太阳能赛车峰值功率跟踪器的设计
粒子群优化光伏系统最大功率跟踪设计
粒子群优化光伏系统最大功率跟踪设计摘要:局部阴影条件下光伏阵列的P-V特性会出现多个极值点,使常规的最大功率跟踪算法失效。
本文提出基于粒子群优化算法的最大功率控制方法,来解决局部遮阴下的最大功率跟踪问题。
关键词:粒子群算法最大功率点跟踪局部1 研究背景局部遮阴情况在户用光伏化发电系统中普遍存在,它会造成太阳能光伏发电系统输出功率下降,严重时会引起“热斑”效应造成安全问题。
同时,在局部遮阴情况下,光伏阵列的输出特性会呈现多个峰值点,使常规的最大功率跟踪算法失效。
本文利用粒子群优化算法多变量寻优的特性,对光伏阵列的最大功率点进行寻优,解决局部遮阴下的最大功率跟踪控制问题。
2 粒子群优化最大功率跟踪算法2.1 光伏阵列的P-V特性不同光照强度下,光伏电池有不同的I-V特性,当发生局部遮阴现象,使得光伏组件有不同的最大功率点。
串联起来的光伏组件,流过的电流相等,但是在不同的光照强度下,整体的P-V特性呈现多个极值点,如图1所示,传统的单峰值最大功率跟踪算法失效。
如图1所示2.2 粒子群优化算法流程粒子群(PSO)优化算法中,每个优化问题的潜在解都是搜索空间中的一个“粒子”,所有的粒子都有一个被目标函数决定的适应值。
本文定义目标函数为光伏阵列的输出功率,变量为最大功率点输出电压。
(1)算法初始化设种群数量为30,迭代次数为60,分别对粒子的位置、最大速度、加权系数和学习因子初始化。
即:pop_size=30;max_gen=60;part_size=2;v_max=2;w_max=0.9;w_min= 0.4;c1=2;c2=2;(2)种群评价目标函数为阵列的输出功率,以两个阵列的系统为例,适应值函数的表达式为:(3)确定个体和全局适应值比较单个粒子当前适应值和历史最好适应值,如果当前适应值大,则更新单个粒子的。
每一个粒子的最好适值都确定后再相互比较以确定全局的最好适应值。
(4)根据公式(1)、(2)更新所有粒子的速度和位置。
(完整版)太阳能最大功率跟踪控制器的设计与实现_毕业设计40设计41
学科分类号本科生毕业论文(设计)题目（中文）：太阳能最大功率跟踪控制器的设计与实现（英文）：Design and Implementation of theMaximum Power Point TrackingController学生姓名：学号：系别：专业：电子信息科学与技术指导教师：起止日期：本科毕业论文(设计)诚信声明作者郑重声明：所呈交的本科毕业论文(设计)，是在指导老师的指导下，独立进行研究所取得的成果，成果不存在知识产权争议。
除文中已经注明引用的内容外，论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的成果。
对论文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确的方式标明。
本声明的法律结果由作者承担。
本科毕业论文（设计）作者签名：年月日目录摘要 (I)关键词 (I)Abstract (I)Key words .................................................................................................................... I I1 前言 (1)2 任务分析与方案论证 (4)2.1 任务要求及分析 (4)2.2 系统方案论证 (4)2.2.1 太阳能电池板特性 (4)2.2.2 方案论证 (6)2.2.3 方案比较和选取 (7)3 系统设计 (8)3.1 硬件设计 (9)3.1.1 转换模块电路设计 (9)3.1.2 控制模块电路设计 (11)3.2 软件设计 (12)3.2.1 设计思路 (12)3.2.2 子程序设计实现 (14)4 系统调试与测试 (17)4.1 调试与测试工具 (17)4.2 系统调试 (17)4.3 系统测试 (20)5 总结 (21)参考文献 (22)致谢 (24)附录A 系统主体程序 (25)附录B 系统实物图 (27)太阳能最大功率跟踪控制器的设计与实现摘要由于目前太阳能电池板存在发电效率低、生产成本高等问题，这就造成了太阳能的应用难以推广。
BOOST变换器实现光伏阵列最大功率跟踪
第4章BOOST变换器实现光伏阵列最大功率跟踪光伏发电存在的问题是光伏阵列的输出特性受外界环境影响大，电池表面温度和日照强度的变化都可以导致输出特性发生较大的变化。
并且，山于U前光伏阵列的成本高、转换效率低，价格昂贵，初期投入较大。
并且其输出功率易受日照强度、环境温度等因素的影响，为了提高光伏发电系统的效率，充分利用光伏阵列所产生的能量是光伏发电系统的基本要求，在现在的光伏发电系统中，通常要求光伏阵列的输出功率始终保持最大，即系统要能实时地跟踪光伏阵列的最大功率点。
本设计分析了儿种常用最大功率点跟踪算法，最终采用扰动观察法控制Boost电路实现光伏组件最大功率点跟踪，并对其进行了仿真验证。
4.1最大功率点跟踪技术将太阳电池的电压U和电流I检测后相乘得到功率P,然后判断太阳电池此时的输出功率是否达到最大，若不在最大功率点运行，则调整脉宽，调制输出占空比D,改变充电电流，再次进行实时采样，并作出是否改变占空比的判断，通过这样寻优过程可保证太阳电池始终运行在最大功率点，以充分利用太阳电池方阵的输出能量。
最大功率点跟踪控制(MPPT)策略实时检测光伏阵列的输出功率，采用一定的控制算法预测当前工作情况下阵列可能的最大功率输出，通过改变当前的阻抗悄况来满足最大功率输出的要求。
这样即使光伏电池的结温升高使阵列的输出功率减少，系统仍可以运行在当前工况下的最佳状态，下面具体说明它的工作原理。
由于光伏电池具有非线性的输出特点，不易进行数学分析，所以先利用简单的线性电路来研究最最大功率跟踪的基本原理。
简单的线性电路原理如图4-1 所示。
