[發(fā)明專利]太陽能電池陣輸出功率衰減的預(yù)測(cè)方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310537821.4
• 申請(qǐng)日: 2013-11-04
• 公開（公告）號(hào): CN103605884B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樊煥貞;房紅征;羅凱;李蕊;王偉;熊毅;文博武;鄧薇;汪家全
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航天測(cè)控技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06F19/00
• 分類號(hào): G06F19/00
• 代理公司: 工業(yè)和信息化部電子專利中心11010
• 代理人: 梁軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽能電池陣輸出功率衰減的預(yù)測(cè)方法及裝置。

背景技術(shù)

太陽電池陣是在軌衛(wèi)星的主要能量來源，其輸出功率在很大程度上決定了衛(wèi)星的使用價(jià)值。在衛(wèi)星整個(gè)生命周期，衛(wèi)星負(fù)載對(duì)功率的需求變化較小，但是太陽電池陣輸出功率不斷衰減；在衛(wèi)星壽命初期、中期時(shí)，衛(wèi)星負(fù)載對(duì)功率的需求小于太陽電池陣輸出功率，可以保持衛(wèi)星的功率平衡；然而當(dāng)衛(wèi)星處于壽命末期時(shí)，太陽電池陣輸出功率衰減較大，可能會(huì)影響衛(wèi)星的正常運(yùn)行。但是目前還沒有一種方法能夠?qū)崟r(shí)預(yù)測(cè)太陽能電池陣輸出功率衰減，以為衛(wèi)星的設(shè)計(jì)和在軌控制管理提供參考。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種太陽能電池陣輸出功率衰減的預(yù)測(cè)方法及裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中不能實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)太陽能電池陣輸出功率衰減的問題。

本發(fā)明主要是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種太陽能電池陣輸出功率衰減的預(yù)測(cè)方法，該預(yù)測(cè)方法包括：

通過P＝V×I＝P₀×J×cos(θ)×η預(yù)測(cè)太陽能電池陣輸出功率衰減，其中，V、I分別表示太陽電池陣的工作電壓和工作電流；P表示太陽電池陣在軌工作輸出功率；P₀表示太陽電池陣的理論最大輸出功率；J表示太陽光強(qiáng)系數(shù)；θ表示太陽入射角；η表示衰減因子；并通過軌道分析計(jì)算得到太陽光強(qiáng)系數(shù)J，通過衛(wèi)星運(yùn)行軌道信息和太陽電池陣姿態(tài)信息計(jì)算獲得太陽入射角θ，并通過分析在軌衛(wèi)星遙測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)方法獲得衰減因子η。

優(yōu)選地，所述太陽光強(qiáng)系數(shù)t表示太陽電池陣在軌的天數(shù)，J₀表示衛(wèi)星所在軌道標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)，T₀表示航天器進(jìn)入太空的初始日期與同年近日點(diǎn)的天數(shù)差，α表示衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)太陽光強(qiáng)的變化系數(shù)，在近日點(diǎn)附近，太陽光強(qiáng)系數(shù)較大，遠(yuǎn)日點(diǎn)附近，太陽光強(qiáng)系數(shù)較小，太陽光強(qiáng)系數(shù)為年周期變化。

優(yōu)選地，所述太陽入射角其中，t表示太陽電池陣在軌的天數(shù)，θ₀表示南北回歸線所在緯度值，T₀表示航天器進(jìn)入太空的初始日期與同年近日點(diǎn)的天數(shù)差，β₀表示常量，值為101。

優(yōu)選地，所述衰減因子t表示太陽電池陣在軌的天數(shù)，ξ表示太陽電池陣最大衰減因子，σ表示太陽電池陣隨時(shí)間的衰減的速率。

優(yōu)選地，太陽能電池陣輸出功率衰減預(yù)測(cè)的公式為：

其中，t表示太陽電池陣在軌的天數(shù)，ξ表示太陽電池陣最大衰減因子，σ表示太陽電池陣隨時(shí)間的衰減的速率，J₀表示衛(wèi)星所在軌道標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)，T₀表示航天器進(jìn)入太空的初始日期與同年近日點(diǎn)的天數(shù)差，α表示衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)太陽光強(qiáng)的變化系數(shù)，在近日點(diǎn)附近，太陽光強(qiáng)系數(shù)較大，遠(yuǎn)日點(diǎn)附近，太陽光強(qiáng)系數(shù)較小，太陽光強(qiáng)系數(shù)為年周期變化，θ₀表示南北回歸線所在緯度值，β₀表示常量，值為101。

通過粒子濾波法根據(jù)觀測(cè)值實(shí)時(shí)調(diào)整太陽光強(qiáng)系數(shù)J、太陽入射角θ和衰減因子η狀態(tài)更新的值，并帶入上式預(yù)測(cè)太陽能電池陣輸出功率衰減的步驟具體包括：

設(shè)置太陽電池陣最大衰減因子ξ、太陽電池陣隨時(shí)間的衰減的速率σ的初始值分別為ξ₀、σ₀，i為時(shí)間點(diǎn)的模型參數(shù)更新值分別為ξ_i+1、σ_i+1；過程噪聲、觀測(cè)噪聲分別服從正態(tài)分布n_p～N(0,s_p)、n_m～N(0,s_m)，j為粒子個(gè)數(shù)，粒子個(gè)數(shù)設(shè)置為l，i時(shí)間點(diǎn)的輸出功率實(shí)際測(cè)量值、預(yù)測(cè)值、導(dǎo)數(shù)分別為P_i、dP_i/dt，