能源危机与环境污染是当今世界面临的两个重大问题，经历了煤、石油、天然气等化石燃料大量开采的阶段，许多国家已经着眼于对可再生能源的研究与开发。太阳能具有可再生性和清洁性的特点，取之不尽、用之不竭，在国内外广泛应用，表现形式多种多样，已成为当今世界新能源利用的主流发展趋势。本文针对偏远地区用电困难的现状，建立了一种新型户用光伏发电系统结构，主要研究了DC-DC变换器模块，采用单组件独立MPPT控制方式和蓄电池3+1段充电控制策略，解决了阴影遮蔽下光伏发电效率低和蓄电池使用寿命短的问题，使其更适用于偏远地区的供电。主要研究内容如下：介绍了光伏电池的工作原理，在光伏电池等效电路模型的基础上，对光伏组件进行了仿真建模，得到的输出特性曲线与实际曲线相吻合，阐述了影响最大功率点的因素和最大功率跟踪控制算法的实质，仿真比较了三种MPPT控制算法，结果表明占空比扰动法可以更快速的跟踪到最大功率点，提出了目前MPPT技术存在的问题，明确本课题的主要研究内容。分析了阴影对串联光伏组件、并联光伏组件和集中式光伏阵列输出特性的影响，并在阴影下对集中式光伏阵列的输出特性进行实验验证，结果表明，阴影会引起功率电压曲线出现多个极值点，输出功率下降，且串联组件个数越多造成的失配损耗越大，光伏阵列的结构与阴影情况都会引起输出特性发生变化，导致发电效率降低。介绍了光伏发电系统的四种结构，详细分析了每个结构的优缺点，根据户用型光伏发电系统的设计要求，建立了一种新型户用光伏发电系统结构，采用单组件独立MPPT控制方式，解决了光伏阵列受阴影影响输出功率下降的问题。设计了以STM32F100C8T6为控制核心的硬件电路，主要包括MOSFET驱动电路、采样调理电路、供电电源模块、蓄电池防反接电路，并对电路进行了调试，实验结果表明，所设计的电路工作稳定可靠，能够满足设计要求。根据电路要求，规划了软件的整体框架，以RealView MDK为软件开发平台，采用模块化设计思想，对定时器中断服务程序、A/D转换子程序、软件滤波子程序、最大功率跟踪控制算法子程序和蓄电池充电管理控制子程序进行了编写，在设计的硬件电路上进行了调试。调试结果表明，所编写的软件程序合理可行，且运行稳定，能够完成要求的功能。搭建了实验平台，对最大功率跟踪和蓄电池充电管理功能进行了实验验证，结果表明，所设计的硬件电路和编写的软件程序合理可行，可以达到设计的要求。