[發明專利]一種航天器不調節母線電源系統間的柔性并網系統

有效

• 申請號: 201710913207.1
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107706940B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 張曉峰;劉治鋼;石海平;王飛;張文佳;趙長江;馬亮;朱立穎
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J7/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 郭德忠;仇蕾安

本發明公開了一種航天器不調節母線電源系統間的柔性并網系統，屬于航天器不調節母線電源系統技術領域，用于實現兩個以上不調節母線電源系統的并網，每個不調節母線電源系統均由不調節母線和蓄電池組組成，所述柔性并網系統包括：與不調節母線電源系統一一對應的蓄電池繼電器模塊、一個并網控制開關模塊及一個控制單元；所述并網控制開關模塊包括：與不調節母線電源系統一一對應的開關單元，兩個相鄰的開關單元間通過并網電流遙測單元串聯；所述不調節母線分別和與之對應的蓄電池繼電器模塊中的充電開關及并網控制開關模塊中的開關單元電性連接；本發明能夠實現兩個不調節母線電源系統間進行柔性并網連接，使得兩個不調節母線電源系統的電位相等。

技術領域

本發明屬于航天器不調節母線電源系統技術領域，具體涉及一種航天器不調節母線電源系統間的柔性并網系統。

背景技術

航天器不調節母線電源系統能夠提供低阻抗、高動態響應的母線(即系統中公共的電源正線)，廣泛應用于大峰值功率負載航天器，其太陽電池陣功率輸出、電源控制器和大容量蓄電池組直接并聯形成大功率不調節母線。參見附圖3，由于大功率不調節母線直接與蓄電池組連接，兩個不調節母線電源系統并網運行就需要將兩個蓄電池組并聯。兩個不等電位的蓄電池組在運行過程中直接并聯相當于兩個不等電位的電壓源并聯，會產生非常大的短路電流，造成災難性后果。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種航天器不調節母線電源系統間的柔性并網系統，能夠實現兩個不調節母線電源系統間進行柔性并網連接，使得兩個不調節母線電源系統的電位相等，保證并網過程的安全性。

本發明是通過下述技術方案實現的：

一種航天器不調節母線電源系統間的柔性并網系統，用于實現兩個以上不調節母線電源系統的并網，每個不調節母線電源系統均包括：不調節母線和蓄電池組，所述柔性并網系統包括：與不調節母線電源系統一一對應的蓄電池繼電器模塊、一個并網控制開關模塊及一個控制單元；

所述蓄電池繼電器模塊包括：由并聯的二極管、第一繼電器和第二繼電器組成的充電開關及與所述充電開關串聯的充放電電流遙測單元；其中，二極管的陰極與充放電電流遙測單元連接；

所述并網控制開關模塊包括：與不調節母線電源系統一一對應的開關單元，兩個相鄰的開關單元間通過并網電流遙測單元串聯；所述開關單元由并聯的第三繼電器、第四繼電器和MOSFET半導體開關組成；

整體連接關系如下：所述不調節母線分別和與之對應的蓄電池繼電器模塊中的充電開關及并網控制開關模塊中的開關單元電性連接，其中蓄電池繼電器模塊中的二極管的陽極與不調節母線電性連接；所述蓄電池繼電器模塊中的充放電電流遙測單元和與之對應的不調節母線電源系統中的蓄電池組的正極電性連接；

所述控制單元分別與蓄電池繼電器模塊中的第一繼電器、第二繼電器、充放電電流遙測單元及并網控制開關模塊中的第三繼電器、第四繼電器、并網電流遙測單元及MOSFET半導體開關電性連接。

進一步的，所述并網控制開關模塊包括兩個開關單元，兩個開關單元間通過并網電流遙測單元串聯；每兩個不調節母線電源系統共用一個并網控制開關模塊，兩個不調節母線電源系統分別與并網控制開關模塊中的兩個開關單元連接。

進一步的，所述控制單元控制并網的操作步驟如下：

初始狀態為：蓄電池繼電器模塊中的繼電器均為閉合狀態，并網控制開關模塊中的繼電器和MOSFET半導體開關均為斷開狀態；

第一步，使需要并網的不調節母線電源系統中蓄電池組處于充電狀態，并通過充放電電流遙測單元判斷與之相連的蓄電池組的充電電流是否在設定范圍；如不在設定范圍內，調節其充電電流使其在設定范圍內；若均在設定范圍內，則執行第二步；

第二步，控制單元發送指令斷開蓄電池繼電器模塊中的繼電器，此時，蓄電池組均進入放電通路隔離狀態并持續處于充電狀態；