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可再生能源户用化趋势的加强与住宅中直流家电所占比重的日益增加促使采用直流配电系统的智能直流住宅逐步兴起,而在住宅中采用何种拓扑实现源与负荷间的高效集成则成为了研究焦点。传统的基于公共直流母线的直流住宅集成拓扑中通常需采用多个两端口dc/dc变换器,故其结构复杂且离散、硬件构建成本高、系统功率变换损耗大、可靠性低。而多端口变换器(Multiport Converter,MPC)则可有效克服上述缺点,因此其在直流住宅中具有广阔的应用前景。然而,在直流住宅中采用何种MPC拓扑与控制方法则是目前待解决的关键问题。为此,本文提出了一种直流住宅用新型部分隔离型多端口变换器(Partially Isolated Multiport Converter,PIMPC),其内共含六个双向端口。并且,针对PIMPC提出了一种多目标控制策略以期同时实现保证住宅负荷供电电压稳定、最大化可再生能源利用、避免储能过充/过放、维持系统功率平衡以及减少直流住宅与电网间的功率交换等多个控制目标。本文的具体研究内容与成果如下:1.首先,分析了直流住宅用多端口变换器所应具备的要求,据此提出了一种由4个全桥单元、2个双向buck/boost单元和1个高频四绕组变压器共同组成的新型部分隔离型多端口变换器,即PIMPC;详细阐述了其工作原理,包括两种运行模式、换流过程及功率流控制模型等,并通过开环仿真验证了理论分析的正确性;2.其次,介绍了基于PIMPC的住宅直流微网系统组成,包括电网、并网双向AC/DC变换器、由光伏电池板与Boost变换器组成的光伏发电系统、储能、住宅负荷及直流住宅核心部件PIMPC;在此基础上给出了系统控制目标,并据此制定了系统控制策略,其中,PIMPC采用本文提出的多目标控制,Boost变换器采用MPPT控制,并网双向AC/DC变换器则采用电压电流双闭环控制;3.然后,以我国一个普通住宅为例,设计了一个直流住宅系统案例,统计了典型住宅负荷的种类与功率大小,据此确定了直流住宅系统功率等级,并对其中所含光伏电池板与储能的容量进行了配置,同时对PIMPC各端口电压与功率及其主电路中的相关元件参数进行了详细设计,如高频四绕组变压器,电容、电感等;4.最后,依据所设计的直流住宅系统案例,在Matlab中搭建了基于PIMPC的直流住宅系统仿真模型,并对其不同运行工况进行了仿真验证,仿真结果表明本文提出的PIMPC拓扑与多目标控制可有效实现预定控制目标,进而验证了所提拓扑与控制策略的可行性与有效性。