其负载上的功率为：(4-1)图4^1简单的线性电路原理图将(4-1)式对心求导，因为K 、K 都是常数，所以可得： % -乂2 从式(4・2)可以看出，当RgRi 时，有最大值。
对于线性电路来说，当负 载电阻等于电源内阻时，电源输出最大功率。
虽然太阳电池是强非线性的，然 而在极短的时间内，可以认为是线性电路。
一种太阳能电池最大功率点跟踪的算法研究
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［ 摘 要］ 光 伏 发 电 系 统 中 ， 了提 高光 伏 电 池 的 利 用 效率 ， 要 对 光 伏 电 池 的 最 大 功 率 点 进行 跟踪 。本 文 论 述 了 跟 踪 控制 中常 见 在 为 需 的 扰 动 跟 踪 法 ， 详 述 了 常 见 的 爬 山 跟 踪 方 法 的 原 理 和 特 点 ， 析 它 的 优 缺 点 ， 基 于 这 种 方 法 提 出 了 一 种 改 进 的 爬 山 跟 踪 方 法 ， 用 分 并 利
光伏并网逆变器及其最大功率点跟踪策略
• 23•能源作为国家发展进步的基础设施，也是城市化的必要因素。
太阳能作为新能源的典型代表，因为其优点受到广泛关注。
太阳能成为了首选，但是太阳能有一个比较严重的问题是，因为光照强度、温度等问题太阳能电池的最大功率是变化的，不是固定的。
为了能够更好的利用太阳能，我们采取的策略是对太阳能的最大功率点进行追踪，并使系统保持在最大功率点的位置。
现有的追踪方式都因为成本高或是追踪不精确等等问题。
本文的主要研究对象就是最大功率点的追踪问题。
1.前言一切的发展都离不开能源，然而在过去的数十年甚至上百年的时间里，社会的进步、文明的发展所依靠的能源都是从石油、煤炭这种不可再生资源。
近几十年间，能源数量在不断的减少。
据不完全统计、现在全球的不可再生资源的数量只能勉强用到是2050年左右。
不可再生资源很难能够维持到22世纪。
太阳能之所以受到重视，是有其原因的，主要是因为原因一：在人类可见的未来基本不用考虑资源枯竭的问题，太阳能可以说是取之不尽用之不竭。
原因二：开采便利。
全球大部分地区都能够很方便的开采到太阳能。
原因三：无污染。
利用太阳能不会向空气中排放任何物质。
可以是没有任何污染（张兴，曹仁贤，太阳能光伏并网发电及其逆变控制：机械工业出版社，2010）。
2.太阳能光伏发电系统最大功率点跟踪问题太阳能发电技术之所以不能够很好的得到普及，一个很重要的瓶颈就是光电转换效率的问题。
煤炭等传统能源的转换效率一般都很高。
但是利用光能的时候这种转换效率会相对较低，造成资源的浪费。
能够利用太阳能发电主要是因为硅这种元素，但是利用太阳能的光电转换效率一般只有20%光伏并网逆变器及其最大功率点跟踪策略湖南工业大学电气与信息工程学院 刘 毅甚至还不到（吕斌，基于DSP 的光伏并网逆变器的开发研究：天津大学，2010）。
大部分的能源在转换过程中流失。
为了更好的利用太阳能，提高太阳能的转换效率，就要求我们设计一定的算法和电路去追踪发电系统的最大功率点从而提高光电转化效率。
最大功率点跟踪(MPPT)
电子知识最大功率点(2)MPPT(14)MPPT控制器的全称“最大功率点跟踪”(Maximum Power Point Tracking)太阳能控制器，是传统太阳能充放电控制器的升级换代产品。
所谓最大功率点跟踪，即是指控制器能够实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值(VI)，使系统以最高的效率对蓄电池充电。
下面我们用一种机械模拟对比的方式来向大家解释MPPT太阳能控制器的基本原理。
要想给蓄电池充电，太阳板的输出电压必须高于电池的当前电压，如果太阳能板的电压低于电池的电压，那么输出电流就会接近0。
所以，为了安全起见，太阳能板在制造出厂时，太阳能板的峰值电压(Vpp)大约在17V左右，这是以环境温度为25°C时的标准设定的。
这样设定的原因，(有意思的是，不同于我们普通人的主观想象，下面的结论可能会让我们吃惊)在于当天气非常热的时候，太阳能板的峰值电压Vpp会降到15V左右，但是在寒冷的天气里，太阳能的峰值电压Vpp可以达到18V!现在，我们再回头来对比MPPT太阳能控制器和传统太阳能控制器的区别。
传统的太阳能充放电控制器就有点象手动档的变速箱，当发动机的转速增高的时候，如果变速箱的档位不相应提高的话，势必会影响车速。
但是对于传统控制器来说，充电参数都是在出厂之前就设定好的，这就像车的档位被固定设置在了1档。
那么不管你怎样用力的踩油门，车的速度也是有限的。
MPPT控制器就不同了，它是自动挡的。
它会根据发动机的转速自动调节档位，始终让汽车在最合理的效率水平运行。
就是说，MPPT控制器会实时跟踪太阳能板中的最大的功率点，来发挥出太阳能板的最大功效。
电压越高，通过最大功率跟踪，就可以输出更多的电量，从而提高充电效率。
理论上讲，使用MPPT控制器的太阳能发电系统会比传统的效率提高50%，但是跟据我们的实际测试，由于周围环境影响与各种能量损失，最终的效率也可以提高20%-30%。
从这个意义上讲，MPPT太阳能充放电控制器，势必会最终取代传统太阳能控制器为什么要使用MPPT ?太阳能电池组件的性能可以用U-I曲线来表示。
太阳能跟踪器工作原理
太阳能跟踪器的工作原理一工作原理“太阳光寻迹传感器”安装在太阳能装置上，根据太阳光的位置，驱动电机，带动机械转动机构，始终跟随太阳位置运动。
