随着生态环境的恶化和能源危机的到来，传统能源已不再能满足人们的需求。太阳能这种最常见的可再生能源，由于其资源丰富、能量总量巨大、清洁无污染的优点而备受关注。光伏发电是太阳能最主要的利用方式，在研究光伏发电时，建立合适的光伏电池模型非常重要，精确的光伏电池模型能准确估计出各种环境条件下的输出特性，而目前使用最广泛的单二极管模型，其未知参数不能通过制造厂商提供的数据直接求解，往往需要进行复杂的迭代计算。为了提高光伏发电效率，通常使用MPPT控制技术，而在快速变化的环境条件下，传统的MPPT算法常常失效。针对上面存在的两个问题，论文进行了如下研究：
　　在传统单二极管模型的基础上，忽略开路点处热电压的影响，合理的近似等效，给出一种改进的单二极管模型，其未知参数均可从制造厂商提供的额定参数表中获得，不需要进行复杂的迭代计算，通过仿真验证，仿真结果表明该模型的准确性。
　　基于改进的单二极管模型，考虑环境温度与光伏电池内部温度的不同，通过引入温度修正关系式可以建立包含短路电流修正参数、开路电压修正参数、热电压修正参数等八个参数的光伏电池模型。然而，这个八参数模型忽略了风速对温度的影响，在风速大于6m/s的场合可能会造成一定误差，为此，考虑风速对光伏电池板的影响，通过近似、经验化处理等过程，推导建立了包含新短路电流修正参数、新开路电压修正参数、新热电压修正参数等十个参数的显式模型，得到改进的光伏电池十参数模型，给出未知参数估计方法，通过仿真分析，结果说明了在预测光伏电池板的输出特性方面，十参数模型比八参数模型具有更好的性能。
　　通过分析传统MPPT算法中存在的问题，结合改进的光伏电池十参数模型，给出基于十参数模型的MPPT算法，对算法进行仿真，结果表明：即使在快速变化的环境条件下，基于十参数模型的MPPT算法能较快跟踪每个光伏电池板实际最大功率点。通过合理近似，反转十参数模型实现光伏电池板的逆应用，给出太阳辐射估计模型，通过仿真验证，结果表明太阳辐射估计模型能近似估算实际太阳辐射。这样就避免了在工程现场使用日射强度计，可以节约成本。