[發(fā)明專利]一種基于能量平衡分析的組合體在軌能源管理方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810149894.9
• 申請(qǐng)日: 2018-02-13
• 公開（公告）號(hào): CN108346005A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜文彩;楊宏;何宇;劉宏泰;任筱強(qiáng);王鵬鵬;梁曉鋒;王宏佳;丁銳;杜占超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京空間技術(shù)研制試驗(yàn)中心
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q50/06;G06F17/50
• 代理公司: 北京謹(jǐn)誠君睿知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11538
• 代理人: 陸鑫;延慧

1.一種基于能量平衡分析的組合體在軌能源管理方法，包括：

S1.構(gòu)建航天器模型并連接為組合體模型，以及獲取所述組合體模型的飛行方案；

S2.根據(jù)所述組合體模型和所述飛行方案獲取發(fā)電能力曲線，以及根據(jù)所述飛行方案獲取負(fù)載工作曲線；

S3.基于所述發(fā)電能力曲線和所述負(fù)載工作曲線對(duì)所述組合體模型的能量平衡狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合體在軌能源管理方法，其特征在于，步驟S1中，包括：

S11.根據(jù)航天器的實(shí)際尺寸構(gòu)建所述航天器模型，并將所述航天器模型連接為組合體模型，其中，所述航天器模型包括航天器結(jié)構(gòu)模型，用于發(fā)電的帆板模型，用于存儲(chǔ)電能的蓄電池模型和電源控制模型；

S12.獲取所述組合體模型的飛行方案，其中，所述飛行方案包括軌道參數(shù)、姿態(tài)控制方式、帆板控制方式、負(fù)載參數(shù)和飛行程序。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合體在軌能源管理方法，其特征在于，步驟S2包括：

S21.根據(jù)所述組合體模型、所述軌道參數(shù)、所述姿態(tài)控制方式和所述帆板控制方式獲取帆板遮擋形狀；

S22.根據(jù)所述帆板遮擋形狀和所述軌道參數(shù)獲取所述發(fā)電能力曲線；

S23.根據(jù)所述負(fù)載參數(shù)和所述飛行程序獲取所述負(fù)載工作曲線。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的組合體在軌能源管理方法，其特征在于，步驟S22包括：

S221.根據(jù)所述帆板遮擋形狀，確定所述帆板模型上各串電池片的遮擋片數(shù)；

S222.根據(jù)各串所述電池片的遮擋片數(shù)計(jì)算所述帆板模型各串所述電池片的輸出電壓；

S223.若每串所述電池片的輸出電壓高于所述組合體模型中母線電壓及線路壓降，或者所述輸出電壓高于所述組合體模型中蓄電池模型充電電壓及線路壓降，根據(jù)所述軌道參數(shù)計(jì)算每串所述電池片的發(fā)電能力，根據(jù)所述發(fā)電能力獲取發(fā)電能力曲線，其中，所述發(fā)電能力包括輸出電壓和輸出電流。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組合體在軌能源管理方法，其特征在于，步驟S223中，若所述發(fā)電能力滿足所述組合體模型中負(fù)載的需求，則所述蓄電池模型處于充電狀態(tài)或者充滿狀態(tài)，否則，所述蓄電池模型處于放電狀態(tài)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合體在軌能源管理方法，其特征在于，步驟S3中，根據(jù)所述電源控制模型，計(jì)算所述蓄電池模型的充放電電流，得到所述蓄電池模型的容量變化進(jìn)而評(píng)估所述組合體模型的能量平衡狀態(tài)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的組合體在軌能源管理方法，其特征在于，當(dāng)所述蓄電池模型的容量等于或大于其預(yù)設(shè)的最小容量，則所述組合體模型處于能量平衡狀態(tài)，否則調(diào)整所述飛行方案和所述組合體模型的并網(wǎng)供電電能。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的組合體在軌能源管理方法，其特征在于，根據(jù)所述發(fā)電能力曲線和所述負(fù)載工作曲線確定所述航天器模型連接為所述組合體模型后的并網(wǎng)供電功率和并網(wǎng)供電時(shí)間；

若所述組合體模型滿足能量平衡狀態(tài)，則根據(jù)所述并網(wǎng)供電功率和所述并網(wǎng)供電時(shí)間進(jìn)行并網(wǎng)供電，否則，重新調(diào)整所述并網(wǎng)供電功率和所述并網(wǎng)供電時(shí)間，或者重新調(diào)整飛行程序。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的組合體在軌能源管理方法，其特征在于，所述蓄電池模型包括鎘鎳電池組；

步驟S3中，所述組合體模型進(jìn)行能量平衡狀態(tài)評(píng)估的過程中，對(duì)所述鎘鎳電池組進(jìn)行機(jī)組輪換，若當(dāng)前鎘鎳電池組的容量滿足所述組合體模型中負(fù)載的用電需求，則在陽照區(qū)將當(dāng)前工作狀態(tài)的所述鎘鎳電池組與剩余所述鎘鎳電池組進(jìn)行機(jī)組輪換。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的組合體在軌能源管理方法，其特征在于，當(dāng)完成所述鎘鎳電池組的輪換后，按照預(yù)定次數(shù)對(duì)輪換后的所述鎘鎳電池組進(jìn)行充放電。