光伏、风力等单一新能源发电通常存在电力供应不稳定、不连续等缺陷,为了提高发电系统的稳定性和灵活性,实现能源的优先利用和充分利用,需采用多种新能源联合供电的分布式发电系统。因此,优良性能的多种新能源联合供电的分布式发电系统,是当今电力电子学和新能源发电技术领域的研究热点,具有重要的理论和工程应用价值。本文在论述了传统两级单/多输入直流变换器型分布式发电系统发展与现状的基础上,提出了一类准单级多输入串联同时供电型分布式发电系统,并对构成这类系统的电路结构与拓扑族、能量管理控制策略、原理特性、多输入源占空比、系统稳定性和电路参数设计准则等关键技术进行了深入的理论分析、仿真与实验研究,获得了重要结论。提出了准单级多输入串联同时供电型分布式发电系统的电路结构与拓扑族,其电路结构是由带多输入选择开关串联电路的单/双向直流变换器和极性反转逆变桥级联构成;其电路拓扑族包括全桥桥式等6个Buck型电路、单管式等4个Buck-Boost型电路。提出并深入研究了这类并网发电系统的具有低电压穿越能力的最大功率输出能量管理控制策略,其包含n个MPPT电压环、并网电流环和限流电路三部分。其中,Buck型发电系统将n输入源串联同时供电时的并网电流等效为n输入源单独供电时并网电流的叠加,采用n个独立控制器实现等效并网电流的解耦控制;Buck-Boost型发电系统通过控制并网电流瞬时值和多输入源输出功率之比间接地实现多输入源的最大功率输出。提出并深入研究了这类独立供电系统的具有不同供电模式平滑无缝切换的主从功率分配能量管理控制策略,其包含n-1个MPPT电压环、输出电压环和功率分配电路三部分,通过控制输出电压瞬时值和多输入源功率之比间接实现多输入源的主从能量管理,仅需通过功率分配电路即可实现输入源功率的调节和不同供电模式间的平滑无缝切换。深入研究了这类发电系统的稳态原理特性,获得了外特性曲线;提出了总线并行CPU分时复用实现方案,减少了传感器和控制芯片的数量;采用有源箝位方案有效地抑制了变压器漏感引起的功率器件关断电压尖峰;建立了系统的模型并分析了稳定性,提出了结合前馈-PI-重复控制的复合控制策略;推导了变压器匝比等关键电路参数的设计准则。采用所提出的电路拓扑和能量管理控制策略,设计并研制成功了 1.5kW Buck型、500W Buck-Boost型并网发电系统和500VA Buck-Boost型独立供电系统三套实验样机。样机实验结果表明,所提出的这类发电系统具有准单级功率变换、输出与输入电气隔离、多输入源可同时或分时供电、占空比调节范围宽、变换效率高、多模态平滑切换等优良性能,证实了所提出的电路结构与拓扑族及能量管理控制策略的可行性和先进性,为多种新能源联合供电的分布式发电系统提供一类有效的新方法。