为了更加合理有效地利用分布式发电,直流微电网在近年来得到了越来越广泛的关注。蓄电池和超级电容配合使用而组成的混合储能系统,可使直流微电网的性能得到大幅改善。作为直流微电网稳定运行的关键环节,储能装置、分布式电源和直流微电网母线之间的接口单元设计是否科学,对可再生能源合理、高效利用将起到非常重要的作用。为此,本文针对应用在直流微电网中的混合储能三端口DC/DC变换器,对其工作模态、功率传输能力、解耦控制和功率分配策略等方面进行了研究。首先,介绍了本文所采用的三端口DC/DC变换器拓扑结构,以Y形等效模型为基础,给出了各工作模态的等效电路并进行了详细的分析。通过Δ形等效模型对其功率传输能力进行了分析,推导出了各端口间功率关系表达式,并分析了其与移相角、功率传输电感等参数的关系。其次,以基波分析法为基础,结合平均电流法建立了三端口DC/DC变换器的小信号模型,分析了各端口间的耦合关系,给出了加入耦合关系逆矩阵的解耦控制方法,并研究了变换器的软开关特性以及零功率控制下移相角所需要满足的关系。再次,结合蓄电池、超级电容各自的特性和直流微电网的需要,采用基于低通滤波原理的混合储能功率分配方法,并在此基础上设计了直流微电网中混合储能系统不同工作模式下的控制策略。针对大电网支撑母线电压、分布式电源支撑母线电压、混合储能系统支撑母线电压和某端口零功率等几种系统运行情况,在PLECS仿真软件中对所提控制策略进行了仿真验证。最后,搭建了混合储能三端口DC/DC变换器实验平台,制作了三绕组高频变压器,并设计了对应的硬件电路。介绍了主程序和各中断子程序的设计流程图以及移相PWM的生成方法,编写了基于STM32F407控制器的控制程序。实验结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。