当太阳偏转一定角度时（一般5--10 分钟左右），控制器发出指令，转动机构旋转几秒钟，到达正对太阳位置时时停止，等待下一个太阳偏转角度，一直这样间歇性运动；当阴天或晚上没有太阳出现时停止动作；只要出现太阳它就自动寻找并跟踪到位，全自动运行，无需人工干预，东西向、南北向二维控制，也可单方向控制，使用电源直流12伏，技术指标1. 跟踪起控角度:1 °--10 °（不同应用类型）2. 水平（太阳方位角）运行角度：1型0° --360 ° ,n型-20 ° -- +200 ° 3.垂直（太阳高度角）调整角度：10° --120 °（太阳光与地面夹角） 4. 传动方式：丝杠、涡轮蜗杆、齿轮 5. 承载重量:10Kg-- 500Kg 6. 系统重量：2 Kg--500Kg 7. 电机功率：0.4W--15W 8. 电源电压DC6V--24V 9. 运行环境温度：-40--85 C 10.运行时间》10万小时11.室外全天候条件运行现有的太阳能自动跟踪控制器无外乎两种：一是使用一只光敏传感器与施密特触发器或单稳态触发器，构成光控施密特触发器或光控单稳态触发器来控制电机的停、转；二是使用两只光敏传感器与两只比较器分别构成两个光控比较器控制电机的正反转。
由于一年四季、早晚和中午环境光和阳光的强弱变化范围都很大，所以上述两种控制器很难使大阳能接收装置四季全天候跟踪太阳。
这里所介绍的控制电路也包括两个电压比较器，但设在其输人端的光敏传感器则分别由两只光敏电阻串联交叉组合而成。
每一组两只光敏电阻中的一只为比较器的上偏置电阻，另一只为下偏置电阻；一只检测太阳光照，另一只则检测环境光照，送至单片机，比较器输人端的比较电平始终为两者光照之差。
电池充电器匹配太阳能电池峰值功率跟踪
Ｎ ｗ ｏｄ ｔ ｝ 品 推 介 ｅ Ｐｒ ｕｃ ｓ 产
自动 化 、 网络 和 通 信 设 备 、机 顶 盒 、
摸 屏 控 制 ．并 且 还 结 合 了 能 将 电视 短
ｃｏ Ｄ卡 上 的 功 能 ，为 消 便 携 式 产 品 、 电 源 组 件 以 及 其 他 嵌 入 片 记 录 在 ｍｉｒＳ
Ａ ｄｏ 操 作 系 统 并 配 备 了 泰 景 移 动 电 很 多 不 同 配 置 的 电 池 充 电 而 且 当 ｎ ｒｉ ｄ 视 技 术 的 ３ Ｇ 屏 智 能 手 机 Ｉｎ ｃｍｍ ． 触 ５ ｎ ｏ ｏ 该 器 件 连 接 到 太 阳 能 电 池 板 时 ． 其
Ｐ 长 传 感 器 的 睡 眠 时 间 ，当 被 系 统 启 动 降 压 型 电 池 充 电 器 的 更 高 电 压 版 本 ＨＳ Ａ平 台 ，制 造 商 可 利 用 它 针 对 中 时 ，能 够 立 即 提 供 瞬 间 读 取 数 据 。
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太阳能跟踪器工作原理
太阳能跟踪器工作原理太阳能跟踪器是一种利用光电控制技术，将太阳能电池板始终保持与太阳光线垂直的设备。
它可以在不同时间追踪太阳的位置，从而最大化太阳能电池板的太阳辐射吸收效率。
本文将详细介绍太阳能跟踪器的工作原理，并分析其优缺点。
一、太阳能跟踪器的分类太阳能跟踪器可以按照其结构和机械原理的不同分类为以下几种类型：1. 单轴跟踪器：单轴跟踪器只能沿一个轴向跟踪太阳，最常见的就是沿着北-南方向的水平轴跟踪器或沿着垂直轴的升降式跟踪器。
2. 双轴跟踪器：双轴跟踪器可以同时沿两个轴向追踪太阳，实现更高效的太阳能电池板的光照收集效果。
二、太阳能跟踪器的工作原理太阳能跟踪器的主要工作原理是根据光电传感器实时监测太阳位置，通过控制执行机构进行转动和调整角度，确保太阳能电池板始终与太阳光线垂直。
1. 光电传感器：太阳能跟踪器内部装有光电传感器，能够感知来自太阳的光线。
2. 数据处理系统：光电传感器将获取的光线数据传输给太阳能跟踪器的数据处理系统。
3. 执行机构：根据数据处理系统发出的指令，执行机构控制太阳能跟踪器的转动和调整角度。
4. 位置调整：执行机构根据太阳位置的变化，调整太阳能电池板的角度，保持与太阳光线垂直。
5. 电源系统：太阳能跟踪器需要电源系统供电，常用的是太阳能电池板或蓄电池供电。
三、太阳能跟踪器的优点太阳能跟踪器相比于固定式太阳能电池板，具有以下优点：1. 提高能量利用率：太阳能跟踪器可以根据太阳位置的变化，调整太阳能电池板的角度，使其始终垂直于太阳光线，最大限度地吸收太阳辐射能量，提高太阳能电池板的能量转化效率。
2. 增加发电量：由于太阳能跟踪器能够追踪太阳的位置，故而能更好地捕捉到太阳辐射能，并将其转化为电能。
相比之下，固定式太阳能电池板只能在早晨和傍晚时光直射时效率较高，而在其他时间会有能量损失。
3. 降低成本：尽管太阳能跟踪器的制造和维护成本较高，但通过增加太阳能电池板的能量利用率和发电量，可以在长期运行中降低每单位发电成本，提高太阳能技术的经济性。
008最大功率点追踪
• 短路电流比例系数法 • 从光伏阵列的外特性还可以看出，当光伏阵列的 短路电流Isc在不同的光照强度和温度下发生改变 时，光伏阵列的最大功率点电流Impp也近似地随 之成比例变化。由此可以得出光伏阵列的最大功 率点电流Impp和光伏阵列的短路电流Isc之间存在 着近似的线性关系，即 • Impp＝K1×Isc • 式中，K1为比例常数且小于1。 • 对于不同的光伏阵列k1有不同的取值。短路电流 比例系数法存在和开路电压比例系数法同样的缺 点，即由于是一个近似的公式，所有光伏阵列并 不是工作在真正的最大功率点上。另外测量Isc要 比测量Uoc复杂，通常需要通过在逆变器中添加 开关来周期性地短路光伏阵列测得。
• 开路电压比例系数法 • 从光伏阵列的外特性可知，当光伏阵列的开路电压Uoc在 不同的光照强度和温度下发生改变时，光伏阵列的最大功 率点电压也近似地随之成比例变化。由此可以得出光伏阵 列的最大功率点电压Umpp和光伏阵列的开路电压之间存 在着近似的线性关系，即 • Umpp≈K1*Uoc • 式中，K1为比例常数且小于1。 • 虽然这种方法原理简单，但是对于不同的阵列K1有不同的 取值，七l的数值一般为0.71-0.80，可通过将光伏阵列和 负载断开测得。采用开路电压比例系数法不会产生在最大 功率点附近的振荡，并且结构简单，可以用廉价的模拟电 路实现。但由于只是一个近似的公式，所以光伏阵列并不 是工作在真正的最大功率点上，同时由于测量时要将负载 候l断开，所以存在瞬时的功率损失.
