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太阳能因具有总量大、可持续、分布广、安全环保等优点而一直得到广泛关注,利用光生伏特效应进行太阳能光伏发电是目前开发、利用太阳能的最主要形式,提高光伏发电系统的输出功率和光伏储能电站的设计优化是当前光伏发电领域的研究热点问题。本文以光伏发电系统输出功率最大为优化目标,分别从光伏组件结构和最大功率点追踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)算法两个方面对整个光伏储能电站单元进行优化研究。本文设计了光伏储能电站单元的结构,分析其各组成部分的工作原理,并对标准测试条件下(Standard test conditions,STC)光伏电池的输出特性进行仿真分析,对单体储能电池进行实验研究,依据能量需求情况设计其工作模式和控制流程。在满足基本使用性能的基础上,考虑成本、环境、使用条件等因素的影响,对光伏储能电站单元的各组成部分进行参数匹配设计。按照光伏储能电站单元能需求,合理设计其输出功率、元器件参数、储能电池组参数等,从而为光伏储能电站单元的优化提供理论依据和数据支撑。根据光伏储能电站单元建设的环境条件和地理位置,考虑到光伏发电系统年发电量和光照强度的均匀性,以光伏组件倾斜面年获得辐照量最大和月辐照量累计偏差最小为目标函数,以光伏组件倾角为约束条件,建立光伏组件最优倾角优化模型。以青岛地区为例对光伏组件倾角进行了优化设计,在满足整体调和度和目标满意度容许调整度,得到光伏组件的最优倾角为26.5°,倾斜面年辐照量为9.218kWh/m~2/d,月辐照累计偏差为0.146 kWh/m~2/d。分析光伏组件在局部遮挡情况下的输出特性和功率失配特性,分析常规MPPT和基于局部阴影条件下(Global Maximum Power Point,GMPPT)的算法原理和控制流程,设计优化出适合多峰值情况下的GMPPT算法,通过光伏组件结构优化和GMPPT算法来提高整个光伏发电系统输出功率。研制了光伏储能电站单元实验平台,对系统的输出特性进行实验研究,结果表明,优化模型合理可行。