传统化石能源的日益紧张和全球环境污染的逐渐加剧,使太阳能、风能等可再生能源的开发利用受到世界各国的重视。可再生能源具有清洁无污染、储量丰富、价格低廉等优点,通常应用于新能源发电系统。然而,单一新能源发电存在不稳定、不连续、受环境因素影响大等缺陷,为了克服单一新能源发电的缺陷,提高供电系统的稳定性,多种新能源联合供电的分布式发电系统被提出并得到了快速发展。本文论述了单输入、多输入直流斩波器型两级分布式发电系统的发展与现状,在此基础上提出了多种新能源联合供电的并联分时供电Buck直流斩波器型单级多输入集成发电系统。分析了该集成发电系统的电路拓扑、能量管理控制策略、稳态原理特性,并对关键电路的参数设计准则进行推导,在此基础上完成了系统的仿真分析和样机设计与实验。所提出的集成发电系统由一个单级多输入高频环节逆变器和一个蓄电池双向充放电DC-AC变换器在交流输出侧并接构成。其中,单级多输入高频环节逆变器由一个多输入差动全桥Buck直流斩波器将多个共地的输入滤波电容和一个公共的输出LC滤波器联接构成;蓄电池双向充放电DC-AC变换器由输入滤波电路、高频逆变桥、高频变压器、周波变换器、输出滤波器构成。所提出的集成发电系统采用最大功率输出能量管理控制策略,通过比较多路输入源功率之和与负载额定功率的相对大小实时控制蓄电池双向充放电DC-AC变换器的功率大小和方向,实现了多种新能源的充分利用、输出电压的稳定和不同供电模式的平滑切换。深入研究了并联分时供电Buck直流斩波器型单级多输入集成发电系统的稳态原理特性,如高频开关过程、输入输出关系、功率开关关断电压尖峰、输出电压直流偏置等关键问题,推导了多路输入源占空比表达式、充放电DC-AC变换器移相角表达式,绘制了单级多输入高频环节逆变器的外特性曲线,给出了多输入逆变器选择开关关断电压尖峰和输出电压直流偏置的抑制方法以及输入输出滤波器、有源钳位电容、高频变压器等主要电路参数的设计准则。设计并研制了3k VA并联分时供电Buck直流斩波器型单级多输入集成发电系统样机,PSIM仿真和样机实验结果表明,所提出的集成发电系统具有电路结构简洁、单级功率变换、多输入源-输出负载-蓄电池三者电气隔离、多输入源在一个高频开关周期内分时向负载供电、变换效率高、体积和重量小、输出波形质量好、成本低、三种供电模式平滑切换等优良性能,在微网、新能源充电桩等场合具有广泛的应用前景。