• 1)手工调节：通过手动调节电位器按季节给定不同 的Umax，这种方法使用较少，需要人工维护。 • 2)根据温度查表调节：先将特定光伏阵列在不同温 度下测得的最大功率点电压储存在控制器中，实际 运行时，控制器根据检测光伏阵列的温度，通过查 表选取合适的值。 • 3)参考电池方法：在光伏发电系统中增加一块与光 伏阵列相同特性的较小的光伏电池模块，检测其开 路电压，按照固定系数计算得到当前最大功率点电 压。这种方法可以在近似CVT的控制成本下得到接 近MPPT的控制效果。
太阳能电池控制器NCP1294功能介
太阳能电池控制器NCP1294功能介
安森美半导体开发了一款太阳能电池控制器NCP1294，用来实现太阳能电池板的最大峰值功率点跟踪(MPPT)，以最高能效为蓄电池充电。
本文将介绍该器件的一些主要功能和应用时需要注意的问题。
增强型电压模式PWM控制器
NCP1294是一款固定频率电压模式PWM前馈控制器，包含电压模式运作所需的所有基本功能。
作为支持降压、升压、降压-升压及反激等不同拓扑结构的充电控制器，NCP1294针对高频初级端控制操作进行了优化，具有逐脉冲限流及双向同步功能，支持功率最高达140 W的太阳能板。
这款器件提供的MPPT功能能够定位最大功率点，并实时根据环境条件来调节，使控制器保持接近最大功率点，从而从太阳能板析取最大的电量，提供最佳的能效。
此外，NCP1294还具有软启动、精确控制占空比限制、低于50
μA的启动电流、过压和欠压保护等功能。
在太阳能应用中，NCP1294可以作为一种灵活的解决方案，用在模块级电源管理(MLPM)解决方案。
基于NCP1294的参考设计最大功率点追踪误差小于5%，可以为串联或并联的四。
基于PSIM的光伏发电最大功率跟踪技术仿真
基于PSIM的光伏发电最大功率跟踪技术仿真顾冬冬;金楠;崔光照【摘要】利用PSIM软件设计了光伏发电最大功率跟踪（MPPT）仿真模型。
该模型功率主电路采用BUCK变换器，检测电路用于测量光伏电池板电压和电流信号，控制电路使用动态链接库（DLL）模块控制主电路开关管通断，编译后的DLL 文件直接与PSIM链接进行仿真。
该模型可快速有效地跟踪光强、温度变化，具有建模简单、仿真速度快等优点。
%Maximum power point tracking (MPPT)simulation model of photovoltaic power generation sys-tem was designed using PSIM software,in MPPT simulation model,the power circuits adopt BUCK convert-er,the signal detecting circuits measured voltage and current values of photovoltaic cells,the control cir-cuits used dynamic link library (DLL)module to control the power switch module,the compiled DLL files could be linked to PSIM directly.The model could track irradiation and temperature rapidly,and it had the advantages of modeling simple and quick simulation.【期刊名称】《郑州轻工业学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】4页(P61-64)【关键词】PSIM仿真;光伏发电;最大功率跟踪;动态链接库【作者】顾冬冬;金楠;崔光照【作者单位】郑州轻工业学院电气信息工程学院，河南郑州 450002;郑州轻工业学院电气信息工程学院，河南郑州 450002;郑州轻工业学院电气信息工程学院，河南郑州 450002【正文语种】中文【中图分类】TM615太阳能作为一种可再生的清洁能源，正在发展成为世界能源组成中的重要部分.光伏发电技术利用光伏电池的光电效应将光能直接转换成电能，是利用太阳能的重要方式之一.利用电力电子技术和控制理论可实现光伏发电最大功率跟踪MPPT(maximum power point tracking)、提高光伏发电效率.目前，国内外已提出多种MPPT方法［1-2］.其中，扰动观察法和电导增量法由于被测参数少、结构简单、易于实现等特点，应用较广泛.扰动观察法是先比较相邻2次采样的光伏电池输出功率，通过提高或降低工作电压寻找光伏电池最大功率工作点.电导增量法通过测量比较光伏电池电导增量和瞬时电导实现 MPPT［3］.目前，常用的电力电子仿真软件有 Saber，PSpice，Matlab，PSIM(power simulation)等.其中，Saber功能最强，可仿真电力电子元件、电路和系统，仿真结果真实性好，数据处理量大，但仿真速度慢、价格昂贵、使用较复杂，不利于推广，目前多在大型企业应用.PSpice的仿真波形与电路实验波形十分接近，对设计电路拓扑有重要意义，但求解收敛性差，仿真闭环系统时很难收敛.Matlab有丰富的库函数供用户直接调用，用户可根据需要建立、扩充库函数，对控制部分有简捷、高效的建模方式和强大的建模能力，但循环运算效率低、封装性不好.PSIM软件是电力电子系统专用仿真软件，能够以理想化元件模型建模，提供功率级电路和控制电路元件模型，采用较为简单的梯形法求解系统方程，具有仿真速度快、用户界面友好等特点［4］，其DLL模块可用于功率电路和控制电路，允许用户使用代码编程，具有灵活、高效的特点，能够实现MPPT算法仿真研究.本文拟将 PSIM软件应用于新能源发电MPPT系统的分析与设计，以达到可方便地验证所建立数学模型正确性和控制策略合理性的目的.光伏电池利用P-N结接收太阳光照，其产生的光生伏特效应直接将光能转换成电能.光伏电池单元的外特性模型可看成恒流源与二极管并联回路.光伏电池输出电流可表示为［5］其中，I L为光伏电池的输出电流/A，I ph为光生电流/A，I o为光伏电池内部等效二极管P-N结反向饱和电流/A，q为电子电荷/C，U D为光伏电池等效二极管端电压/V，A为光伏电池内部P-N结曲线常数，k为波尔兹曼常数，T为光伏电池所处环境绝对温度/K.根据式①，不同温度和照度条件下，光伏电池功率-电压特性曲线见图1.其中虚线是最大功率线，P max是输出的最大功率.图1a)表明随着光照强度增强，曲线向上平移;P max增大;图1b)表明随着温度升高，光伏电池开路电压减小.温度对开路电压影响较大，短路电流只是略有增加，P max减小;温度恒定时，P max与光照强度成正比;光强恒定时，P max与温度成反比.