人们为了缓解传统发电方式所带来的不良影响,使得基于新能源发电的直流分布式电源系统发展迅速。直流分布式电源系统具有能源转换效率高、经济成本低、连接方式多样以及区域性供电的特点,它一般是由新能源发电装置、直流母线、混合储能系统以及负载变换器组成。本文分别研究了分布式电源系统中的前端电源变换器、级联变换器直流母线稳定控制以及集成混合储能系统的拓扑及其控制策略。双管Buck-Boost(Double-switch Buck-Boost,DSBB)电路可以作为分布式电源系统中前端电源变换器。现有的DSBB变换器的几种调制策略,分别为同步调制、交错调制及组合控制模式。同步调制主要是控制方式简单,容易实现;交错调制下电感电流纹波很小,因此其工作额外损耗较小;而组合控制模式的功率密度相对较高。然而变换器的要求不仅限于上述指标,控制器设计及实施的复杂性、控制性能等在实际应用中也很重要。本文采用了一种新型的调制方式,使得DSBB变换器在电感纹波电流与平均电流之间获得性能的平衡,并求取了统一的小信号模型,而且进行了双环控制系统设计。通过具体的公式以及曲线图,在电感平均电流、转换效率等方面与同步策略和交错策略比较。最后进行仿真与实验检验了新型调制策略的有效性。级联结构是分布式电源系统中常见的连接方式,直流母线后级高带宽闭环控制的负载变换器呈现出负阻抗恒功率特性,会使得母线电压发生振荡。本文针对级联结构后级的移相全桥(PSFB)变换器,采用一种基于磁耦合的附加端口稳定直流母线的控制技术,附加端口与PSFB电路共用变压器的铁芯,并采用了在附加端口电压环中使用母线电压波动修正控制信号的控制策略。本文对附加端口进行了小信号建模,并通过仿真验证所使用方法的有效性。分布式电源系统中的混合储能系统(Hybrid Energy Storage System,HESS)起到后备电源的作用,当新能源发电装置产生电能不足时,混合储能能够保持系统供电的不间断性。传统的HESS通过分离的双向变换器与直流母线连接,使用的开关管较多,在经济成本与功率密度等方面还能有所提升。本文利用开关管复用技术将HESS应用于集成四端口变换器,HESS使用电容储能与电感电流的双环控制,并使用线性滤波器将电感电流参考值进行分频处理,不同频率的电流分配给不同的储能元件处理。并设计了负载功率前馈的控制器,提高负载切换时直流母线电压的动态特性。最后通过仿真与实验进行了验证。