随着传统能源的枯竭和环境污染加剧,光伏等分布式新能源发电获得广泛关注,直流微电网技术的兴起更是有力推动了分布式新能源发电的发展。太阳能作为一种最常见、最重要的新能源,广泛地接入直流微电网系统中。太阳能光伏发电的间歇性和微电网运行的复杂性使得光伏发电接入直流微电网存在多种工作模式,除了传统光伏电站所研究的最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)工作模式,主要还有恒压工作模式和恒功率工作模式,光伏发电系统工作模式的灵活性有助于微电网系统的稳定运行。因此研究光伏发电接入直流微电网具有重要的意义。本文首先对光伏发电所用到的主要直流/直流变换器进行了总结分析,比较其性能,本文采用移相全桥型零电压开关(Zero-Voltage-Switching,ZVS)变换器,此变换器容易达到大功率、高效率,还具有增益范围宽和电气隔离功能。本文详细分析其原理,并搭建仿真模型进行了说明。然后具体分析了光伏变换器在双极性直流微电网中的三种工作模式和对应的系统状态,针对每个模式设计了相应的算法。结合光伏电池的输出特性,MPPT模式设计了一种基于PI控制的扰动观察法控制算法,恒压模式和恒功率模式设计了一种双PI环算法。搭建Matlab仿真模型,验证了各个模式下所提算法的有效性,并且不同工作模式之间实现了平稳切换。接着本文对移相全桥型ZVS光伏变换器进行了硬件设计,包括主功率电路设计、控制电路设计和辅助电源设计,研制出该款光伏变换器。最后搭建实验平台,将所制作出的移相全桥型ZVS光伏变换器接入到双极性直流微电网平台。在实验平台上进行了光伏多工作模式实验和切换实验。实验结果验证了所设计的算法能使光伏有效的接入到双极性直流微电网中,实现了光伏发电的灵活性和双极性直流微电网的稳定运行。