[發明專利]一種雙母線能源并網拓撲結構及其并網控制方法

有效

• 申請號: 201711434541.5
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108258720B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 梁惠升;劉元默;鞏巍;姚雨迎;徐曉灼
• 申請（專利權）人: 航天東方紅衛星有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/32;H02J7/35;H02J3/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

1.一種雙母線能源并網拓撲結構，其特征在于，包括：平臺母線能源組件，載荷母線能源組件和并網控制單元；其中，并網控制單元設置在平臺母線能源組件和載荷母線能源組件之間，通過平臺母線和載荷母線分別與平臺母線能源組件和載荷母線能源組件連接；

平臺母線能源組件，用于采用直接能量傳輸體制，進行功率調節，為平臺設備供電；

載荷母線能源組件，用于采用太陽陣最大功率跟蹤體制，實現載荷母線能源組件供電能量最大化，以及，對高功率輸出載荷設備供電；

并網控制單元，用于采用基于功率MOS管阻抗脈寬調節體制，實現對平臺母線能源組件和載荷母線能源組件間的能量調節和相互調配。

2.根據權利要求1所述的雙母線能源并網拓撲結構，其特征在于，平臺母線能源組件，包括：第一太陽電池陣、分流調節單元、第一蓄電池組和二次電源模塊；

第一太陽電池陣、分流調節單元和第一蓄電池組并聯，構成并聯電路結構；

所述并聯電路結構通過平臺母線與二次電源模塊連接，構成供電回路。

3.根據權利要求1所述的雙母線能源并網拓撲結構，其特征在于，載荷母線能源組件，包括：第二太陽電池陣、MPPT模塊和第二蓄電池組；

第二太陽電池陣與MPPT模塊串聯后，與第二蓄電池組并聯，并網控制單元作為載荷母線分支并聯與平臺母線連接。

4.根據權利要求1所述的雙母線能源并網拓撲結構，其特征在于，并網控制單元，包括：第一繼電器、第二繼電器、控制下位機、第一P溝道功率MOS管、第二P溝道功率MOS管、第一驅動電路和第二驅動電路；

第一繼電器與第一P溝道功率MOS管串聯在平臺母線與載荷母線之間；

第二繼電器與第二P溝道功率MOS管串聯在載荷母線與平臺母線之間；

第一驅動電路串聯接入第一P溝道功率MOS管與控制下位機之間；

第二驅動電路串聯接入第二P溝道功率MOS管與控制下位機之間。

5.根據權利要求4所述的雙母線能源并網拓撲結構，其特征在于，控制下位機，用于：

在太陽電池陣處于光照區時，對平臺母線能源組件的平臺母線電壓V1、負載電流I1、第一太陽電池陣的方陣電流Is1、第一蓄電池組的充電電流Ic1和放電電流Id1進行采集，得到第一采集信號，以及，對載荷母線能源組件的載荷母線電壓V2、負載電流I2、第二太陽電池陣的方陣電流Is2、第二蓄電池組的充電電流Ic2和放電電流Id2進行采集，得到第二采集信號；

根據第一采集信號和第二采集信號，確定平臺母線能源組件和載荷母線能源組件的能量供給狀態；

根據確定的平臺母線能源組件和載荷母線能源組件的能量供給狀態，判斷第一蓄電池組和第二蓄電池組在光照結束時電量能否充滿；

若確定任一蓄電池組在光照結束時無法達到電量充滿預期，則開啟并網控制，實現平臺母線能源組件和載荷母線能源組件并網供電。

6.根據權利要求5所述的雙母線能源并網拓撲結構，其特征在于，控制下位機在若確定任一蓄電池組在光照結束時無法達到電量充滿預期，則開啟并網控制，實現平臺母線能源組件和載荷母線能源組件并網供電時，包括：

若第二太陽電池陣的方陣電流Is2與負載電流I2之差小于第二蓄電池組的電量充滿預期，則發送第一開關指令，控制第一繼電器閉合，以及，輸出PWM波脈寬控制信號，調節第一P溝道功率MOS管驅動端的脈寬調制占空比，控制并網電流Ip的大小，以使第一太陽電池陣通過并網控制單元為第二蓄電池組供電，實現第一太陽電池陣和第二太陽電池陣對第二蓄電池組的聯合充電；

若第二太陽電池陣的方陣電流Is2與第二蓄電池組的放電電流Id2之和小于載荷設備的電流需求，則發送第一開關指令，控制第一繼電器閉合，以及，輸出PWM波脈寬控制信號，調節第一P溝道功率MOS管驅動端的脈寬調制占空比，控制并網電流Ip的大小，以使第一太陽電池陣通過并網控制單元為載荷設備供電，實現第二太陽電池陣、第二蓄電池組和第一太陽電池陣三者對載荷設備的聯合供電。