分布式能源的间歇性及负载的功率波动会直接影响到直流微网的稳定性,引起母线电压波动,进而影响直流微网中相关设备的正常工作。因此,直流微网中控制母线电压稳定成为核心问题,在母线受到不同时间尺度的功率扰动时显得尤为重要。针对直流母线瞬时功率不平衡问题,本论文将电容电荷平衡控制(Capacitor Charge Balance Control,CBC)思想引入直流微网储能系统的双向DC/DC接口变换器,以实现母线电压的快速恢复。完成的主要工作有以下三个方面:首先,采用双向CBC复合控制策略,稳态时结合平均电流模式控制和滞环电流限幅环节实现接口变换器双端口稳定控制,大信号暂态时通过双向CBC控制实现母线电压的快速恢复。对超级电容单体进行配组,建立了基于互补PWM输出控制下的双向DC/DC接口变换器小信号模型,并对平均电流模式控制器进行连续域补偿和离散域设计;加入了滞环电流限幅环节,实现对超级电容的过压欠压保护。其次,选取母线侧滤波电容为特征控制对象,根据两个稳态恢复条件推导得到双向CBC控制的控制律,并总结出间接预测电容电流变化规律的通用数字式CBC控制研究思路;同时给出了双向CBC控制的实现步骤、时序构建以及复合控制策略的控制流程。所得到的双向CBC控制器是在现有的控制单向电流的CBC原理基础上,将间接预测电容电流变化规律的思想进行扩展和优化,得出一般的节点电流替代法及相应的控制律,并达到暂态时快速控制双向电流的目的,进而实现功率波动下直流微网母线电压的快速恢复。最后,根据所研究的控制方案,完成了直流微网超级电容储能系统的软硬件设计,搭建了相应的仿真模型和硬件实验平台,并进行了母线电压恢复、超级电容过压欠压保护的仿真与实验。结果表明,双向CBC复合控制策略可以实现母线电压快恢复,同时控制器兼顾较好的过压欠压保护性能。