以光伏电站及光伏建筑一体化为代表的大规模并网发电已成为光伏发电的主流方向。多模块组合式光伏发电系统可以有效地解决光伏组件失配问题,具有系统运行效率高、构建及扩容灵活、便于监控及管理等优点,在组件安装灵活、环境差异较大的光伏建筑一体化场合具有良好的应用前景。研究三种直流模块式光伏发电系统结构,通过理论分析评估各种模块式结构的性能,最终采用并联直流模块式结构。设计并联直流模块式光伏发电系统结构,从前级直流系统角度探讨并网及孤岛情况下的系统运行模式,提出对前级直流模块的设计要求。研究前级DC/DC变换器拓扑优选的基本原则,提出将有源箝位交错并联Flyback-Boost变换器作为并联直流模块拓扑。分析变换器的工作原理,进行电路参数的设计,并通过仿真进行验证。仿真结果表明变换器工作正常,具有较高的电压增益,并可以实现输入电流的均流、无损吸收漏感能量及开关管的零电压开通。通过理论分析建立太阳电池工程实用模型,并采用实验及仿真手段验证模型的准确性。在此基础上,研究光伏发电系统最大功率点跟踪算法,分析对比两种常用的自寻优算法。针对定步长算法存在跟踪精度及跟踪速度之间的矛盾,提出基于变步长的改进电导增量法,将其作为前级直流模块的最大功率点跟踪算法。仿真结果表明新算法在保证跟踪精度的同时具有较快地跟踪速度,跟踪效果较好。设计并制作并联直流模块式光伏发电系统直流模块样机,采用DSP TMS320F28035实现直流模块的数字化控制,完成功率变换、光伏组件最大功率点跟踪以及运行数据的采集与监控等功能。对多模块组合式光伏发电系统进行实验研究,具体包括：前级直流变换器功能及效率实验、直流模块MPPT实验、多模块并联系统实验等。实验结果表明直流模块工作正常,具有较高的变换效率,在系统启动及环境发生变化时均可实现最大功率点跟踪；并联直流模块式光伏发电前级系统在直流母线电压恒定及浮动两种模式下均可稳定运行。