随着化石能源不断消耗,人类将面临能源短缺,以及污染不断加重的问题。太阳能作为取之不尽、清洁干净的资源成为人类开发研究的热点,并已经取得了显著的效果。作为分布式发电的理想能源,户用型离网光伏发电系统非常适合为偏远地区居民提供日常用电。本文讨论了光伏发电系统的发展状况以及应用前景,对户用型离网光伏发电系统进行了研究与设计。本文以基于储能系统的离网型光伏发电系统为研究对象,阐述了户用型离网光伏发电的基本原理及其发展趋势。对光伏系统的最大功率追踪控制方法进行了分析。考虑到户用光伏系统的运行环境比较复杂,针对遮阴状态下传统最大功率点跟踪(Max Power point Tracking, MPPT)控制方法易陷入局部极值的问题,设计了带有粒子淘汰环节的改进型粒子群算法MPPT控制策略。通过仿真和实验研究了新算法的追踪性能,得出使用改进后的MPPT算法可以防止系统陷入局部极值并有效提高追踪效率的结论。本文通过对超级电容和铅酸蓄电池两种储能器件进行性能分析,借鉴前人针对两种器件的混合储能系统的研究成果,提出改进型超级电容/蓄电池混合储能系统。实验表明,使用新的储能系统可以降低系统电压波动,并明显减少蓄电池充放电循环次数,从而延长了蓄电池的寿命。文章给出了光伏系统的总体结构设计,MPPT控制框图,混合储能系统充电控制框图等,对电源模块、信号采集模块、驱动电路的设计和保护电路进行了研究设计,并给出了相应的仿真实验波形。