人们在享用现代科技带来便捷的同时也开始关注能源问题,即化石燃料的匮乏和使用传统燃料造成的环境污染问题,这使得开发清洁、环保的绿色能源成为必要。在绿色能源中,太阳能具有得天独厚的优势,太阳能发电也成为开发和利用太阳能的直接可行的手段之一。其中,光伏电池是能量转换的重要组成部分,其输出特性不仅与负载有关,而且还受外部环境的影响。为了提高光电转换效率采用最大功率点跟踪策略成为必要。本文从光伏电池数学模型出发,研究了光伏电池模型的输出特性,并结合电导增量法,提出了三段式变步长电导增量MPPT(Maximum Power Point Tracking)策略,同时仿真分析了三段式变步长电导增量法的跟踪性能。在自寻优算法的研究基础上,利用细菌种群的觅食特性模拟最大功率点跟踪,结合Matlab/Simulink仿真平台建立仿真模型并对各算法的跟踪性能进行仿真分析。主要完成的工作如下:(1)以光伏电池为研究基础,研究了光伏电池的结构、分类以及发电原理。理论分析了光伏电池的原理模型,根据数学计算、推导出适合在不同环境中使用的光伏电池的工程用模型,并进行光伏电池模型的输出特性仿真验证。(2)研究了最大功率点跟踪控制原理,结合光伏电池模型仿真分析了恒定电压法、扰动观测法以及电导增量法在光照强度稳定和剧烈变化时的输出功率,比较了三种算法的优缺点。并基于电导增量法提出了改进型变步长电导增量法,即三段式变步长电导增量法,相较于变步长电导增量法该算法为步长调整系数设置上下限阈值。分析了步长调整系数曲线的变化趋势,并对算法改进前后的跟踪效果进行了对比分析。结果表明三段式变步长电导增量法不仅保持了电导增量法扰动小的特点,而且将跟踪时间缩短到了5~6ms。(3)根据MPPT的跟踪原理,结合细菌种群的觅食特性实现最大功率点跟踪。对传统细菌觅食算法的趋化操作和迁徙操作进行优化,提出随细菌适应度值的大小不断变化的游动步长以及迁徙概率的计算。根据光伏电池输出特性和最大功率点跟踪机理分别确立了细菌的适应度函数、细菌个体的初始位置。结果表明改进后的算法在全局最大功率点的跟踪速度和精度上都有了明显改善。(4)基于TMS320F28335搭建了光伏发电系统实验平台,该平台由硬件电路和软件模块组成。硬件电路包括主控电路、电压电流信号采集电路、MOSFET驱动电路以及Boost电路等;软件模块设计主要由A/D采样模块、MPPT模块和PWM生成模块等组成。通过建立的实验平台对三段式变步长电导增量法进行验证。实验结果表明三段式变步长电导增量法的平均追踪效率可以达到97.3%,基本上实现了最大功率点跟踪。