可再生能源受环境限制,大多具有天然的随机性和间歇性,难以单独作为持续稳定的电源为系统供电,而储能系统的设计是解决这一问题的有效方案。传统的储能系统通常由单一类型的储能设备构成,如铅酸蓄电池等。然而,现有的储能设备在能量密度和功率密度等特性上具有原理上的矛盾性,难以兼顾,为此,相关学者提出了一种由蓄电池和超级电容共同组成的混合储能系统,旨在实现不同类型装置的优势互补。本文针对这一类混合储能系统在应用中不同储能装置之间的动态电流分配问题进行了研究。本文首先提出了混合储能系统动态下垂控制的通用模型,并在此基础上针对不同的阻抗选择情况进行了动态电流分配和母线电压控制两方面的对比评估,由此得到模型八、模型十二、模型十四,三种比较理想的控制方案。接下来本文针对得到的三种方案进行了输出阻抗的定量比较,最终发现滤波-下垂控制方案是一种最优方案。同时针对直流微网结构易于发生变化的特性,提供了考虑系统扩展的情况下相应的下垂参数的设计标准。除此之外,针对超级电容一般储能容量较小,容易发生荷电状态剧烈变化的问题,本文提供了超级电容附加电荷恢复环的设计方案及参数标准,并明确了附加控制环与原下垂控制过程之间的解耦标准。最终通过仿真结果验证了设计分析的有效性。最后,在两变换器混合储能实验平台上进行了实物实验。对不同滤波频率、阻尼系数、下垂电阻的情况进行了实验,证明了本文理论分析和参数设计部分的正确性和有效性。同时通过和现有控制方案的对比,进一步说明了本文所提出方案在改善母线电压质量上的优越性。相较于现有方案,本文所提出的滤波-下垂控制策略在保证超级电容响应系统高频功率波动、蓄电池响应系统低频功率波动的电流输出要求的同时,能够有效提高系统母线的电压质量,系统输出中既不存在瞬态的电压暂降也不存在稳态的电压偏差。此外,本文方案无需额外增加母线电压的恢复环节,因此可以免受通信系统故障的影响。