随着全球经济的快速发展人类社会的不断进步,自然资源被过度使用同时也给人类社会带来了严重的环境问题,新能源技术的开发与使用已经迫在眉睫,其中太阳能发电作为重要的新能源发电形式被广泛使用。太阳光辐射强度,周围的温度以及阴影遮挡等因素的干扰会导致发电系统出现频繁的功率波动,发电效率降低。本文针对光伏发电系统稳定性问题设计了超级电容与蓄电池混合储能稳压控制器。二者混合使用发挥了储能系统最大的优势,对于解决光伏发电系统功率波动问题具有重要意义。在对光伏发电技术以及混合储能技术的研究基础上,针对独立光伏发电为直流负载供电的系统设计了超级电容与蓄电池的混合储能稳压装置。对储能元件的特性进行研究分析,理论上证明混合储能的合理性并确定了混合储能系统的拓扑结构,该拓扑结构将超级电容与蓄电池分别通过控制器与直流母线相连,控制器能够控制能量的双向流动维持系统的稳定。根据光伏阵列以及储能系统的不同工作状态,设计了能量管理策略并在Matlab/Simulink环境下进行仿真验证,证明了该能量管理策略能够在系统出现功率波动时稳定进行能量调节维持功率平衡。本文所研究的光伏发电系统直接为直流负载供电无需逆变过程,直流母线电压直接反映了系统的稳定状态。然后本文对双向控制器的控制算法进行研究,由于超级电容在工作中电压范围变化大静态工作点不易控制,将非线性协同控制算法应用于双向变换器的控制中能够实现对系统的更稳定的控制,并在仿真中验证了可行性。最后搭建实验平台构建混合储能稳压控制器样机,其中MPPT部分采用的是单向Boost电路,储能系统控制器部分采用的是双向Buck/Boost电路,对信号采集电路、驱动电路等进行设计,对软件的主程序与各子程序进行设计。在实验中通过改变系统中单向变换器的输入电压模拟光伏系统中功率波动,进行了输入功率突变与负载突变等实验。实验结果证明了能量管理策略的正确性以及非线性协同控制能够更好的控制系统母线电压的稳定,因此本文所设计的混合储能稳压控制器能够达到预期目的实现对光伏发电系统波动的稳定控制。