微电网作为大电网的补充,运行模式相对灵活,能够减轻分布式电源直接接入大电网时对电网造成的冲击。但微电网也会因为空间有限,无法安装足够容量的分布式电源等因素而导致供电可靠性比较低,常常需要大电网为微电网提供电能,另一方面由于微电网的结构相对比较简单,鲁棒特性相对较差,很难保证供电的电能质量,也常常需要大电网提供电压和频率的支撑。为了提高微电网中的单位面积发电量和电能质量,本文对微电网系统进行设计和优化。首先,通过分析PERC(Passivated Emitter and Rear Cell)电池相对于铝背场电池的差异,得出PERC电池发电量较高的理论基础。其次,本文研究了双轴跟踪系统的跟踪方案,并对双轴跟踪系统的微处理器、驱动芯片等进行了分析和选型。然后基于对等控制策略构建一个微电网模型,通过研究微电网的数学模型,采用了适用于低压微电网的下垂控制策略,最终确定设计方案和系统滤波器、下垂控制器等模块的结构和参数。接着通过仿真和实验对微电网进行验证分析。首先利用PC1D软件仿真了PERC电池,分析背表面钝化对PERC电池产生的影响,其次,通过Proteus软件设计仿真了基于51单片机的双轴跟踪系统,然后通过建立两个对比实验电站,验证了双面PERC电池和双轴相结合的发电方式比相同容量的固定式安装方式铝背场电池组件发电效率提升了45%。最后利用Matlab/simulink软件对设计的下垂控制策略的微电网系统进行仿真验证。最后,对微电网发电部分的硬件进行选型核算,并通过模拟全年负荷消耗和采集微电网试运行数据验证了微电网系统能够满足自身负荷的需求。然后一方面提出两种基于双轴跟踪方式的的优化方案,并利用PVsyst软件进行仿真,来验证优化后的分布式电源能够为微电网提供更多的电能;另一方面在仿真PU/Qf下垂控制过程中,针对线路阻抗不等而导致的微电源功率不均分的问题提出一种优化下垂控制方案,最后利用Matlab/simulink软件模拟改进方案,验证其能解决微电网系统中功率不均分的问题。