近年来,我国经济迅猛发展,现代化水平逐步提高,环境问题和能源供应问题也日益显著。在此背景下,以太阳能、风能为代表的清洁能源替代传统化石燃料的能源体系已成为我国研究的焦点。光伏发电是将太阳光辐射能转化为电能,主要优点是其资源丰富,转化无污染,可以缓解传统能源紧张问题和发电带来的环境污染问题。光伏技术的研究现已从离网系统进入并网阶段,但在远离大电网地区还不能将光伏系统与公共电网相连。所以对带有储能装置的光伏发电系统进行研究,可解决偏远地区输电困难和农耕地区用电困难问题。综上,提出本文研究课题3kWp户用光储发电系统的设计与实现。本文首先阐述了光伏产业国内外发展前景,并以户用型光储发电技术研究现状为基础,提出了针对家用负载的光储发电系统设计方案。根据设计流程及预期目标,系统整体设计包括:估算系统容量,确定光伏电池和蓄电池型号及数量,并提出储能和逆变部分的单元结构设计思路。其次,本文阐述光伏电池和储能系统工作原理和相关特性,并在分析了常用的最大功率点跟踪算法及蓄电池的充电控制策略的基础上,提出了应用于Boost电路中的防“误判”占空比扰动观察法和四阶段充电控制法,并在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,验证MPPT算法的可行性。根据上述相关理论,本文对户用光储系统中的光伏控制器和逆变器进行硬件设计,其硬件主电路拓扑结构包括DC-DC充电控制部分,逆变前级推挽升压电路,后级单相全桥逆变电路,以及滤波电路等,并对涉及元件参数进行计算与选型。蓄电池充放电控制以PIC16F716微处理器为核心,设计其充电控制电路、辅助电路和软件部分。逆变系统前级推挽用SG3525芯片和LM393搭建控制电路和驱动保护电路,后级以专用SPWM芯片EG8010和驱动芯片IR2110S为核心,并对其外围电路进行设计,包括整流滤波电路、采样调理电路以及辅助保护电源电路等。最后,针对上述设计,制作试验样机,搭建试验平台分别在实验室环境下和实际环境下进行系统性能测试。试验主要包括光伏电池板输出性能测试、蓄电池充电控制系统性能测试以及逆变器性能测试。通过整机测试结果表明,本文设计的户用光储系统运行可靠,实现了MPPT控制和蓄电池充放电控制,提高系统工作效率,逆变系统输出稳定,波形良好,电压频率均符合设计要求,在工程应用有一定实际意义。