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随着风能、太阳能等分布式电源及其构成的微电网的广泛应用，分布式发电的间歇性、随机性的特点和负荷的波动等对微电网的电能质量和稳定性造成的影响越来越大。利用储能装置可以在一定程度上起到抑制功率波动的作用，但是单一的储能装置难以较好地同时满足功率与能量两方面的要求。利用超级电容与蓄电池组成的混合储能系统能较好实现微电网功率平衡，电能质量的改善，从而提高供电可靠性。本文以光伏微电网系统为研究对象，考虑蓄电池与超级电容的互补特性，对其微电网能量管理策略展开研究。
首先，分析了光伏微电网拓扑结构，建议光伏发电单元的等效模型。分析了光伏电池的特性，对光伏电池单元采用最大功率点跟踪(MPPT)控制，以实现最大功率与变功率输出。分析了蓄电池和超级电容的工作特性及输出特性，分别建立等效模型。接着重点分析了混合储能元件变换器的设计，讨论了了双向DC/DC变换器的结构和原理，并设计的变换器的参数。为后面蓄电池和超级电容的功率分配的研究和控制做好理论准备。
其次，讨论了混合储能中两种储能元件的几种连接方式，分析其优缺点，确定混合储能采用有源式接法。分析比较了各种混合储能功率分配法，滤波法是采用低通滤波器对波动功率进行分频控制，本文提出了基于荷电状态，不依赖于频率的的功率分配法。接着提出基于变换器的双极式变流器结构，蓄电池和超级电容采用不同的控制策略，分别控制系统功率的输入输出和直流母线电压。最后通过仿真验证所提功率分配方法的有效性和优越性。
最后，提出了一种基于功率平衡和储能元件荷电状态(SOC)的能量管理策略。本文采用蓄电池和超级电容的构成的混合储能系统(HESS)，通过分析含混合储能的微电网孤岛运行能量供求平衡的机理，并基于蓄电池和超级电容的荷电状态，根据提出的功率管理算法，提出了一种微电网孤岛运行时的能量管理策略对混合储能单元和光伏电源进行能量管理，以维持微电网孤岛运行时的能量和功率平衡，保证电能质量和负荷需求，并优化蓄电池充放电，延长其使用寿命。通过Matlab/Simulink对所提出的能量管理策略进行仿真验证，仿真结果表明本文所提出的能量管理策略在各种运行状态下，均能通过各变换器有效的控制能量流动，同时实现了系统在个运行状态的平滑切换。
首先，分析了光伏微电网拓扑结构，建议光伏发电单元的等效模型。分析了光伏电池的特性，对光伏电池单元采用最大功率点跟踪(MPPT)控制，以实现最大功率与变功率输出。分析了蓄电池和超级电容的工作特性及输出特性，分别建立等效模型。接着重点分析了混合储能元件变换器的设计，讨论了了双向DC/DC变换器的结构和原理，并设计的变换器的参数。为后面蓄电池和超级电容的功率分配的研究和控制做好理论准备。
其次，讨论了混合储能中两种储能元件的几种连接方式，分析其优缺点，确定混合储能采用有源式接法。分析比较了各种混合储能功率分配法，滤波法是采用低通滤波器对波动功率进行分频控制，本文提出了基于荷电状态，不依赖于频率的的功率分配法。接着提出基于变换器的双极式变流器结构，蓄电池和超级电容采用不同的控制策略，分别控制系统功率的输入输出和直流母线电压。最后通过仿真验证所提功率分配方法的有效性和优越性。
最后，提出了一种基于功率平衡和储能元件荷电状态(SOC)的能量管理策略。本文采用蓄电池和超级电容的构成的混合储能系统(HESS)，通过分析含混合储能的微电网孤岛运行能量供求平衡的机理，并基于蓄电池和超级电容的荷电状态，根据提出的功率管理算法，提出了一种微电网孤岛运行时的能量管理策略对混合储能单元和光伏电源进行能量管理，以维持微电网孤岛运行时的能量和功率平衡，保证电能质量和负荷需求，并优化蓄电池充放电，延长其使用寿命。通过Matlab/Simulink对所提出的能量管理策略进行仿真验证，仿真结果表明本文所提出的能量管理策略在各种运行状态下，均能通过各变换器有效的控制能量流动，同时实现了系统在个运行状态的平滑切换。