通过对太阳能电池串联电路的动态特性分析，建立了不均匀光照条件下多峰值出现的充要条件.基于串联电路的工作原理，建立了局部峰值点功率之间的数学关系，确定了最大功率点区间位置的动态判断系数.该方法可快速定位全局最大功率点所在区间，确定该区间的上下边界，将电导增量法的运行初值保持在该区间，能够使其快速准确跟踪到全局最大功率点.该方法利用较少计算和小区间搜索代替全局搜索，具有良好的快速性和准确性.同时该方法改善了区间搜索重启条件使其拥有较强的鲁棒性.

氧化铟锡(ITO)半导体薄膜为典型的宽禁带半导体材料，具有短波高透射、长波高反射以及超宽的反射带等特性，满足热光伏(TPV)系统对滤波器的要求。以载流子浓度N和迁移率μ以及膜层厚度d为参数，对ITO薄膜的光学性质进行了仿真，给出了在不同参数下滤波器的光谱曲线。通过磁控溅射薄膜沉积系统制备了ITO薄膜，对退火处理后的滤波器进行了光学性能测试，最终得到可用于热光伏系统的ITO薄膜滤波器。制备的与GaSb电池匹配的滤波器截止波长为2 μm，短波平均透射率接近70%，长波平均反射率接近70%，而且超宽的长波反射带延伸至10 μm，可大大提高TPV系统的效率。

由于光伏发电系统是通过逆变器作为桥梁与电力系统实现并网，为了保障电网安全稳定，抗孤岛检测成为光伏并网的关键技术之一。在研究现有传统被动式和主动式孤岛检测方法的基础上，根据电网稳定电压边界条件，通过设定阈值提出了基于光伏逆变输出功率扰动的复合式孤岛检测方法。结合IEEE.Std.2000-929和UL1741技术规范，阐述了该方法的工作机理、阈值整定与实现过程。仿真分析表明，该方法在逆变器输出功率与负载消耗功率匹配度较高时，能够实现快速的孤岛检测，无检测盲区和谐波污染，验证了理论方法的正确性，实现了光伏系统友好型并网。

为解决传统配电网继电保护故障定位系统难以应对含光伏系统的微网并网运行的问题, 提出了一种集中与分布式相结合的故障区域检测与隔离的保护方法。根据配电网的拓扑结构和假定的网络功率流向形成网络描述矩阵, 在配电系统发生短路故障时, 根据被保护线路故障的电压、电流分量的相位关系确定故障正方向, 并形成故障信息矩阵。以故障信息矩阵对网络描述矩阵进行修正而形成故障判断矩阵, 利用故障定位判据逐一查询故障判断矩阵即可快速准确地定位出故障位置, 从而发出跳闸命令切除故障。

传统最大功率跟踪(MPPT)方法如电导增量法存在较大稳态误差和波动, 加入模糊控制后, 虽然系统的动态性能有所改进, 但由于模糊论域固定, 控制还是略微粗糙, 稳态时存在波动。文章采用变论域模糊控制对MPPT进行控制, 其优点是不需要过多经验来设定规则表, 通过输入改变伸缩因子从而改变论域的范围, 使控制更加灵活, 缩短了响应时间, 缩小了稳态误差和波动, 从而保护光伏负载, 极大提高太阳光利用率。分别在固定环境和变化环境中对系统进行仿真, 从输出功率和负载电压两方面对变论域模糊控制的优越性进行论证。

对理论聚光比为676的菲涅耳聚光系统下单片砷化镓太阳电池及由六片砷化镓电池的串联组件的输出特性进行分析。建立三结砷化镓电池输出特性的单指数数学模型，并与实验进行了对比。理论计算与实验吻合较好，误差在7.6%以内。实验结果表明，在相同理论聚光比下，单片电池系统能流聚光比为390，六片电池组件系统能流聚光比为281;聚光后单片电池的短路电流与峰值功率分别放大322倍与316倍，六片电池组件系统的短路电流与峰值功率分别放大275倍与272倍;电池表面能流密度为0.321 MW/m2时电池的输出功率达到最大，电池表面温度高于323 K将影响其工作稳定性;聚光系统的透射率每增加0.01系统效率升高约0.227%。全天累积直射辐照度为17.212 MJ/m2条件下测得单片电池全天发电量为0.015 kW·h，六片电池串联组件的全天发电量为0.076 kW·h。