太阳能分布广泛，且清洁无污染，是国际公认的理想替代能源。随着电动汽车在世界各国的广泛发展和普及，未来以微电网充电站形式实现光伏能源的就地消纳，对于清洁能源的可靠利用和大电网的经济稳定运行具有重要的意义，是实现低碳的一种直接有效方式。直流微网作为连接分布式电源与主网的一种微网形式，能够高效地发挥分布式电源的价值与效益，具备比交流微网更灵活的重构能力。在直流微网中，能量的平衡控制可归结为直流母线电压的调整和电能质量的管理，而直流电压是反映系统内功率平衡的唯一指标。根据直流母线电压的分层下垂变化，实现各变换器之间的协调控制，是直流微网的一种简便灵活控制方式。由于下垂控制无法实现对直流电压的恒定控制，微网系统无可避免要面对新能源发电波动或者负荷的切换引起的电压波动。为了平抑能量波动，解决能量供给波动性，提高供电可靠性，微电网系统中通常需要增加储能装置。利用储能装置虽然可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很难同时满足功率与能量两方面要求。目前，对于超级电容与电池组成混合储能系统，用来平抑功率波动的研究较多。例如，有人研究了混合储能系统中超级电容与蓄电池输出功率的合理分配，使微网孤岛运行时系统的电能质量和负荷的功率需求满足要求；有人分别利用超级电容和电池补偿可再生能源输出功率波动的高频分量与中低频分量，实现能量的缓冲。同时，有人也介绍了一种基于超级电容储能的风电场功率调节系统，利用超级电容器组作为储能元件，平抑风电场功率波动，降低风电场对电网电能质量的影响。然而，超级电容尽管具有功率密度高，充电速度快等优点，但也存在储能密度小、安装位置或使用不当会造成电解质泄漏、内阻较大和价格较贵等缺点。飞轮储能是一种新兴的电能存储技术，相比于超级电容，飞轮储能装置具有储能密度高、功率密度大、寿命长、工作温度范围宽、损耗小、环保无污染和维护低等特点，相较于超级电容储能、超导储能和新型电池储能，考虑储能系统在电力品质、频率支持和负载变化3方面的经济性，飞轮储能有极大优势。因此，近年来很多学者关注飞轮储能技术的研究及应用，特别是飞轮储能用于微网中母线电压的平滑控制等方面研究。此外，有人提出基于多代理系统的直流微网稳定控制方案，飞轮储能可以改善直流微网的能量分层管理和系统的稳定控制。当然，由于技术和材料价格的限制，目前飞轮的价格还相对较高，在小型场合还无法体现其优势，但在下列一些需大型储能装置的场合，飞轮储能已得到逐步应用于航空航天、UPS 电源、交通运输、风力发电、核工业等领域。由于光伏发电功率具有间歇性和随机性，易受多云等天气的影响，单一的储能装置很难同时满足功率与能量两方面要求，因此本成果采用飞轮和蓄电池混合储能的方式，以满足微网运行的电能质量和负荷的功率需求，并提高蓄电池的使用寿命，实现微电网的经济运行。