池的下垂控制,电动汽车的恒流充放电控制等。课题采用了一种无需通信的根据直流母线电压信号来判断各模块的运行模式,进而确保了直流微电网的稳定运行。并在Matlab/simulink中对整个直流微电网系统的分层分频控制进行了建模仿真,验证了控制方法的可行性。最后,本文搭建了光-储-充直流微电网的实验平台,模拟了负载改变和光伏输出功率改变时,系统虽然有暂态振荡,但最后仍可以维持稳定运行。实验结果验证了本课题提出的分层控制的可行性。