世界上仍然有大量的人口面临电能短缺的问题,在大多数偏远山区,对于电力的需求很大,解决的办法之一是通过大电网接入实现偏远山区的电气化,但是这种的办法有诸多缺点,如建设成本高,终端用户电能质量差和长途输电的线路损耗高,效率低等。分布式发电系统则能够很好地克服这些缺点,光伏-储能混合发电系统作为一种灵活、可再生的新能源分布式发电系统,受到广泛的关注和应用。由于电力电子开关变换器的应用,光伏-储能混合发电系统本身就具有很强的非线性;随着光照强度、蓄电池荷电状态和负载的情况的变化,系统需要切换不同的工作模式,该系统在某些特定工作模式下存在霍普分岔和灾难性分岔等非线性行为。本文首先介绍光伏-储能混合发电系统在不同工况下的工作模式,对某些特定的工况进行了定义;然后从系统的硬件设计的角度,给出关键元器件选型的标准和关键电路的设计;再者从软件设计的角度,给出系统的程序结构、自动控制流程程序和闭环控制程序的软件实现;接着,本文识别系统在特定工作模式下存在的霍普分岔的不稳定性现象。利用李雅普诺夫线性化方法对系统进行小信号建模,通过求解雅克比矩阵的特征值判断系统的小信号稳定性,并得到保证系统小信号稳定关键参数的稳定边界,分析关键参数对系统小信号稳定性的影响,最后用仿真和实验验证稳定边界的正确性;再者,系统的控制环路存在电流上限值,在负载跳变时存在母线电压崩溃的现象,识别为一种灾难性分岔。本文分析了这类灾难性分岔的物理机制,并给出了保证系统不发生此类灾难性分岔的关键参数的稳定边界,分析如何选取关键参数,保证系统不产生此类灾难性分岔,最后用仿真和实验验证了稳定边界的正确性;最后,对系统模型进行合理的简化,再利用混合势函数理论对系统的大信号稳定性进行分析,首先构建系统的混合势函数,再利用混合势函数理论中的稳定性定理,得到了保证系统在大信号扰动下的稳定性判据,分析了关键参数对于系统大信号稳定性的影响,最后用仿真和实验验证所得到的大信号稳定性判据的有效性。