能源面临危机,但经济依然要发展,对新能源的研究成了热门话题。太阳能发电因其储量丰富、洁净能源等特点得到广泛关注。但在太阳能发电研究的初期还面临着诸多的问题,如光伏电池成本高,发电效率低等,这些问题严重制约着太阳能发电的发展。提高太阳能发电的效率、降低成本是目前情况下解决这些问题的主要途径。本系统为独立光伏发电系统,其中每一部分的控制可以相对独立,因此采用FPFA作为控制器,将每一部分作为一个模块并行控制,提高系统的速度。在PVsyst软件中对系统整体进行分析；在Pspice中进行外围硬件电路仿真；在quaitus ii中编写Verilog HDL语言进行硬件控制系统程序设计和波形仿真,并在DE2开发板上运用SignalTap_II逻辑分析仪进行在线验证。本文研究的主要内容包括：(1)通过需求分析选择了独立光伏发电系统的运行方式。(2)为提高光伏电池的转换效率设计了太阳光跟踪系统。通过仿真分析选择单轴跟踪系统,验证了光伏电池作为光照强度传感器的可行性。采用步进电机作为执行部件,只需检测光照强度一个信号就能实现光线跟踪控制。(3)通过检测光伏电池输出功率,采用以开关管占空比为调节量的基于模糊控制的扰动观察法,在BOOST电路上实现最大功率跟踪,提高光伏组件的输出功率。(4)以稳定直流母线电压为主目标,选用双向DC/DC变换器对蓄电池进行充放电控制,实现蓄电池组件、光伏电池组件与负载之间的电能管理。其中,以占空比值为条件控制充放电过程转换,实现了平稳过渡。(5)采用推挽电路实现直流母线的升压,通过调节占空比实现闭环控制,实现输出电压的稳定。其中,采用两个相互对称的调制波与同一三角载波控制输出两路控制信号,省略了死区时间的设置。(6)采用单极性SPWM技术,在全桥电路上实现逆变,并通过调节调制比实现电压闭环控制,实现输出电压的稳定。