随着经济的快速发展和环境问题的日益突出,以太阳能、风能、地热能为代表的新能源发电技术得到快速发展。传统的光伏储能发电系统存在变换器数量多、体积大、功率密度低等问题,采用三端口变换器替代原有的多个单输入单输出直流变换器,可使整个系统结构变得更加简单,从而具有体积小、成本低、功率密度高等优点,成为电力电子技术研究的一个热点。本文即针对一种用于光储发电的三端口变换器进行研究。论文对用于光储发电的三端口变换器的拓扑进行了介绍,以端口间的功率关系为判据,确定了三端口变换器的四种工作模式,并针对每个模式下的工作原理进行了分析。针对光照、温度等外界条件的变化,对三端口变换器在蓄电池充电模式和放电模式的动态切换过程进行了讨论。分析和设计了三端口变换器的控制策略。以端口控制变量为依据,设计了输出电压控制器、蓄电池电压控制器、蓄电池电流控制器和输入电压控制器,最终服从工作区间控制器的调度。而工作区间控制器是以补偿后的负载电压误差为控制信号,按功能将控制信号划分为蓄电池充电区间、蓄电池放电区间和分流区间。为了使三端口变换器在区间有较好的输出效果,采用了双环控制方式。对用于光储发电的三端口变换器进行了小信号建模分析。对三端口变换器的主电路参数进行了设计,设计了三端口变换器的电压调理电路、电流调理电路和驱动电路。以控制策略为依据,编写了三端口变换器的软件系统。根据以上理论分析,在Matlab/Simulink中建立了光伏阵列和三端口变换器系统模型,并针对各个区间进行了开闭环仿真,验证了系统设计的合理性。在仿真分析的基础上,搭建了用于光储发电的三端口变换器系统样机,以TI公司的TMS320F2812芯片为核心,通过实验验证了前述分析的有效性。