以电池为主体的储能系统在新能源并网、电动汽车等应用场合提供不可或缺的作用。其中小型储能系统目前备受关注,具有广阔的发展空间。在电池为主体的储能系统中,关键的储能部件包括电池和母线电容极易老化失效,属于易损部件,其退化甚至会引起系统失稳。为提升小型储能系统的运行可靠性,本文在关键储能部件的寿命延缓策略和状态在线监测方法两方面开展较为深入的探究,完成的主要研究工作如下:面向包含电池与超级电容的小型混合储能系统,提出新的简化功率分配策略,优化电池大倍率放电工况下的电池的放电电流,理论上延缓了电池的寿命。仿真和实验结果显示了所提方案在面对感性负载启动功率和脉冲负载功率等短时高功率需求时,输入端能有效降低电池大倍率放电电流峰值,输出端能削减母线电压暂态跌落值,验证了所提简化功率分配策略的可行性。面向铝电解电容为主的母线电容应用场合,分别提出了单频纹波注入方案和双频纹波注入方案,在低采样频率下实现母线电容的在线健康状态监测。基于注入后的电感电流采样值推算电容电流,由此建立电容参数的数学表达,理论及仿真分析了不同采样频率和注入频率下的电容参数检测误差特性。所提方案在不同采样频率下的实验结果,证实了采样频率为开关频率的低采样频率下,电容参数检测误差仍可控制在约10%以下。针对小型混合储能系统存在的长稳态工况,提出基于多时间尺度电流注入的电池健康及荷电状态监测方案,以扩充辨识数据集的方式,解决普通在线辨识方法难以有效辨识的问题。通过离线动态工况实验获取电池等效模型参数,对比所提多时间尺度电流注入监测方案和普通在线监测方案,结果显示所提侵入式方法能够胜任长稳态工况的在线状态监测。