由此可知，光伏电池输出特性受外界条件影响，在特定的输出电压下，输出功率最大，这一时刻为最大功率点.MPPT使光伏电池工作点随外界环境的改变进行适当调整，使光伏电池始终处于输出最大功率的工作状态.光伏发电MPPT仿真模型结构见图2，光伏电池板产生的直流电能经BUCK电路向蓄电池充电.光伏电池板输出电压、电流值经检测电路送至控制算法模块，该模块利用DLL技术执行算法，控制主电路开关管通断，实现光伏发电MPPT.当需要改进MPPT算法时，只需根据新算法进行改编，将生成的DLL文件链接到PSIM 中，这种通过创建自定义DLL模块实现仿真的方法更加方便、灵活.目前比较常用的MPPT算法［6］中，扰动观察法具有跟踪效率高，易于实现的特点，是最常用的MPPT方法.其具体流程见图3.该方法工作原理如下:假设系统处于稳定运行状态，首先检测计算该状态下光伏电池输出电压U k-1和输出功率P k-1，在此基础上，对光伏电池进行正向电压ΔU扰动，再次确定光伏电池输出功率P k.若输出功率增加，光伏电池工作于图1a)中最大功率线左侧，可继续增加正向扰动电压;若所测输出功率降低，光伏电池工作于最大功率线右侧，则应反向增加扰动电压，使工作点左移.通过调节光伏电池工作电压U o，保证光伏电池稳定工作在最大功率点附近，实现MPPT.PSIM是电力电子领域［7］、电机驱动控制领域和功率转换系统专用仿真软件，仿真速度快，用户界面友好.PSIM由SIMCAD和SIMVIEW 两个软件组成.PSIM提供太阳能、风能模块直接供用户使用，仿真时只需更换或改进部分功能模块，不但节省控制方案的设计周期，还可快速验证所设计的控制算法，充分利用计算机仿真的优越性.PSIM中DLL模块可链接由Microsoft Visual C++编译生成的DLL文件.DLL模块接收检测信号后，实现控制算法，将计算所得控制量返回仿真电路.通过修改系统参数或人为加入不同扰动因素，比较不同温度、光照条件下系统的动、静态性能;或者模拟相同实验条件，验证不同控制策略的优劣，为新能源发电最大功率跟踪系统的分析和设计提供有效的手段和工具.图4为该系统PSIM仿真模型.该模型中，仿真时间为0.1 s，步长间隔为1μs.温度设置为25℃，光照强度在1 000 W/m2和800 W/m2之间阶跃变化，模拟实际运行时光强的不稳定性，观察MPPT效果.该模型采用DLL模块，根据输入信号确定参考电压，实现扰动观察，与三角波比较生成PWM信号控制系统输出最大功率.仿真模型设计方法如下.3.1 Visual C++程序设计设计步骤如下:使用文件—新建—工程—Win32 Dynamic-Link Library新建空DLL工程;使用工程—增加到工程—文件，选择已编写的MPPT代码文件，加入到工程;组建—配置—添加Win32 Release;使用组建—全部重建，即可产生DLL文件.3.2 PSIM 模型设计设计步骤如下:1)配置光伏电池参数，采用PSIM自带的光伏电池板物理模型，参考温度25℃，参考光照强度为1 000 W/m2时，开路电压21.1 V，短路电流3.8 A，最大功率点处电压17.1 V，最大功率点处电流 3.5 A;2)配置主电路参数，电感0.1 mH，滤波电容200 μF，开关频率 100 kHz;3)DLL模块设计，选用三输入三输出DLL模块，输入信号为光伏电池输出电流和电压，使用Elements-Other-Function Blocks-DLL Block放置 DLL模块;4)使用Options-Set Path将DLL文件所在目录设置为搜索路径或当前路径，双击DLL模块，设置其File name与DLL文件名相同.图5为使用DLL模块的MPPT仿真波形图.实际温度25℃，在光强为1000W/m2时，光伏电池输出电流为3.74 A;光强为800W/m2时，输出电流为3.0 A.输出电压在仿真开始 1.5 ms后稳定在15.5 V左右.输出功率在 57.4 ～45.9 W 范围内跟随光强阶跃变化.经分析可知，在光强变化时，光伏电池输出功率可有效跟踪最大功率且输出电压稳定.本文利用PSIM软件设计了光伏发电最大功率跟踪(MPPT)仿真模型，运用该模型可有效追踪光照强度、温度等外界条件的变化，验证了扰动观察方法的有效性.该模型具有建模简单、仿真速度快等优点.DLL模块的使用使MPPT仿真更加方便、灵活.当采用不同MPPT方法时，只需修改检测模块和相应程序，充分发挥PSIM 的优势，缩短开发周期，提高研发效率，对新能源发电最大功率跟踪技术的研究有重要意义.【相关文献】［1］ De Brito M A G，Galotto L，Sampaio L P，etal.Evaluation of themain MPPT techniques for photovoltaic applications［J］.IEEE Transactions on Industrial Electronics，2013，60(3):1156.［2］郑必伟，蔡逢煌，王武.一种单级光伏并网系统MPPT算法的分析［J］.电工技术学报，2011，26(7):90.［3］ Sera D，Mathe L，Kerekes T，et.al.On the perturb and observe and incremental conductance MPPTmethods for PV systems［J］.IEEE Journal of Photovoltaics，2013，3(3):1070.［4］野村宏，藤原宪一郎，吉田正伸.使用PSIM学习电力电子技术基础［M］.西安:西安交通大学出版社，2009:7-8.［5］赵争鸣，陈剑，孙晓瑛.太阳能光伏发电最大功率点跟踪技术［M］.北京:电子工业出版社，2012:37-30.［6］舒杰，王亮平，张先勇，等.光伏并网最大功率跟踪的改进型扰动控制［J］.电力电子技术，2011，45(9):64.［7］杨小亮，刘洁，姜素霞，等.基于PSIM的并联有源电力滤波器仿真研究［J］.郑州轻工业学院学报:自然科学版，2009，24(5):92.。
最大功率点跟踪(MPPT)基本原理
最大功率点跟踪（MPPT）基本原理MPPT名词解释MPPT控制器的全称“最大功率点跟踪”（Maximum Power Point Tracking）太阳能控制器，是传统太阳能充放电控制器的升级换代产品。
所谓最大功率点跟踪，即是指控制器能够实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值(VI)，使系统以最高的效率对蓄电池充电。
下面我们用一种机械模拟对比的方式来向大家解释MPPT太阳能控制器的基本原理。
MPPT 控制器要想给蓄电池充电，太阳板的输出电压必须高于电池的当前电压，如果太阳能板的电压低于电池的电压，那么输出电流就会接近0。
所以，为了安全起见，太阳能板在制造出厂时，太阳能板的峰值电压（Vpp）大约在17V左右，这是以环境温度为25°C时的标准设定的。
