随着不可再生化石能源的持续开发利用,能源危机和生态环境恶化问题日益突出,为此分布式风光发电技术受到人们的广泛关注。由分布式电源、储能装置、负荷等构成的直流微电网具有结构简单、控制方便以及效率高优点,因而成为当前研究的热点。其中,储能装置可以削峰填谷、平抑微电网中的功率波动,保证直流微电网稳定运行。由蓄电池和超级电容器构成的混合储能系统,可以实现能量和功率密度优势互补,因此在储能领域获得广泛应用。本文以风光储直流微电网中混合储能系统为研究对象,对其控制问题进行重点研究,并针对混合储能系统中超级电容器SOC恢复、蓄电池组SOC均衡和母线电压补偿问题,提出了一种混合储能系统协调控制策略,并进行了仿真和实验研究。完成的主要研究工作如下:1.根据潜江市的风速、光照、平均温度等气象数据及数据中心的负荷,设计了风光储直流微电网的总体结构,并分析了各个部分的功能;根据满足发电量和成本最低目标,采用插值法合理配置风力发电系统和光伏发电系统的容量;根据日平均耗电量和冲击性负载耗电量以及成本最低目标,采用单纯形法优化配置蓄电池和超级电容器的容量;同时进行了风机、光伏电池、蓄电池以及超级电容器的选型。2.对光伏发电系统、永磁直驱风力发电系统进行建模与仿真分析。首先,建立光伏电池的数学模型,分析Boost电路及扰动观察法的原理,并利用Matlab/Simulink搭建光伏发电系统的仿真模型,进行温度和光照强度对输出功率的影响分析;然后,建立风力机、PMSG、网侧变流器的数学模型,分析最佳叶尖速比控制、零d轴控制、电网电压定向矢量控制的原理,并利用Matlab/Simulink搭建永磁直驱风力发电系统的仿真模型、对机侧和网侧变流器控制策略进行仿真分析。3.研究了混合储能系统的下垂控制方法。首先,建立了蓄电池、超级电容器以及双向DC/DC变换器的数学模型,分析了储能系统充放电控制策略和下垂控制的原理及存在的缺陷;然后,采用虚拟电阻和虚拟阻容下垂控制实现混合储能系统的功率分配,针对超级电容SOC恢复、蓄电池组SOC均衡和母线电压补偿问题,提出了一种混合储能系统协调控制策略,并通过参数设计实现了SOC恢复与混合储能系统功率分配的解耦;最后利用Matlab/Simulink对所提出的控制策略进行了仿真验证。4.综合储能装置的SOC和系统功率平衡以及负载需求,研究了一种风光储直流微电网协调控制策略,将系统工作模式分为4种,确定各个单元在不同工作模式下的控制方式,并利用Matlab/Simulink搭建直流微电网仿真模型,通过仿真结果及分析验证了所建模型的正确性和所提控制策略的有效性。5.对混合储能系统的硬件、软件进行设计,并搭建了以TMS320F28027DSP处理器为控制核心的小功率混合储能系统实验平台,进行了电流单环、电压电流双闭环以及下垂控制实验,并对实验结果进行了分析。