近年来世界环境问题日益严峻,推动了可再生能源发电以及光伏储能领域不断发展。传统的光伏储能系统使用多级变换器,主要存在变换器功率密度低,效率低等问题。本文研究的升压与双向降压变换器(3BC)将光伏端,储能端以及负载端集成为一体,实现了光伏电池最大功率点跟踪,电池充放电的控制以及负载电压的稳定,提升了光伏储能变换器的功率密度,并且该变换器具有模块化结构,拥有功率拓展的能力。对3BC的拓扑结构进行介绍,对其工作原理进行分析,确定应用于3BC拓扑的双环控制结构以及双域控制策略,对变换器的环路补偿器进行设计。在双环双域控制的基础上,对变换器多模块并联稳定性的提升进行了研究。3BC的MPPT控制域的电流内环相位特性存在中频段骤减问题,给电压调节器设计带来了困难,并且变换器并联数增加会导致幅频曲线上升,使得穿越频率右移至中频段,导致控制稳定性变差。本文采用了一种自适应三环控制方法,保留原有双域控制策略,改变双环控制结构,在电压外环和电流内环之间加入一个辅助环,当工况变化使得内环传递函数造成改变时,辅助环可以自适应地将内环整形,使得电压调节器可以适应各类工况。通过时域和频域仿真验证了三环双域控制方法的可行性,当并联数越大,自适应三环的稳定性越强,当并联数大于三时,相比于传统环路整形器方法降低了器件成本。针对光伏阵列存在的局部阴影造成的多峰值PV曲线问题,根据云遮敝太阳辐射模型简化建立了基于移动云层的光伏电池动态光照模型,对动态阴影条件下光伏阵列的输出特性进行了研究,得出的移动阴影条件下最大功率点的Z型移动轨迹为多峰值MPPT控制策略提供了理论基础。本文提出了一种新型的结合粒子群与扰动观察法的MPPT算法,并针对各种光照条件提出对应的控制策略,局部阴影仿真实验表明,该算法收敛速度快并且可以实现对动态阴影的最大功率点跟踪,同时抑制了传统粒子群算法存在的功率波动问题。在四个光伏电池串联的云层遮蔽的动态阴影条件下,相较于仅使用扰动观察法进行MPPT控制,新型算法理论上至少可以提升17.5%的能量提取。