这样设定的原因，（有意思的是，不同于我们普通人的主观想象，下面的结论可能会让我们吃惊）在于当天气非常热的时候，太阳能板的峰值电压Vpp会降到15V左右，但是在寒冷的天气里，太阳能的峰值电压Vpp可以达到18V!现在，我们再回头来对比MPPT太阳能控制器和传统太阳能控制器的区别。
传统的太阳能充放电控制器就有点象手动档的变速箱，当发动机的转速增高的时候，如果变速箱的档位不相应提高的话，势必会影响车速。
但是对于传统控制器来说，充电参数都是在出厂之前就设定好的，这就像车的档位被固定设置在了1档。
那么不管你怎样用力的踩油门，车的速度也是有限的。
MPPT控制器就不同了，它是自动挡的。
它会根据发动机的转速自动调节档位，始终让汽车在最合理的效率水平运行。
就是说，MPPT控制器会实时跟踪太阳能板中的最大的功率点，来发挥出太阳能板的最大功效。
电压越高，通过最大功率跟踪，就可以输出更多的电量，从而提高充电效率。
理论上讲，使用MPPT控制器的太阳能发电系统会比传统的效率提高50%，但是跟据我们的实际测试，由于周围环境影响与各种能量损失，最终的效率也可以提高20%-30%。
太阳能最大功率点跟踪算法与控制系统研究
太阳能最大功率点跟踪算法与控制系统研究作者：明立军来源：《价值工程》2013年第16期摘要：太阳能电池板所发电能有最大功率输出特性，根据这一特性通过计算法可实现最大功率的输出，这就是太阳能最大功率点的跟踪。
本文介绍了最大功率点跟踪的基本方法，在分析了各自优缺点后，选择了扰动观察法，提出改进的扰动观测法算法。
结果表明研究的控制系统运行稳定，避免了快速振荡现象的出现。
关键词：跟踪算法；控制系统；太阳能；逆变器中图分类号：TM615 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）16-0049-020 引言目前世界能源消费结构仍以煤炭、石油、天然气等化石能源为主，这些能源都是不可再生的一次能源。
由于对能源需求持续、迅速的增加，一次能源的短缺，迫切需要发展可再生能源。
风能、太阳能、水能、生物质能、地热能和海洋能等都是可再生能源，其中太阳能以其独有的优势受到重视。
从能源供应来看，太阳能是可持续利用绿色能源。
太阳能必将成为21世纪最重要的能源之一。
太阳能利用的主要方式就是利用太阳能发电。
目前太阳能光伏发电系统的主要问题之一是电池的转换效率低，如何提高太阳能电池板的发电效率是一个需要研究的重要课题。
太阳能电池板的发电效率一般在15%～17%，太阳能电池板所发电能有最大功率输出特性，可以根据这一特性通过算法实现最大功率的输出，这就是太阳能最大功率点的跟踪问题，对合理利用太阳能，提高发电效率很有意义。
1 太阳能最大功率点跟踪控制系统1.1 系统方案比较与选择跟踪系统可采用恒定电压跟踪法或扰动观察法。
恒电压跟踪方法从严格的意义上来讲并不是一种真正意义上的最大功率跟踪方式，它使用曲线拟合方法。
工作原理是：当忽略光伏电池的温度效应时，光伏电池的最大功率点几乎落在同一根垂直线的两侧附近，这就有可能把最大功率点的轨迹线近似地看成电压恒定的一根垂直线，亦即只要保持光伏电池的输出端电压为常数且等于某一日照强度下相应于最大功率点的电压，就可以大致保证在该一温度下光伏电池输出最大功率。
太阳能光伏发电最大功率点跟踪技术(教学课件PPT)
主要内容
MPPT技术的发展
了解
MPPT技术的基本原理和性能检测方法 掌握
各种MPPT控制方法的分类 了解
基于采样数据的直接MPPT控制法 掌握
MPPT在光伏并网控制系统中的应用 掌握
一、MPPT技术的发展
§1. MPPT技术的发展轨迹
➢ 最早出现的光伏功率输出控制方法是恒压（CVT）控制，即
当光照强度或温度发生变化时，始终控制光伏电池输出电压
一、MPPT技术的发展
（3）实验验证困难 MPPT很难进行实验验证，主要原因有二：一是难以保证
实验条件的均一性；二是很难确定实际的最大功率点。目前的 实验方法主要有以下几种：
① 短时实测。直接用阳光照射下的光伏电池作为电源，在 较短的时间段内进行实验。优点：能体现光伏电池的真实特性 ；缺点：难以保证实验条件的均一性，无从知道实际的最大功 率点，不便于设定各种实验条件以适应不同的测试需求，灵活 性差。
二、MPPT技术的基本原理和性能检测方法
I(mA)
曲线1 曲线2
负载1
A1
A2 B1
负载2 B2
O
U(mV)
➢ 最大功率点A1→最大功率点B1 (条件：将系统负载特性由负载1改为负载2)
➢ 最大功率点B1→最大功率点A1
(条件：将系统负载特性由负载2改回至负载1)
二、MPPT技术的基本原理和性能检测方法
一、MPPT技术的发展
（3）寄生电容法 寄生电容法是在电导增量法的基础上，根据光伏电池单元
存在的结电容所提出的算法。该方法在电导增量法的基础上， 引入结电容变量，根据开关纹波干扰阵列，测量光伏电池输出 功率和输出电压的平均谐波波动，计算得出等值寄生导纳，再 进行自寻优，从而实现最大功率点跟踪。
太阳能电池控制器NCP1294功能介绍
太阳能电池控制器NCP1294功能介绍
安森美半导体开发了一款太阳能电池控制器NCP1294，用来实现太阳能电池板的最大峰值功率点跟踪(MPPT)，以最高能效为蓄电池充电。
本文将介绍该器件的一些主要功能和应用时需要注意的问题。
增强型电压模式PWM 控
制器
NCP1294 是一款固定频率电压模式PWM 前馈控制器，包含电压模式运作所需的所有基本功能。
作为支持降压、升压、降压-升压及反激等不同拓扑结构的充电控制器，NCP1294 针对高频初级端控制操作进行了优化，具有逐脉冲限流及双向同步功能，支持功率最高达140 W 的太阳能板。
这款器件提供的MPPT 功能能够定位最大功率点，并实时根据环境条件来调节，使控制器保持接近最大功率点，从而从太阳能板析取最大的电量，提供最佳的能效。
此外，NCP1294 还具有软启动、精确控制占空比限制、低于50 μA的启动电流、过压和欠压保护等功能。
在太阳能应用中，NCP1294 可以作为一种灵活的解决方案，用在模块级电源管理(MLPM)解决方案。
基于NCP1294 的参考设计最大功率点追踪误差小于5%，可以为串联或并联的四个电池充电。
图1
是NCP1294 120 W 太阳能控制器框图。
图1：安森美半导体的NCP1294 120 W 太阳能控制器框图
如图1 所示，该系统的核心是功率段，它必须承受12 V 至60 V 的输入电压，并产生12 V 至36 V 的输出。
由于输入电压范围覆盖了所需的输出电压，必须有一个降压-升压拓扑结构来支持应用。
设计人员可以选择多种拓扑结构：SEPIC、非反相降压-升压。
反激式、单开关正激、双开关正激、半桥、全桥或。
最大功率点跟踪(MPPT)技术简介
复旦大学
最大功率点跟踪-MPPT简介
2013年4月10日
复旦大学
内容
• MPPT介绍 • MPPT工作原理 • MPPT优点 • MPPT算法简介
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内容பைடு நூலகம்
