储能变换器的源和负载具有功率变化范围宽、波动性强的特点。然而,现有变换器的高效运行区间窄,难以在宽范围内实现能源的高效利用。因此,如何拓宽系统的高效运行区间是储能变换器亟需解决的问题。本文分别研究了两级式结构、单级式结构及共交流母线结构的储能变换器高效运行区间。首先,对功率波动下两级式储能变换器高效运行区间进行研究。以两级式储能变换器为例,阐述各部分损耗的计算方法,分析得出,在输出功率不变的情况下,两级式储能变换器损耗与储能元件功率近似呈线性关系。在此基础之上,对光/储混合系统高效运行区间进行了理论分析。在储能元件输出的能量与吸收的能量相等的情况下,储能元件的加入对两级式变换器的效率影响可忽略。其次,基于储能型准Z源变换器阐明了储能元件功率分配与系统效率间的关系。在分析储能元件对变换器内部电流的重构作用的基础上,对储能型准Z源变换器进行损耗建模,分析其嵌入储能元件后变换器的损耗特性。研究发现,随着储能元件功率的增加,储能型准Z源变换器损耗呈U型变化。得到了其高效运行区间的边界和存在条件,为储能元件功率分配策略提供参考。最后,研究波动负载下储能元件与柴油发电机的功率分配对系统高效运行区间和经济性的影响。综合考虑柴油发电机效率,电池组功率配置及用电负荷波动情况,建立柴/储混合系统损耗模型,并从储能元件与柴油发电机功率匹配关系的角度,研究柴/储混合系统高效运行区间。研究表明,加入储能元件有利于拓宽柴油发电系统的高效运行区间。基于宽范围、高效率与经济性的综合考虑,提出柴/储混合系统柴油发电机和储能元件额定功率的设计依据,为柴/储混合系统的设计提供指导作用。