近年来,由于世界能源形势和环境问题,新能源尤其是太阳能发电和风力发电发展迅速,小型风光互补系统也日渐应用到人们日常生活中,越来越受到人们的重视。但对于小型风光互补系统,其发电效率一直是制约其发展的重要因素,所以对小型风光互补发电系统效率改善研究具有重要意义。根据风光互补系统的组成,提升其发电效率主要分为两个方面：小型光伏发电效率的提升和小型风力发电效率的提升。改善光伏发电效率的方法主要有最大功率跟踪(MPPT)技术和逐日跟踪技术,而改善风力发电效率,要从风力机和发电机的功率匹配入手。针对小型风光互补系统中提高光伏发电效率的问题,首先利用物理模型和外特性模型分别对光伏电池进行了建模,得到了光伏电池的输出特性,分析了光照和温度对光伏电池输出的影响,接着根据光伏电池最大功率跟踪的原理,提出适合小型光伏发电系统的MPPT双直线拟合法,并采用DC/DC电路对最大功率跟踪充电电路进行设计,最后实验研究了双直线拟合最大功率跟踪方法对光伏发电效率的提升情况。研究设计了小型光伏单轴逐日系统,利用检测比较法对单轴跟踪进行了优化设计,并通过逐日型光伏系统和定向型光伏系统发电效率对比实验,验证了逐日跟踪对光伏发电效率的改善情况。针对小型风光互补系统中的风力发电部分,分析了小型风力机和永磁发电机的输出特性,根据两者之间的匹配关系,提出了改善风力发电机输出功率的PWM控制方法,并通过实验对发电提升效果进行了验证。本文的工作对小型风光互补发电效率提升提供了具体方法和设计方案,对实际应用具有重要的参考价值。