随着能源需求的日益增加,新能源成为能源体系中的重要组成部分,通过多端口变换器不仅能够灵活地利用多种不同的分布式能源发电,还能减小设备体积、降低系统损耗、增加功率密度,因此应用于微电网的多端口变换器逐渐成为了国内外的研究热点。目前,针对含混合储能的多端口变换器,在如何减小系统体积、如何实现有效控制混合储能和光伏输入,如何提升系统性能等方面还需深入研究,人们还在不断提出新方法和新策略。为此,本文展开了对多端口变换器主电路拓扑与控制策略的研究,以提高系统功率密度、延长储能电池使用寿命。主要进行了以下工作:首先,针对直流微电网,提出了一种含混合储能的直流微电网多端口变换器拓扑,详细分析了提出的多端口变换器拓扑结构、开关模态和部分特性。由于现有的多端口变换器存在开关器件多、功率密度低、储能寿命短等问题,本文设计了一种直流多端口变换器。以开关器件复用的方式集成双向Buck/Boost电路和移相全桥电路,并在超前桥臂引入一个开关器件,使得变换器原边构成了三个端口,且任意两个端口间都能够进行能量双向传输,有效减少了系统的开关器件数量、缩小变换器体积、降低系统损耗和成本。同时,引入储能电池-超级电容混合储能系统,通过超级电容响应系统中快速变化的高频功率分量,从而减缓储能电池电流变化,以达到延长储能电池使用寿命的目的。其次,基于并行竞争机制设计了该多端口变换器的控制策略,工作状态改变时,控制同一开关管的不同控制器间可以实现平滑切换,通过控制实现超级电容响应系统高频功率分量,储能电池平衡系统变化较慢的低频功率,从而起到对储能电池的保护作用。接着对变换器进行了小信号建模,得到传递函数,并进行了稳定性分析。借助Matlab软件Simulink仿真平台对提出的多端口变换器拓扑结构与设计的控制策略进行了仿真实验。最后,设计了变换器的相关元件参数、硬件电路以及软件部分,基于DSP TMS320F28335芯片研制了一台1k W的实验样机,并在英格瑞德电气有限公司搭建了实验平台,开展了部分实验,进一步验证了本文提出的多端口变换器及其控制策略的正确性和可行性。