3、实验结果
光伏电池板的参数为：标准条件下，最大功率PM=85W，开路电压Voc=22.2V，短路电流Isc=5.15A，最大功率下对应的电压Vopt=17.8V以及对应的电流Iopt=4.8A。
3.1 光伏电池板性能测试
测试电路由光伏电池板、滑动变阻器、电压表、电流表等组成，如图4所示。在实验中，分别对单块光伏电池板和多块直接串联光伏电池板特性进行了测量。
图4 光伏电池特性测试电路
a) 单块光伏电池板特性
 
(a)Isc-t曲线 (b)Voc-t曲线
(c)PM-t曲线
图5短路电流、开路电压和最大功率随着时间变化的曲线（2009年6月3日，晴转多云）
由图5可知，一天中，每隔15分钟所测量的短路电流和最大功率随着光照强度的变化而变化很大，开路电压变化却很小，因此最大功率点跟踪算法是需要的。
b)两块光伏电池板串联特性
 
(a) 无阴影条件 (b)一块光伏电池板有阴影
图6 两块光伏电池板串联时有无阴影的I-V和P-V曲线（2009年7月11日12:05，晴）
由图6可知，没有阴影时两块光伏电池板串联输出最大功率达到130W，而当一块光伏电池板有阴影时输出最大功率只有31W，且存在两个峰值功率点，不利于最大功率点跟踪。阴影时输出电压也严重下降。
由图7可知，没有阴影时两块光伏电池板串联输出最大功率达到170W，而当一块光伏电池板有阴影时输出最大功率只有72W，且存在多个峰值功率点。当两块光伏电池板有阴影时输出最大功率不到30W。同样存在阴影时输出电压严重下降的情况。
c) 三块光伏电池板串联特性
 
(a) 无阴影条件 (b)一块光伏电池板有阴影
(c)两块光伏电池板有阴影
图7 三块光伏电池板串联时有无阴影的I-V和P-V曲线（2009年7月11日12:30，晴）
由图5、6和7可知，光照强度与阴影对最大功率点的影响非常大，简单地串联连接光伏电池板在阴影时输出功率和输出电压严重下降，极大地影响了系统的总体性能。
3.2 DC module电路性能测试
以XE164F单片机为控制核心，以两个光伏电池板单板串联来模拟一个170W光伏电池板单板，三个DC module电路串联向电阻负载供电。
反激变换器原边电压、电流波形以及副边输出电压、电流波形如图8和图9所示。从图中可以看出，反激变换器处于电流断续的工作模式。
图8 反激变换器原边电压、电流波形 图9反激变换器副边电压、电流波形
令其中一组光伏电池板正常工作，用纸板先后遮住另外两组光伏电池板使其发生“阴影”，来模拟光伏发电系统的不同阴影情况，如图10、图11和图12所示。
图10 无阴影时的3组光伏电池板端电压和一组 图11 一组光伏电池板被遮住时的3组光伏电池板端光伏电池板输出电流 电压和1组光伏电池板输出电流
图12 两组光伏电池板被遮住时动态过程中的 图13 MPPT启动过程波形
3组光伏电池板端电压和1组光伏电池板输出电流
由图10-12可以看出，稳态时，电压和电流波动非常小。图12表明当外界条件变化时MPPT算法响应速度约1s。上述图形表明，在光伏电池板出现阴影时，正常工作的光伏电池板输出电压、电流并未受到影响，仍然可以独立地工作在最大功率点处。因此，验证了所提出的DC module串联结构可以有效地抑制多块光伏电池板串联时存在的阴影等问题，同时也验证了MPPT算法的正确性。本设计中，采用定电压法与电导增量法相结合算法的进行最大功率点跟踪。图13反映了以一路反激变换器带100欧阻性负载为例的启动过程波形。系统启动后，利用定电压法迅速搜索到给定电压点，然后利用电导增量法实现MPPT，从图中可看到，系统启动大约1.2s后进入到最大功率点状态。
4、结论
通过对单块光伏电池板及多块光伏电池板性能的测试，本文确立了由DC module电路串联组成的光伏发电系统，以XE164F单片机为控制核心，采用电流断续控制模式的反激变换器实现了独立MPPT控制功能，实验验证了该系统具有较好的动静态性能。
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