• MPPT介绍 • MPPT工作原理 • MPPT优点 • MPPT算法简介
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MPPT介绍
• 什么是MPPT
所谓MPPT，其英文全称为Maximum Power Point Tracking。中文名称 为最大功率点跟踪。
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内容
• MPPT介绍 • MPPT工作原理 • MPPT优点 • MPPT算法简介
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MPPT优点
MPPT控制器可以智能调节太阳能 发电板的工作电压，使太阳能板始 终工作在V-A特性曲线的最大功率 点。 比较普通太阳能控制器，对太 阳能板发电功率的利用率提高了 10—30%
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内容
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MPPT工作原理
太阳能光伏阵列的输出特性具有非线性的特点，并且输出受太阳幅 照度，环境温度和负载影响，只有在某一输出电压值时，光伏阵列 的输出功率才能达到最大值，这时光伏阵列的工作点就达到了输出 功率电压曲线的最高点，称之为最大功率点（MPP-maximum power point）。为了提高太阳能转化效率，就必须使系统保持运 行在PV面板最大功率点附近。
MPPT工作原理
MPPT是逆变器非常核心的技术，MPPT电压在进行光伏电站设计时一项非常关键的参数,首先我们来认识一下什么是MPPT:MPPT控制器的全称“最大功率点跟踪”（Maximum Power Point Tracking）太阳能控制器，是传统太阳能充放电控制器的升级换代产品。
MPPT控制器能够实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值(VI)，使系统以最大功率输出对蓄电池充电。
应用于太阳能光伏系统中，协调太阳能电池板、蓄电池、负载的工作，是光伏系统的大脑。
最大功率点跟踪系统是一种通过调节电气模块的工作状态，使光伏板能够输出更多电能的电气系统能够将太阳能电池板发出的直流电有效地贮存在蓄电池中，可有效地解决常规电网不能覆盖的偏远地区及旅游地区的生活和工业用电，不产生环境污染。
MPPT的作用是什么？由于太阳能电池收到光强以及环境等外界因素的影响，其输出功率是变化的，光强发出的电就多，带MPPT最大功率跟踪的逆变器就是为了充分的利用太阳能电池，使之运行在最大功率点。
也就是说在太阳辐射不变的情况下，有MPPT后的输出功率会比有MPPT前的要高，这就是MPPT的作用所在。
就假设说MPPT还没开始跟踪，这时组件输出电压是500V，然后MPPT开始跟踪之后，就开始通过内部的电路结构调节回路上的电阻，以改变组件输出电压，同时改变输出电流，一直到输出功率最大(假设是550V最大)，此后就不断得跟踪，这样一来也就是说在太阳辐射不变的情况下，组件在550V的输出电压情况，输出功率会比500V时要高，这就是MPPT 的作用。
最大功率点跟踪的原理随着电子技术的发展，当前太阳能电池阵列的MPPT控制一般是通过DC/DC变换电路来完成的。
其原理框图如下图所示。
光伏电池阵列与负载通过DC/DC电路连接，最大功率跟踪装置不断检测光伏阵列的电流电压变化，并根据其变化对DC/DC变换器的PWM驱动信号占空比进行调节。
MPPT系统原理框图对于线性电路来说，当负载电阻等于电源的内阻时，电源即有最大功率输出。
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太阳能赛车峰值功率跟踪器的设计太阳能赛车峰值功率跟踪器的设计太阳能赛车峰值功率跟踪器的设计2007-01-20电子通信论文太阳能赛车峰值功率跟踪器的设计摘要：峰值功率跟踪器(MPPT)的功能是提高太阳能电池的输出功率，使太阳能发电系统工作在最大输出功率点。
介绍了用于清华大学“追日号”太阳能电动赛车的MPPT的基本组成和控制策略。
该MPPT采用BuckDC／DC转换器，将Philips 公司的80C552微处理器作为MPPT的中央控制单元(ECU)，应用穷举法和成功失败法两种直接优化方法对太阳能电池阵列最大功率点实现跟踪。
关键词：太阳能电池太阳能车MPPT 太阳能赛车是利用太阳能电池发电驱动的电动车。
太阳能电动赛车的电器系统基本结构如图1所示。
MPPT(MaximumPowerPointTracker)即峰值功率跟踪器，是太阳能电池发电系统中的重要部件。
众所周知，在确定的外部条件下，随着负载的变化，太阳能电池阵列输出功率也会变化，但是存在一个最大功率点Pm以及与最大功率点相对应的电压UMp和电流IMD。
当工作环境变化时，特别是日光照度和环境温度变化时，太阳能电池阵列的输出特性曲线也随之变化，与之相对应的最大功率点也随之改变，如图2所示。
通常来讲，太阳能电池输出特性曲线的变化与日光照度的变化是成比例的[1]。
但在实际应用中，日光照度的变化再加上工作温度的变化，使得太阳能电池输出特性的变化很复杂。
在太阳能发电系统中没有采用MPPT，而是直接把太阳能电池阵列与蓄电池并联工作时，由于阵列的输出状态受到电池、电机工作状态的限制，输出功率往往不在阵列的最大功率点。
MPPT的作用是使太阳能电池阵列工作在最大输出功率点。
它是高效率的DC／DC变换器，相当于太阳能电池输出端的阻抗变换器。
MPPT是太阳能车、太阳能发电系统、太阳能水泵上常用的功率提升部件。
MPPT能使太阳能电池阵列的输出功率增加约15％～36％[2]。
1太阳能赛车的MPPT方案设计本文所述MPPT是为清华大学“追日号”太阳能赛车研制的。
“追日号”太阳能赛车的太阳能电池阵列总面积为6．67m2，最大输出功率为825W，开路电压在160V～170V之间，根据太阳能电池阵列输出特性试验，得到阵列最大功率点电压在129．6V～137．7V之间。
由此确定蓄电池组由10个12V／20Ah(5小时放电率)的铅酸蓄电池串联组成，额定电压为120V，工作电压在120V～140V之间。
蓄电池工作电压在太阳能电池阵列的最大功率点电压附近。
MPPT要实现太阳能电池工作电压到蓄电池电压的转换，其本身是需要消耗能量的；同时MPPT应用在“追日号”太阳能车上，它的重量将增加整车功率的消耗。
如果MPPT的转换效率过低，应用MPPT所获得的太阳能电池阵列输出功率的增加有可能被MPPT本身消耗掉，甚至起反作用。
在工作中，由于日光照度、温度等的变化，太阳能电池阵列的最大功率点(MPP)将随工作环境的变化而时刻变动着，MPPT必须随时监测阵列输出状态的变化，根据智能的控制策略判断最大功率点的位置，调整阵列的工作电压跟踪最大功率点电压，由此实现MPPT的功能。
