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,在一些特定的运行模式下,系统会出现对稳定性造成影响的非线性动态行为。本文首先对系统不同工作情况下的内部能量流动关系进行探讨,分析各个模块的运行状况,给出独立光伏-储能混合发电系统可能出现的多种运行模式以及适合该系统的能量管理方法;在光伏-储能混合发电系统不同的运行模式下,霍普分岔和灾难性分岔现象在仿真中得到了体现,然后对其进行数学分析,得到分岔行为产生的物理本质;再者,研究带恒功率负载的独立光伏-储能混合发电系统在单源供载状态下的稳定性。通过求解雅可比矩阵的特征值来分析整个系统的稳定性,导出小信号稳定性判据;然后利用混合势函数的稳定性定理,在简化模型的基础上得到了大信号稳定性判据;根据得到的稳定性判据给出系统关键参数的稳定边界,分析关键参数对系统稳定性的影响,最后用仿真和实验验证了判据的有效性;最后,基于多源系统的大信号模型对系统进行稳定性分析。将多源系统中的源变换器分为直流母线电压控制变换器和直流母线电流控制变换器,并合理简化后得到了含有多变换器的多源系统大信号模型;依据混合势函数稳定性定理基于大信号模型推导出多源系统在大信号扰动下稳定运行的充分条件;由稳定性判据定位画出关键参数的稳定边界,分析如何选取关键参数,保证系统稳定运行,最后用仿真和实验验证了稳定边界的正确性;本文的研究工作,主要是对光伏-储能混合发电系统这类含有多变换器的多源发电系统稳定性研究的一个补充,为这类多源系统的整体设计和关键参数的选择提供了指导。