考虑到新型可再生能源清洁无污染及储量丰富等诸多强力优势,能源产业的结构调整正在世界范围内广泛兴起。发展新型可再生替代能源,提高清净电力供应,从长远考虑,无论在技术提高、环境保护,还是在经济发展等方面都将会有实质性的促进意义。依托太阳能、风能等新型可再生能源建立发展起来的分布式发电系统正在不断渗透到传统的电力网络和智能电网中,并且业已成为分布式发电领域的研究热点问题。目前,一种深度融合新能源技术与信息技术的新型能源利用体系——能源互联网正成为国际学术界和产业界关注的新焦点,也是能源行业继智能电网之后出现的又一前沿发展方向和重要课题。在能源互联网中,分布式可再生新能源发电系统将会成为未来能源互联网核心的基本单元之一。本文围绕着分布式发电系统中的高增益直流升压变换器、电网同步以及孤岛检测三个关键技术展开研究,主要工作和成果如下:针对现有的直流升压变换器普遍存在升压能力有限,在高增益应用场合中无法满足大变比升压的需求以及存在开关功率器件电压应力高、电流纹波大、效率低等问题,本文在含有耦合电感及开关电容的组合结构基础上,提出了一种新型的交错并联高增益直流升压变换器。根据小纹波近似,详细地分析了所提新型变换器在不同工作模态下的工作原理,并借助电感伏秒平衡原理,推导出变换器的电压增益与开关占空比之间的函数关系。为了保证所提出的直流升压变换器在光伏应用场景下能够同时实现最大功率跟踪和高增益升压的目的,本文结合动态演化理论以及滑模控制理论,设计并实现了基于动态滑模演化算法的PWM闭环控制器。通过仿真及实验验证了本文所提新型变换器拓扑及其控制算法的可行性和有效性。考虑到电网同步技术可为并网逆变器提供必要的同步基准信号,本文提出了一种在αβ坐标系下即可实现的适用于电网畸变环境的单相频率自适应同步锁相方案。首先提出了兼具直流偏置消除能力和谐波抑制能力的改进新型SOGI-QSG方案,然后在αβ坐标系下引入自适应复数滤波器,进一步消除电网谐波和电压波动的影响,最后构建了具有快速动态响应的频率自适应控制器,保证所提方案在实际电网频率发生突变的情形下同样具有可靠稳定的性能。通过仿真和实验验证了所提同步锁相方案的准确性。针对现有的主动式孤岛检测方法中注入的高次谐波会导致检测失准及偶次谐波不易消除等问题,提出了与同步锁相技术相结合的新型孤岛检测方案。首先在αβ坐标系下构建了一种简单结构的频率自适应锁相器,用于快速准确地捕获电网相位;然后研究了一种通过相位扰动实现三次谐波分量注入的具体方法,并确定了扰动系数的选择依据,同时借助具有高速运算性能的滑动Goertzel滤波器对公共耦合点处的三次谐波电压进行提取,以便能快速检测系统是否发生孤岛。最后通过仿真及实验验证了所提方案的可行性和有效性。