光伏发电的出力具有一定的间歇性、波动性与随机性,借助储能技术对光伏出力波动进行平抑,可以提高光伏出力的可控性,从而能够提高光伏发电的上网率。当前大量光伏并网,储能的需求极大提高,传统单一的电池储能系统难以满足未来对于储能的需求,本文提出的混合储能系统能充分发挥不同储能技术的优势,实现优势互补,并有效降低光伏输出功率波动率,满足并网的要求。首先,本文构建了用于平抑光伏波动的混合储能系统,其中混合储能系统包括铅炭电池储能系统和储热燃气轮机发电系统,铅炭储能电池具备大电流充放电能力,响应速度快,用作功率型储能子系统,储热燃气轮机发电系统用作能量型储能子系统。阐述了光伏电池,储能用铅炭电池,耦合储热的燃气轮机发电系统的工作原理,用仿真或实验研究它们的工作特性。结果表明,用单二极管五参数模型对光伏电池建模,模型表现出良好的I-U特性和P-U特性,铅炭储能电池具备较长时间的大电流吸收能力和长时间的较大电流放电能力,储热系统具有一定的储能能力,不足之处在储热燃气轮机发电系统中可得到改进,燃气轮机发电系统输出功率调节速率为0.8%RP/s。再者,本文对比分析了两种适用于非平稳信号的信号处理方法:小波分解和变分模态分解,从原理上分析了小波分解的不足和变分模态分解的优势。在相同场景下,相比于小波分解,变分模态分解平抑光伏功率波动时,混合储能系统总功率配置减少15.6%,总容量配置减少60.8%,因此,从混合储能容量配置角度来看,变分模态分解更具优势。在此基础上,本文综合铅炭电池储能系统和储热燃气轮机发电系统的工作特性及混合储能系统的经济性,提出混合储能功率分配方法,即在IMF分量频谱图的基础上引入混合储能系统全寿命周期年化成本对混合储能进行功率分配。算例分析的结果表明,减少铅炭电池的配置容量能大大减少混合储能系统成本,最优混合储能分配方式与只配置铅炭储能电池的方式相比,储能成本降低36.36%,经济性大幅提高。最后,本文基于混合储能系统出力策略提出混合储能运行控制策略,该运行控制策略能适用于储能吸收电能、储能释放电能以及极端情况等场景。该混合储能出力策略具体为:当需要混合储能吸收电能的时候,优先由铅炭储能电池吸收,电加热装置作为补充;当需要混合储能释放电能的时候,优先由燃气轮机出力,并让燃气轮机稳定在某个出力水平,电池随时作为补充出力;当预测到一些极端情况时,如光伏输出功率大幅骤降,这时应根据预测情况,提前改变燃气轮机出力。算例分析表明:在前两种场景中,此控制运行策略提高系统的稳定性和经济性,在极端情况中,此控制运行策略能最大限度提高系统的稳定性。本文的研究工作有助于为平抑光伏功率波动的混合储能功率配置以及控制运行策略制定提供参考。