随着全球能源危机、温室效应、环境污染的加剧,发展新能源成为一种解决此类问题的方法。太阳能作为一种新能源,具有对环境没有污染以及可以无限使用的特点,所以其发展前景比较好。太阳能使用的主要形式是光伏发电。本文的研究对象是以超级电容器作为储能元件的独立光伏发电系统,对系统的各个组成部分进行了整体的理论分析。对系统关键技术MPPT和超级电容储能部分进行详细研究。本文首先介绍几种常见的光伏发电系统类型及组成,提出本文研究对象——独立光伏发电系统组成及其关键技术。其次,分析光伏电池的工作原理,并用MATLAB软件建模对其仿真分析,为研究光伏电池MPPT控制方法提供基础。接着对最大功率跟踪原理进行分析,并对几种常见的MPPT控制方法进行分析比较,提出了一种变步长扰动观测法。构建了以Boost电路作为主电路的MPPT控制系统,仿真结果表明变步长扰动算法在跟踪速度和精度上有较好的效果；在环境条件变化情况下,系统呈现较好的稳定性。最后,对超级电容器储能原理和优势作了详细介绍,建立了超级电容器的等效电路模型。对双向DC/DC变换器作了重点研究,对其小信号数学模型进行推导,提出了电压外环电流内环双环的控制方法。用MATLAB对超级电容器储能系统的充放电进行仿真,仿真结果验证了对超级电容器充放电采用双环控制是有效、可靠的。