由于可再生能源具有间歇性和不可预测性的特点,传统的可再生能源发电系统需要配备能量存储环节,来调节和稳定发电系统的功率波动。三端口变换器只需一个组合变换器即可实现可再生能源发电设备、能量存储设备和负载的连接与控制,可以有效提高系统的效率和功率密度。本文针对一种新颖的宽电压范围非隔离三端口变换器,对其应用于光伏储能系统时的控制策略和能量管理进行研究。通过归纳总结三端口变换器的研究现状,本文对一种宽电压范围、高效率、高功率密度、端口易于扩展的新型三端口变换器进行研究。根据变换器的各个工作状态,推导出其电压增益关系和器件选型原则。利用状态空间平均法对变换器进行小信号建模,并基于数值解对其补偿网络进行设计。分析光伏储能系统中变换器的功率流动关系,划分出变换器的工作区域与电压模式。采用数字控制方式,给出了一种基于四个环路控制器的多模式、多频率调制方式,实现了端口间任意方向的能量流动与端口电压之间的任意升/降压变换。同时对传统的三端功率系统控制策略进行了改进,使变换器实现准确的模式识别与平滑的模式切换。对三端口变换器的故障排除进行了探讨,根据故障发生的位置划分变换器的故障方式,并对切除故障端口后拓扑的工作状态进行了分析,给出了其输入输出电压增益关系。针对切除故障端口后形成的两端口拓扑,对其实现软开关的原理和条件进行了研究,并给出了一种变移相角的软开关控制策略。对变换器的硬件电路进行设计,并对实验样机进行搭建。通过三端口基础功能验证实验、故障排除实验和光储实验,验证三端口变换器拓扑和控制策略的正确性和可行性。