因此，MPPT不仅是一个高效率的DC／DC转换器，更是一个智能的控制系统。
1．1MPPT的硬件设计 MPPT的硬件包括MPPT主回路、微处理器、信号调理电路、PWM驱动电路、电源、通信接口等六个部分。
其硬件结构如图3所示。
MPPT的电压转换器采用BuckDC／DC转换器，以MOTOROLA 场效应管作为电子开关器件；采用PWM控制方式，工作频率为16kHz。
由上述的太阳能电池阵列电压与蓄电池电压可知，MPPT的BuckDC／DC转换器的降压比在0．6～1．0之间。
在这个降压比范围内，MPPT的转换效率在86％～99％之间。
由于采用了BuckDC／DC转换器，在太阳能电池阵列的工作电压高于蓄电池电压的情况下，通过调整BuckDC／DC转换器的占空比即可改变太阳能电池阵列的工作电压[3]。
MPPT的BuckDC／DC转换器的电感上L=4mH，临界负载电流Iok为：Iok=(Vout/2Lf)/(1-D) Iok|D=0.7=120V/(2×4mH×13kHz)(1-0.7)≈0.35A 当电流I 0．35A、占空比D 0．7时，在场效应管开关的一个周期内，电感的电流是连续的，则BuckDC／ DC转换器的降压比等于PWM控制信号的占空比。
所以MPPT的控制策略是通过调整PWM的占空比D来调整BuckDC／DC转换器的降压比，以达到调整太阳能电池阵列工作电压为最大功率点(MPP)电压的目的。
MPPT微处理器的工作步骤是：首先采集MPPT主回路的电压及电流信号，然后根据最大功率点跟踪策略判断最大功率点的位置，确定PWM信号占空比D的值，最后输出PWM信号给驱动电路。
微处理器是MPPT的控制核心，这里采用飞利浦80C552单片机来实现MPPT的控制。
而且微处理器可以通过RS232接口与PC机连接，实现MPPT和PC机之间信息的交换。
在信号调理电路部分，设计了线性光耦电路来实现信号的隔离与放大，以保证微处理器部分免受干扰。
1．2MPPT 的软件设计 MPPT的软件采用模块化结构，包括初始化、采样、穷举法跟踪、成功失败法跟踪、PWM输出、串口通讯等模块。
系统程序流程图如图4所示。
MPPT 最大功率点的跟踪程序分为穷举法和成功失败法两种，MPPT依据太阳能车不同的运行情况，分别调用这两种最大功率点跟踪程序，以实现MPPT的功能。
2MPPT 最大功率点跟踪策略由于光电转换过程的物理方程难以在实际应用中准确获取参数，同时太阳能电池阵列的工作条件是不断变化着的，因而太阳能电池阵列的输出特性方程在太阳能车的应用中成为一个存在极大值的约束不确定方程。
因此MPPT的最优化问题采用直接搜索法求取。
MPPT的跟踪策略为：首先，在启动或重启的时候采用穷举方法进行全局寻优，找到当前最大功率点；然后，在以后的工作过程中采用成功失败法动态跟踪最大功率点。
穷举方法，即在D=[0，1]范围内以一定步长搜索获得最大功率的Dmax，则可认为与最大功率点相对应的.最优占空比D在Dmax附近。
Dmax将作为成功失败法的起点。
穷举法的目的是在全局范围内迅速找到最大功率点，穷举法应用于太阳能车启动和系统重启这两个系统对最大功率点完全未知的情况。
其中包括太阳能车进入阴影、电池阵列被遮挡等光照情况发生较大变化以及司机人为重新启动系统等情况。
成功失败法的基本思想是每一次搜索都改变步长，若第k次搜索中沿某一方向搜索成功，则阵列输出功率增大，那么第k+1次则仍沿这一方向搜索，并可扩大步长；若第k次搜索失败，则第k+1次应沿反方向搜索，并缩小步长[4]。
在穷举法找到全局最优的基础上，成功失败法的步长将可以设为较小值，有利于尽快找到最大功率点。
3MPPT的试验研究为验证MPPT的工作效果，采用LabVIEW软件并结合PC-1216-K3信号采集板搭建的测量系统，检测“追日号”太阳能车发电系统在加入MPPT之前与加入MPPT之后系统各环节的电压、电流值，并计算出相应的功率。
通过这些数据曲线便可以看出MPPT对太阳能发电系统性能的改善。
“追日号”太阳能车发电系统在没有MPPT情况下的输出电压、功率曲线如图5所示。
可以看到，阵列的平均输出功率约为125W，工作电压约为117V。
在加入了MPPT 之后，太阳能电池阵列的发电输出功率有了明显的提高，其输出曲线如图6所示。
由图6可以看出，太阳能电池的输出功率约为170W，有了明显的提高。
单从太阳能电池阵列的角度来看，其发电功率提高了约40W，增幅约为36％。
但是从太阳能电池发电系统的构成来看，在系统中增加了MPPT，其本身也要消耗一部分功率。
经过MPPT后的输出功率才是真正有效的功率，其输出曲线如图7所示。
图6、图7中前76个数据点是穷举法全局寻优的过程，在找出全局最大功率点后，采用成功失败法跟踪最大功率点。
可见，最大功率点的跟踪过程是动态的。
平均来看，穷举法与成功失败法得到的最大功率点有一微小差距，但是总体来看，成功失败法获得的最优值始终接近最大功率点。
虽然穷举法在最初的寻优过程不在最大功率点附近，但是整个穷举法寻优过程只有3．8s，而且很快达到最大功率点附近，因此穷举法的最初寻优过程对阵列输出功率造成的损失是有限的。
总体来看，太阳能电池阵列通过MPPT的平均输出功率约为145W，阵列工作电压维持在132V左右。
值得注意的是，MPPT在工作过程中的转换效率没有达到理想的99％，其原因有：在MPPT的工作过程中，成功失败法一直处于寻优过程，MPPT 也一直处于动态的调整过程中；在成功失败法寻优过程中，有时会调整MPPT进入转换效率相对较低的工作区域。
这也说明控制策略是MPFF的重要组成部分，控制策略能够影响MPPT的工作效果。
要想进一步提高MPPT系统的转换效率，需要对整个寻优算法及控制过程进行优化。
由图5可以看出，没有MPPT的太阳能电池发电系统的平均输出功率约为125W，这个功率明显低于MPFF的输出功率：145W(最大功率点)。
这与蓄电池电压只有117V左右有关系，因为蓄电池电压过低，使太阳能电池阵列工作电压远离最大功率点电压。
对比两个试验，MPPT使太阳能发电系统的输出功率增加了20W，增幅为16％，MPPT实现了跟踪最大功率的功能。
MPPT的应用效果是比较显著的，这也说明了MPPT在太阳能电池发电系统中起着重要作用。
当然作者所做的工作与国外的先进水平相比还有一定差距，还有许多地方需要改进与优化。
通过在太阳能电动赛车上使用MPPT，并尝试不同的控制算法，使得太阳能电池发电系统的输出功率提高了约16％，太附能赛车的行驶性能得到了改善。
太阳能电池MPPT的应用不仅局限于太阳能赛车，还可以更广泛地应用于其它太阳能发电系统，有效地提高太阳能发电系统的输出功率。
当然，MPPT在太阳能发电系统中所起作用的大小不仅与控制算法有关，还与主回路的工作效率有很大的关系，如果主回路的变换效率不高，再好的控制算法也不能有效地提高太阳能发电系统的输出功率。