随着“碳中和”目标的提出,以光伏为代表的清洁能源将迎来机遇式发展,光伏电站将继续朝大型化、大容量方向发展。伴随着柔性直流输电技术的发展,智能电网的提出,使得光资源丰富的偏远地区所发的电能以直流形式送出成为一种发展趋势。大型光伏电站采用直流汇集将成为光伏发电汇集研究的重要方向。本文通过研制一台中压±35kV/500k W光伏直流升压变流器,为光伏直流升压汇集方案做有益探索。首先,分析多种适用于中压直流升压变流器拓扑结构,综合考虑成本、体积、可行性、可靠性等多方面因素,最终采用中频400Hz逆变型中压直流升压拓扑,即多逆变器并联输出,基于中频移相变压器升压,经过多脉波不控整流输出接入±35kV直流电网。其次,分析系统基本原理,阐述交直流母线并联结构的逆变器系统环流影响因素,并采用载波同步、改进型LCL拓扑、中点电位优化控制方案抑制系统环流。针对逆变型中压直流升压变流器交流并联部分环流、无同步电网、低载波比等控制难点。提出一种基于CAN总线瞬时功率均分的主从控制策略。即主机采用低压侧直流电压外环、桥臂侧电感电流内环控制,稳定低压直流侧电压,使得各个光伏板运行在各自的MPP点,提高光伏发电效率;从机采用瞬时功率外环、桥臂侧电感电流内环控制,从而满足系统功率精准分配,进一步抑制系统环流的控制目标。并与传统主从电流控制方案进行对比,基于Matlab/Simulink仿真软件对两种控制方案进行验证,仿真结果证明了所提控制方案的优越性和可行性。接着,根据系统设计需求与指标,阐述了系统关键硬件参数的设计方法。包括IGBT选型、LCL设计、变压器设计、整流器装置等。详细分析了基于DSP的CAN总线、载波同步的实现方法,并给出样机硬件参数与结构图。同时,对系统软件设计方案给出控制流程图,并结合流程图详细介绍了系统缓启动的控制逻辑与步骤。最后,基于现有实验场地与资源,搭建了125kW无源负载功率测试平台,对每台逆变器进行功率测试,同时,进行稳态带载、负载突变实验、并/切机实验,验证从机控制策略的可行性与相关硬件、软件设计的可靠性。然后,基于张北现场实证平台,通过系统启动、停机、稳态并网、功率突变等实验,验证了本文所研制的中压±35kV直流升压变流器可以满足设计需求,进一步验证了本文所提控制策略的可行性与可靠性。