随着节约型社会以及可持续发展战略的不断推进,风能和太阳能作为分布广泛且用之不竭的绿色可再生能源得到了大规模应用。针对这两种能源在资源分布方面所具备的互补性特点,本文设计了应用于分布式发电环境的小型离网风光互补发电系统,为满足直流负载和交流负载的需求,对系统的整体结构和控制策略进行了分析。本文首先论述了风光互补发电系统的发展现状和工作原理,根据光伏电池和风力发电机的数学结构,进行了 Matlab/Simulink仿真模型的搭建,并且对采光充足条件下和阴影遮挡条件下的光伏电池以及风力发电机的功率特性仿真曲线进行了分析。其次研究了系统控制部分、逆变部分以及储能部分的拓扑结构对系统运行效率的影响,并且详细分析了控制部分的控制策略。针对阴影条件下光伏电池的功率输出曲线呈现多峰的特点,基于Buck电路,设计了适用于光伏发电系统全局最大功率点追踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)的自适应惯性权重粒子群算法,相对传统粒子群算法,该算法能够有效提高多峰条件下最大值寻优的精度与速度;针对传统算法在风力发电MPPT过程中的低效性,基于Boost电路,选用了一种适用于风力发电系统MPPT的自适应变步长扰动观察算法,相对传统爬山搜索法,该算法能够有效提高最大值收敛的速度。然后基于TMS320F28335芯片进行了系统硬件电路和软件程序的设计,系统硬件电路主要包括用于实现系统最大功率追踪的功率主电路、蓄电池充放电电路、Quasi-Z源逆变电路、MOS管驱动电路以及外围检测电路等;系统软件程序主要由主程序、MPPT子程序、信号采集程序、PWM驱动子程序和蓄电池充放电管理子程序组成。最后在文章理论研究的基础上,利用Matlab/Simulink分别对光伏发电系统以及风力发电系统进行仿真模型搭建,以此验证各自MPPT控制算法的有效性。并且搭建了系统整体结构的仿真模型,对蓄电池充电以及逆变器工作状态进行了仿真分析。利用实验平台搭建了小型离网风光互补发电实验装置,测试了系统的运行效果。结果表明,本文设计的风光互补控制器可以满足交直流负载的需要。