根据光伏系统的联接结构,光伏发电系统分为集中式、组串式、模块集成式三类。其中,模块集成式具有能量转化率高、抗阴影能力强、易于扩容与维护等优点,非常适用于中小功率场合,近年来受到研究者们的重视。论文对比研究了直流模块集成式光伏发电系统并联式、旁路式、串联式三种结构,得出串联式结构具有器件电压等级低,效率高等优点。将光伏模块集成的直流变换器拓扑进行对比,得出同极性Buck-Boost电路具有调压范围广、效率较高、结构简单等特点。因此,论文以同极性Buck-Boost直流集成光伏系统串联结构作为研究对象。论文研究了单个直流集成光伏模块Buck-Boost变换器的工作特性,调制方法和参数设计。根据系统运行的不同状态,通过载波重叠的调制方式使得Buck-Boost变换器可以在Buck模式、Boost模式、Buck-Boost模式之间灵活切换。论文重点研究了串并联直流集成光伏系统母线端的输出特性,并给出了关键电压值的数学表达式。研究表明,对于直流集成光伏模块串联,当功率不均衡度a和直流变换器电压变比k满足α>kmin/kmax时,必定存在某个母线电压值使得光伏串联系统中所有集成模块都能够工作在最大功率点。对于串并联直流集成光伏系统,其母线端输出则有可能出现多峰值功率特性。为了实现系统的最大功率跟踪,需要对后级逆变器的母线电压进行合理的控制。论文将直流集成光伏系统通过后级逆变器实现并网。为了控制母线电压工作在直流侧的最大功率输出点,论文引入粒子群优化(PSO)算法。算法中粒子的位置设置为母线电压给定值,目标函数为光伏系统输出功率,通过PSO算法的不断优化更新,在解空间内搜索到全局最大功率点。论文搭建了基于Buck-Boost直流集成光伏模块并网发电系统的仿真模块和软硬件实验平台。通过仿真和实验,验证了单个直流集成光伏模块的电压控制、MPPT控制、直流集成模块串并联系统的输出特性、逆变器的母线电压控制、基于PSO算法的母线电压寻优等理论分析和控制方法的正确性和实用性。