光柴储独立微电网系统是通过将具有互补特性的光伏发电、柴油发电机和储能电池组合而形成的电力系统,是解决海岛及偏远地区用电困难的重要手段之一。然而,由于受到太阳能资源区域性的限制和电能需求差异性的影响,导致如何根据实时气象数据来合理规划微电网系统中各组件的容量以及如何提高系统的能源利用效率,成为建设微电网系统的关键问题。针对上述问题,本论文基于理论分析、模拟计算、实验测定等研究方法,开展光柴储独立微电网系统的设计与优化研究。首先,构建光柴储独立微电网系统各组成部分的数学模型,并建立了“负载跟踪+循环充电”控制策略。其中,光伏阵列系统的设计是基于视日跟踪结合反向跟踪的方法,构建与太阳相对运动的跟踪方位数据,利用传动电机与位移信号控制器,设计出带有反向跟踪的光伏阵列,并通过实验对比分析法,验证光伏阵列仿真模拟计算的可靠性。同时,基于迭代法和模糊权重法,开展光伏阵列的排列间距优化研究。优化结果表明,排列最佳间距为4米。此外,利用数值模拟的方法比较分析反向跟踪和视日跟踪的光伏阵列,结果表明,采用反向跟踪法的年输出电能要高出1.60%。其次,针对光柴储独立微电网系统的容量配置多目标优化问题,本文构建了全面衡量经济性、供电可靠性和环境特性三个指标的优化模型,引入多目标粒子群优化算法,并开发了一种由层间相关性的客观赋权法和优劣解距离法集成的多准则决策方法,开展微电网系统容量配置的多目标优化研究和分析。由此,本文将多准则决策方法与多目标优化算法有机结合,为实现微电网系统的容量配置优化提供理论依据。最后,以斜阳岛为研究对象进行了算例分析,仿真结果验证了算法的准确性。优化结果表明:光柴储独立微电网系统的平准化度电成本、发电机运行时长和能量缺失率分别为1.707元/k Wh、430小时/年和1.0367%。同时,引入反向跟踪技术后,系统的平准化度电成本、发电机运行时长和能量缺失率分别降低了1.51%、12.42%和10.5%。此外,本文出于对微电网系统性能的考量,还对优化后的微电网系统展开了经济性、环境特性以及敏感性分析研究。