空間站供配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析與電能管理策略研究.pdf

1、隨著航天技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，多艙段空間站是未來大型空間站的發(fā)展方向。每個艙段均有獨立的電源系統(tǒng)為負(fù)載供電，既可獨立運行，也可并網(wǎng)運行。這種結(jié)構(gòu)的缺陷在于各艙段太陽能電池陣容易相互遮擋，造成輸出功率下降。系統(tǒng)發(fā)生故障時難以及時有效隔離故障，導(dǎo)致空間站無法正常運行。此外隨著空間環(huán)境日益復(fù)雜，太陽能電池陣輸出功率容易受到外部環(huán)境干擾。如果單純依靠地面測控人員實現(xiàn)管理會導(dǎo)致工作任務(wù)繁重，而且測控鏈路和地面基站容易受到破壞或發(fā)生故障。
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2、對這些新的發(fā)展趨勢要求采用合適的并網(wǎng)供電結(jié)構(gòu)實現(xiàn)艙段間的電能調(diào)配，不僅可以提高電能利用率，而且增加了供電余度。供配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)對于空間站的安全運行至關(guān)重要，對供配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，尋找設(shè)計中的薄弱環(huán)節(jié)，為結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供參考?？臻g站供配電系統(tǒng)應(yīng)具備故障重構(gòu)和自主電能管理的能力，在發(fā)生故障時能夠及時隔離故障，避免故障蔓延，通過電能管理在實際供電能力與負(fù)載供電需求間實現(xiàn)平衡，增強(qiáng)空間站的生存能力。根據(jù)多艙段空間站供配電系統(tǒng)特點研究電能管理

3、策略，當(dāng)供電能力下降時根據(jù)預(yù)先設(shè)定的負(fù)載優(yōu)先級關(guān)閉優(yōu)先級較低的負(fù)載，合理安排電能分配，為系統(tǒng)控制運行提供保障。
　　本文從上述兩個方面入手開展了相關(guān)的研究工作。
　　首先，在調(diào)研國內(nèi)外航天器供配電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上研究了多艙段空間站的并網(wǎng)供電方案，分析了艙段內(nèi)部供配電系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及整個空間站供配電系統(tǒng)的控制方式。
　　其次，開展了供配電系統(tǒng)可靠性研究，從基本可靠性和任務(wù)可靠性入手，采用計算機(jī)輔助分析方法有效地評估了復(fù)雜網(wǎng)