随着全球化石能源短缺问题和环境污染问题日益突出,开发出具有清洁、可再生特点的新能源成为未来发展和研究的方向。而太阳能蕴藏量丰富,以小污染、无噪声、运营成本低等巨大优势,越来越受到世界各国家的广泛关注,并已成较大商业规模。由于光伏发电具有随机性和间歇性,以及负荷需求不可测性,由此提出如何高效利用太阳能研究课题,本文以优化光伏系统的发电效率为目标,以蓄电池和超级电容为储能装置,在光伏阵列的全局最大功率跟踪的控制策略和能量管理策略等方面开展研究工作。论文研究指导思想为尽可能减少弃光,提高光伏阵列输出功率。本文首先以大连理工大学风光互补实验系统为研究对象,分析该系统构架和功能特点,结合光伏发电理论,搭建光伏阵列模型,探究了旁路二极管作用下光伏组件的失配特性以及阴影对不同拓扑结构的光伏阵列输出功率的影响规律,进而遴选出一种基于网状结构的优化光伏阵列,当出现小遮挡或电流失配情况下,始终保证光伏阵列最大限度地减少功率损失。同时分析了局部阴影条件下传统最大功率跟踪方法失效机理,设计了一种基于自适应粒子群算法和电导增量法的协同全局寻优策略,来控制光伏阵列维持在全局最大功率点运行。储能设计方面,为平抑直流母线的功率波动,采用了能量密度高的蓄电池和功率密度高的超级电容器组合方案,提出了一种基于电池SOC反馈调节的储能功率优化分配规则,该控制策略可以使储能装置发挥自身功能的同时能够得到充分保护,有效提升了光储系统的性能。本文通过MATLAB仿真验证了光伏阵列协同寻优算法的有效性和混合储能能量管理策略的可靠性,提高了光伏系统的功率输出能力,拓展了微电网实验教学内容,为类似光伏发电系统设计提供参考。