新能源发电是解决能源紧缺和环境问题的重要途径,大多数新能源易受环境影响,存在供电不连续、不稳定的特点,因此新能源往往与储能单元结合以提高供电可靠性。在新能源发电系统中,采用多端口直流变换器可简化电路结构,增强紧凑性,降低系统成本。本文开展了对多端口直流变换器拓扑的生成规则和组合优化构造法的研究,并给出新型多端口直流变换器拓扑结构。本文从常见的双端口变换器中提取出基本脉冲电源结构,并将其与缓冲单元结合构建多端口变换器。根据脉冲电源之间的组合规则、脉冲电源与缓冲单元间的级联规则提出多端口变换器电路拓扑的生成规则。根据不同的生成规则推导出一系列不同特点的多端口直流变换器电路拓扑,这些拓扑简单实用,具有广泛的应用前景。应用多端口直流变换器合理有效的构造和优化方法。以三端口变换器的拓扑构造为例,首先由两端口变换器组合构建基本的三端口变换器,然后以器件复用和功率传输路径集成为拓扑优化准则,去除多余器件,实现高集成度、高功率密度的变换器。以非隔离变换器为例,分别给出了由双输入、双输出以及双向变换器构造三端口变换器的原理、方法和过程,并对典型变换器拓扑进行仿真验证。在原有三端口变换器功率流路径基础上,通过增加功率流的路径或增加输出负载数量生成新型多端口非隔离直流变换器。最后在仿真平台中搭建电路模型,设计合理的参数对典型的新型多端口直流变换器电路的多种工作模式进行了详细分析,并给出其仿真验证结果。