储能系统可以有效抑制因光伏、风力发电的间歇性以及随机性造成的母线侧功率波动,实现电能供需平衡,因此成为了直流微网中不可或缺的组成部分。随着储能系统在高压大功率场合的应用越来越多,储能介质与直流母线间能量传递的“桥梁”—双向DC/DC变换器(Bidirectional DC/DC Converter,BDC),对开关器件的要求越来越高,其拓扑结构也不断更新。本文采用了一种高压侧串联低压侧独立(High-Series and Low-Independent,HSLI)组合型BDC,不仅降低了开关管应力,而且顺应了模块化发展趋势,并基于此结构开展了课题研究。首先,考虑到应用场合和设计要求,本文选用交错悬浮双向DC/DC变换器(Floating Interleaved Bi-directional Converter,FIBDC)作为HSLI组合型BDC的子模块。详细分析了该变换器在各模式下的工作过程,并采用状态空间平均法建立了变换器的数学模型。为实现稳压和内部子变换单元的均衡工作,对FIBDC采取了同占空比交错控制,而且结合伯德图对控制环路中的调节器进行了设计与说明,并进行了仿真验证。之后,针对HSLI组合型BDC储能系统,为实现其稳定与安全运行,本文提出了基于等效阻抗串联分压的SOC(state-of-charge)均衡控制策略。通过建立蓄电池SOC与对应子模块的等效阻抗之间的函数关系,使得不同储能模块能够根据自身SOC实时调整充放电功率大小,从而达到了各子模块SOC均衡的目的。其中,针对充电模式下,直流母线电压控制环路导致系统呈现负阻抗特性而不稳定的问题,本文采取了在控制中对所有等效阻抗均并联一个正虚拟调节电阻的解决方案。以两模块HSLI组合型BDC为例,通过仿真验证了上述SOC均衡控制策略的有效性。最后,以理论研究和仿真分析作为基础,先后搭建了单台FIBDC和两台FIBDC模块进行HSLI组合的储能系统实验平台,并通过实验验证了本文理论分析的正确性以及所提控制策略的有效性。