由新能源发电、负载和储能单元构成的直流微电网系统,具有变换器少,损耗小,无频率、相位问题等诸多优点。随着大量负载与变换器的持续接入,直流微电网的结构、控制策略也越来越复杂。其中,绝大部分闭环控制的电动机负载和变换器负载皆可视为恒功率负载,由于其特有的负阻抗特性,在扰动发生时会放大干扰信号,严重影响系统的稳定性,直流微电网的稳定运行问题愈发引起关注。储能单元是直流微电网必不可少的环节,可平抑新能源发电功率与负载用电功率的差额,维持母线电压稳定。蓄电池、超级电容和储能变换器构成的混合储能单元同时具有高能量密度和高功率密度的特点,大大提高了储能单元的工作性能和使用寿命,因而在微电网中应用极为广泛。作为混合储能单元的重要组成部分,并联储能变换器的控制策略对直流微电网系统的稳定性能影响极大。为了提高直流微电网系统的大信号稳定性,补偿恒功率负载的负阻抗特性,本文基于混合势函数方法,提出了混合储能单元的储能变换器并联系统的稳定控制策略。该稳定控制策略给出了蓄电池双向DC/DC变换器电流内环比例控制参数、超级电容双向DC/DC变换器功率外环比例控制参数、恒功率负载的功率、直流母线电压、稳压电容、用于功率分配的低通滤波器滤波时间常数、蓄电池侧电感、蓄电池充放电因子等参数的设计限制条件,为储能变换器并联系统的设计提供了重要参考依据。首先,根据控制策略和装置特性,分别建立恒功率负载模型、新能源发电单元模型和混合储能单元模型,由此可得直流微电网系统等效简化模型。接着,应用混合势函数方法建立了系统的大信号非线性能量模型,充分考虑并联储能变换器控制参数,应用稳定性定理推导得到储能变换器并联系统的稳定控制策略。最后,分别搭建仿真模型和实验平台进行验证,仿真结果证明了所得稳定控制策略的正确性。随着直流微电网系统的容量不断增加,储能单元的容量也不断增大,单个蓄电池储能变换器无法满足微电网的容量需求,因此本文进一步对含有n个蓄电池储能变换器和1个超级电容储能变换器的并联系统进行研究,建立n+1个并联储能变换器的大信号模型,推导其稳定控制策略,并通过戴维南定理对该稳定控制策略进行优化和改进。该稳定控制策略兼顾各电源出力比例对于系统稳定性的影响,使所得判据更加准确,更加符合实际情况。仿真和实验结果表明了推导得到的n+1个并联储能变换器的稳定控制策略的有效性。