随着世界工业化进程的快速发展,能源紧缺与环境污染问题日益突显。作为世界上最大的发展中国家,中国的能源和环境问题更为严峻,以光伏发电为代表的清洁能源体系代替以化石燃料为主的能源体系势在必行。本文在分析了光伏发电产业及相关控制技术现状的基础上,综合对比传统的并网系统和离网系统的优缺点,设计了既可以离网独立工作,又能并网运行将富余电能输入电网的小型户用储能式光伏发电系统。本文详细研究了光伏电池、Boost电路、Buck-Boost电路、逆变电路以及储能电池等。首先是对光伏电池的工作原理及模型做了分析和仿真,并根据其输出特性进行了最大功率点跟踪(MPPT)的研究,通过分析一些传统的MPPT算法跟踪速度慢、效率低的缺点,提出了改进算法,并对其进行了仿真验证。然后分析了Boost升压电路和双向Buck-Boost电路拓扑及工作原理,并对系统储能电池环节做了控制系统设计。本文选择单相全桥电路作为逆变主电路,确定了逆变电路采用SPWM调制方式,根据逆变器在离网和并网工作状态下控制策略的不同,分别进行控制系统设计,并对并网工作时的孤岛保护进行了研究,比较被动保护和主动保护的优缺点,采用AFD算法作为防孤岛效应算法。根据本文的理论研究,设计了5kW小型户用储能式光伏发电系统的硬件电路,包含器件参数的计算和选型,同时对辅助电路部分进行了设计,包括信号采样、功率管的驱动等。控制芯片选择TMS320F28335,并对其端口进行了分配。最后对本文研究的小型户用储能式光伏系统进行相关的仿真实验,通过使用MATLAB进行仿真并对结果进行分析,并应用PVsyst对整个光伏系统运行情况进行模拟,结果表明小型户用储能式光伏发电系统可以满足系统设计要求,并有一定实际意义。