[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

本發明公開了一種雙母線能源并網拓撲結構及其并網控制方法，其中，該并網拓撲結構，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；并網控制單元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。通過本發明解決了微納衛星單母線供電體制存在的載荷短時大功率供電穩定性的問題。

技術領域

本發明屬于微納衛星能源系統技術領域，尤其涉及一種雙母線能源并網拓撲結構及其并網控制方法。

背景技術

目前微納衛星發展已由試驗逐步開始走向各種應用，在整星質量體積限定條件下，要求載荷功率輸出水平越來越高，這就對衛星能源供配電系統的設計提出更高的要求，需要能源供配電系統在滿足平臺設備長期功耗需求情況下，能夠更好適應載荷短時大功率輸出的需求，滿足系統供電穩定性，而當前微納衛星主要采用單母線供電體制，載荷短時大功率輸出將給平臺供電造成不穩定影響，且無法適應特殊工作模式下負載的動態變化，影響整星供電的可靠性。

發明內容

本發明的技術解決問題：克服現有技術的不足，提供一種雙母線能源并網拓撲結構及其并網控制方法，以解決微納衛星單母線供電體制存在的載荷短時大功率供電穩定性的問題，適應衛星多種工作模式負載動態變化。

為了解決上述技術問題，本發明公開了一種雙母線能源并網拓撲結構，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。

在上述雙母線能源并網拓撲結構中，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。

在上述雙母線能源并網拓撲結構中，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。

在上述雙母線能源并網拓撲結構中，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。

在上述雙母線能源并網拓撲結構中，控制下位機，用于：