[發明專利]一種太陽翼在軌輸出功率評估方法

有效

• 申請號: 201711375139.4
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN108462467B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 李大正;李雅琳;李峰;邢杰;張文芳
• 申請（專利權）人: 中國空間技術研究院
• 主分類號: H02S50/00
• 分類號: H02S50/00;H02J7/35
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

一種新型功率拓撲下太陽翼在軌輸出功率評估方法，通過對太陽電池陣各部分的參數的測量與計算，實現了新一代PCU功率拓撲太陽電池陣在軌功率評估，用于填補現有技術中太陽翼在軌功率評估方法無法適應新一代PCU的空白問題，利用整星負載電流、分陣分流調節狀態、太陽電池陣電流、軌道位置、日期等在軌遙測參數，實時確定太陽電池陣在軌功率輸出能力，對地面設計的結果進行有效的驗證，可靠性高，精度高。

技術領域

本發明涉及一種太陽翼在軌輸出功率評估方法，屬于同步軌道長壽命通信衛星領域。

背景技術

太陽電池陣是衛星供配電分系統的能量來源，它在衛星的光照期為整星負載提供電源，同時對蓄電池組進行充電，以滿足陰影期蓄電池放電的要求。太陽電池陣穩定可靠的功率輸出是整星正常運行的最基本保障，因此需要準確可靠的確定太陽電池陣功率輸出能力。

衛星在軌運行時，軌道環境條件與負載的動態變化使得太陽電池陣功率輸出處于時刻變化中，太陽入射角隨季節動態變化，太陽電池陣的每個分陣的狀態隨負載的變化在供電與分流之間切換。在這種空間環境下，太陽電池陣的各項性能參數并不是地面預計的理想狀態，并處于實時變化中，地面的計算方法無法根據太陽電池陣的動態參數對太陽電池陣的輸出功率進行實時的計算，評估太陽電池陣在軌的最大輸出功率。

基于上一代PCU的在軌功率評估方法，依賴于PCU主誤差電壓來區分太陽電池陣各分陣的工作狀態，從而得出分陣處于全供電狀態下的平均電流。但由于根據主誤差電壓的計算公式得出的分流狀態下的分陣個數受主誤差電壓的波動影響很大，主誤差電壓在遙測上的輕微波動，就將造成計算結果的巨大變化。由于PCU在調節母線的過程中，主誤差電壓本身就處于動態變化過程中，又加上遙測毛刺、遙測誤差的影響，給最終的評估結果帶來較大誤差。

發明內容

本發明解決的技術問題是：針對現有技術中太陽翼在軌功率評估方法無法適應新一代PCU功率拓撲，填補基于新一代PCU拓撲太陽翼功率評估無法精確確定分流級數，克服現有技術的不足，提供一種基于新一代PCU功率拓撲太陽電池陣在軌功率評估方法。

本發明解決上述技術問題是通過如下技術方案予以實現的：

一種太陽翼在軌輸出功率評估方法，步驟如下：

(1)通過母線負載電流、星上蓄電池充電調節器輸入電流、衛星上電源控制器內部損耗電流計算整星負載電流；

(2)根據步驟(1)所得整星負載電流、測量所得衛星太陽電池陣輸出總電流，計算太陽電池陣分流電流；

(3)根據步驟(2)所得太陽電池陣分流電流、測量所得太陽電池分陣短路電流確定分流調節狀態下分流級數；

(4)對步驟(3)確定的分流調節狀態下分流級數進行跳變狀態預估，選取該分流級數上一級至該分流級數下一級為精確分流級數范圍，在該范圍內確定占空比為固定值時分流調節狀態的精確分流級數；

(5)根據步驟(4)確定的分流調節狀態精確分流級數計算該分流級對應的分流調節模塊序號；

(6)利用步驟(5)所得分流調節模塊序號、以及該分流調節模塊對應的太陽翼采樣電流計算太陽電池分陣平均工作電流；

(7)利用太陽電池分陣平均工作電流計算衛星實時位置下太陽電池陣的輸出功率，并根據太陽光線與太陽電池陣帆板法線夾角、太陽電池陣當前軌道位置與最大輸出功率位置日地因子之比計算衛星太陽電池陣的最大輸出功率。

所述步驟(1)中，整星負載電流I_L的計算公式如下：

I_L＝I_B+I_C+I_W