随着全球能源危机和环境污染的加重,传统发电技术的弊端日益凸显,人们逐渐将目光转向光伏和风电等新能源发电技术。直流微电网集分布式电源、储能装置、负荷等于一体,在提高新能源发电电能质量和能源利用率方面具有重大意义。其中储能装置作为微电网系统中的重要环节,起着削峰填谷,平抑功率波动的作用,如何攻克储能技术关键难题已成为微电网中的研究热点。实际应用中,单台储能变换器难以满足微电网的要求,通常采用多台变换器并联的方式运行。本文主要对混合储能并联系统中多台变换器间的功率分配问题进行了深入研究。首先,本文选择双向Buck/Boost变换器作为储能变换器拓扑,简要阐述变换器工作原理。分析储能元件特性,设计电感电容参数,根据控制芯片和开关管设计相关电路。建立变换器小信号数学模型,设计电压环和电流环控制器参数,仿真验证变换器动态响应特性满足指标要求。然后,以多台蓄电池储能变换器并联系统为研究对象,分析传统下垂控制和下垂曲线平移方法的工作原理和存在的缺陷。提出一种基于电感电流的自适应下垂系数改进方法,通过电流调整环改善稳态功率分配精度,电压调整环补偿母线电压跌落。分析下垂控制下变换器输出阻抗,并从理论上说明较小的通信延迟不会对系统的稳定性产生影响。仿真验证所提出控制方法的有效性。接着,以蓄电池和超级电容混合储能并联系统为研究对象,分析虚拟阻容下垂控制工作原理和变换器暂态功率分配特性。对比分析两种控制方法下变换器的输出阻抗特性,并研究参数选取对变换器暂态功率分配的影响。分析控制方法的可扩展性,既实现蓄电池间的稳态功率分配策略,又实现蓄电池与超级电容间的暂态功率分配策略。提出一种母线电压补偿策略,消除线路阻抗和虚拟电阻导致的母线电压偏差。仿真验证理论分析结果和所采用的控制方法。最后,建立混合储能系统小信号数学模型,应用Lyapunov间接法,分析混合储能系统级联恒功率负载情况下的稳定性。针对超级电容充放电时端口电压变化较大的缺陷,提出一种超级电容电压恢复方法,在此基础上,设计基于储能元件SOC的混合储能系统能量管理策略,并在仿真软件中进行验证。结果表明能量管理策略可以根据SOC变化情况,自主判断并控制储能变换器的工作模式,证明能量管理策略的有效性。