光伏技术是缓解全球环境危机和能源危机的重要手段,广受国内外科研人员的关注。分布式MPPT光伏发电系统因对每个光伏组件实现了分布式的MPPT而具有较高的系统效率,能大幅提高光伏发电系统的发电量,成为目前研究的重点。本文以分布式MPPT光伏发电系统为研究对象,深入研究了MPPT算法以及光伏组件的部分遮挡对系统各组成部分的影响,为优化光伏发电系统的结构和控制策略提供了理论依据。首先,以分布式MPPT光伏发电系统为研究对象,详细分析了其系统结构、工作原理及技术优势。并指出了分布式MPPT光伏发电系统现存的问题,例如MPPT的控制方式、光伏组件的遮挡问题、直流母线电压的控制及幅值选取以及直流母线电压的过压保护问题。紧接着给出了一种直接功率控制的MPPT控制方式,详细推导了直接功率控制理论依据,阐述了工作点连续检测原理以及系统的闭环控制设计方法。然后,对串联型分布式MPPT光伏发电系统建立了数学模型,分析了光伏组件、功率优化器以及逆变器直流母线之间的关系。在考虑光伏组件部分遮挡的条件下,总结出系统能适应的最大功率差异程度与功率优化器输出上下限电压之间的关系,得到了功率优化器输出电压范围及额定输出电压、逆变器的直流母线电压以及系统中串联组件个数的设计方法。提出了一种不基于通讯原理的直流母线电压过压保护方法,简化了系统结构。最后,设计了一款含MPPT功能的功率优化器,包括硬件设计与软件实现。硬件设计包括主电路、驱动电路、检测电路、辅助电源以及数字控制最小系统的设计,软件实现主要给出了系统主程序和中断服务程序的程序流程图。通过在MATLAB上搭建了仿真平台,验证了第3章和第4章理论分析的正确性。同时搭建了300W功率优化器样机进行了实验研究,实验结果证实了第5章理论分析和设计计算的正确性。