基于软件定义的航天器分布式电源系统设计

发布时间：2021-09-29 16:17

　　针对电源系统架构灵活性的需求,提出了一种基于软件定义智能功率单元的可重构航天器分布式电源系统设计。给出了系统的分布式架构,采用了一种可软件定义的标准功率单元实现所有发电单元、储能单元的分布式接入。智能功率单元可以通过星载计算机软件定义工作模式,满足不同单元的接入需求。通过搭建分布式电源系统仿真模型,对不同故障情况进行了验证,结果表明:分布式电源系统的可重构控制策略,实现了电源系统高可靠运行。最后,对提出电源系统设计的优势进行了总结。 

【文章来源】：航天器工程. 2020,29(02)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

控制系统重构

集中式航天器电源系统根据太阳电池阵能量传输方式可以分为直接功率传输拓扑和最大功率跟踪拓扑[1]。国内外大部分航天器采用直接功率传输的全调节母线架构,全调节母线架构又可以分为顺序开关分流调节器 (Sequential Switching Shunt Regulator,S3R)、串联型顺序开关分流调节器(Series Sequential Switching Shunt Regulator,S4R)、基于双向直流-直流(DC-DC)变换器技术的架构和转移式(Diversion)架构等。直接功率传输全调节母线的优点是功率转换效率高,供电母线电压始终稳定在规定范围内,稳压精度高。其电源系统结构如图1所示。除此直接功率传输拓扑之外,还有最大功率点跟踪方式(Maximum Power Point Tracking,MPPT)拓扑[1]。国外大多数相控阵雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)载荷卫星电源采用MPPT不调节母线拓扑,MPPT型不调节母线拓扑如图2所示。该类拓扑中太阳电池在光照期始终工作在最大功率点,太阳能电池能量利用率高,但是MPPT拓扑控制电路相对复杂。

现有的航天器电源大多采用集中式架构,通过发展分布式电源系统,可以在适应功率扩展、多任务柔性匹配、快速组装发射、各模块解耦方面更好地适应大型航天器的供电需求。2 基于软件定义智能功率单元的航天器电源系统设计


本文编号：3414032