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21世纪，世界能源紧缺和环境污染问题变得更加严重，以风能、太阳能为代表的新能源，凭借其清洁、可持续的特性得到世界各国的重视。独立光伏发电系统通常设计为偏远、没有电网覆盖的地区提供电力，具有广阔的应用空间。本文主要研究独立光伏发电系统的设计与优化，具体工作如下：1)在局部阴影条件下光伏阵列输出功率—电压曲线为多峰值而非单峰值，常规的最大功率点跟踪策略缺乏全局寻优能力，常常陷于局部峰值，造成大的功率损失。本文通过分析局部阴影条件下光伏阵列的输出特性曲线，提出了基于辅助线，结合电流控制和扰动观察法的最大功率点跟踪策略。2)设计了一款额定输出功率为600W高频光伏逆变器，逆变器具备宽输入电压、高转换效率、安全、稳定的特性。逆变器前级升压DC采用推挽拓扑，使用PWM芯片SG3525作为控制核心，采用TL431配合线性光耦L817A构成2型误差放大补偿器，根据反馈环路的稳定性原理计算了补偿器参数。逆变器后级为全桥逆变电路，使用STM32F103VC作为主控芯片，对逆变器输出电压进行SPWM调制和电压均值反馈PI控制，同时监测逆变器运行状态、保证系统安全。3)研究了独立光伏发电系统的能量管理策略。采用由恒流、恒压和浮充组成的三阶段式铅酸蓄电池充电策略，使用电压法结合安时法对蓄电池的荷电常数(SOC)预测，并提出了一套铅酸蓄电池的优化充放电策略。说明了本文光伏系统总体框架，阐述了控制系统的状态和状态切换流程图。最后，使用MatlabSimulink仿真和实验手段，验证了最大功率点跟踪算法切实可靠；对逆变器输出电压波形和整机效率进行测试，逆变器输出优秀正弦波，效率峰值达88%；通过蓄电池充放电测试，验证了能量管理系统能确保光伏发电系统正常工作。