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世界范围内的能源短缺与环境污染问题推动了以风能、太阳能为代表的可再生能源发电和微电网技术的快速发展,然而可再生能源发电的波动性和间歇性会严重影响微电网电能质量和稳定性。本课题在综合波动特性和储能特性的基础上,在直流微电网中加入了混合储能系统以平抑可再生能源出力波动,维持微电网稳定。围绕直流微电网内的分布式混合储能系统,本文主要研究了储能接口双向DC/DC变流器拓扑及控制和分布式混合储能系统的功率控制策略。鉴于直流微电网内风力发电系统高压大容量的特点,本文采用交错三电平双向DC/DC变换器作为储能接口连接储能装置和直流母线。详细分析了变换器在不同工作模式下的工作过程、飞跨电容的稳压控制原理及两桥臂交错的工作原理,利用状态空间平均法建立了变换器的数学模型,在此基础上进行了变换器的闭环设计。设计并分析了分布式混合储能系统功率控制策略。该策略采用一阶滤波器法提取出母线波动功率高频分量,将其作为超级电容储能模块的功率参考,低频分量由分布式蓄电池模块进行补偿。为了实现母线波动功率低频分量在分布式蓄电池单元间的合理分配,本文提出了基于蓄电池荷电状态(state of charge,SOC)的下垂控制策略,称为改进SOC下垂控制策略。通过建立下垂系数与储能单元(energy storage unit,ESU)SOC间的函数关系,使得各储能单元依据其自身SOC值进行合理出力,利用下垂系数的自适应调整实现负荷功率在并联储能模块间的动态分配,最终达到储能均衡;电流分配控制能够克服线路阻抗对负荷功率分配的影响,实现负荷功率在并联储能模块间的精确分配;电压补偿控制可以解决传统下垂控制带来的母线电压跌落问题,保证了直流微电网的稳定性。在理论研究和仿真验证的基础上,搭建了分布式储能系统(distributed energy storage systems,DESS)实验平台,通过实验验证了本文理论分析的正确性与控制策略的有效性。