中、低压直流输电系统能够连接直流负载和功率转换级较少的光伏、风力发电和储能装置等可再生资源,从而受到越来越多的关注。连接在直流母线上的不同负载,会导致系统存在输入电压波动及负载变化大的问题,对系统的动态响应速度要求较高。目前中、低压直流输电系统中的大功率双向DC-DC变换器多采用输入串联输出并联型双向有源桥,该变换器的控制策略大多基于PI控制器实现功率均衡控制。传统的控制策略存在两个问题,一是系统的响应速度受到积分环节影响,二是系统模块数较多时环路补偿参数设计复杂。为此本课题采用了一种自适应有限控制集模型预测控制,通过对单模块及多模块组成的输入串联输出并联型双向有源桥建立预测模型,针对启动过程、切载和输入电压波动进行了动态特性的优化研究。对单模块双向有源桥采用双侧双重移相控制时的工作原理和工作特性进行了分析,并采用状态空间平均法建立了小信号模型,得到移相角到输出电压的传递函数;对多模块组成的输入串联输出并联型双向有源桥采用双环精确均压控制策略实现了各个模块功率均衡,为简化环路补偿器的参数设计过程,对双环控制的输入均压环和输出稳压环进行了双环解耦。针对单模块及多模块组成的输入串联输出并联型双向有源桥采用传统控制方法时动态响应较慢及建模复杂的问题,采用了一种适用于单模块的双目标自适应模型预测控制策略及一种适用于输入串联输出并联型双向有源桥的双向功率流动自适应模型预测控制策略,同时还对该控制策略存在的稳态误差进行了分析。以传统控制方法作为本课题所提方法的对照组,对单模块双向有源桥进行了Ⅱ型补偿器设计,并对输入串联输出并联型双向有源桥进行了双环精确均压控制器设计。在补偿器设计过程中,综合考虑了低频增益、中频带宽、高频衰减及穿越频率等因素。为验证本课题所提控制策略的有效性,进行了仿真验证,并搭建了一个25 W的实验平台,通过传统控制方法与所提方法的仿真和实验对比,验证了所提方法在启动阶段、切载和输入电压波动方面均具有较好的动态特性。