[发明专利]一种太阳翼在轨输出功率评估方法

说明书

一种新型功率拓扑下太阳翼在轨输出功率评估方法，通过对太阳电池阵各部分的参数的测量与计算，实现了新一代PCU功率拓扑太阳电池阵在轨功率评估，用于填补现有技术中太阳翼在轨功率评估方法无法适应新一代PCU的空白问题，利用整星负载电流、分阵分流调节状态、太阳电池阵电流、轨道位置、日期等在轨遥测参数，实时确定太阳电池阵在轨功率输出能力，对地面设计的结果进行有效的验证，可靠性高，精度高。

技术领域

本发明涉及一种太阳翼在轨输出功率评估方法，属于同步轨道长寿命通信卫星领域。

背景技术

太阳电池阵是卫星供配电分系统的能量来源，它在卫星的光照期为整星负载提供电源，同时对蓄电池组进行充电，以满足阴影期蓄电池放电的要求。太阳电池阵稳定可靠的功率输出是整星正常运行的最基本保障，因此需要准确可靠的确定太阳电池阵功率输出能力。

卫星在轨运行时，轨道环境条件与负载的动态变化使得太阳电池阵功率输出处于时刻变化中，太阳入射角随季节动态变化，太阳电池阵的每个分阵的状态随负载的变化在供电与分流之间切换。在这种空间环境下，太阳电池阵的各项性能参数并不是地面预计的理想状态，并处于实时变化中，地面的计算方法无法根据太阳电池阵的动态参数对太阳电池阵的输出功率进行实时的计算，评估太阳电池阵在轨的最大输出功率。

基于上一代PCU的在轨功率评估方法，依赖于PCU主误差电压来区分太阳电池阵各分阵的工作状态，从而得出分阵处于全供电状态下的平均电流。但由于根据主误差电压的计算公式得出的分流状态下的分阵个数受主误差电压的波动影响很大，主误差电压在遥测上的轻微波动，就将造成计算结果的巨大变化。由于PCU在调节母线的过程中，主误差电压本身就处于动态变化过程中，又加上遥测毛刺、遥测误差的影响，给最终的评估结果带来较大误差。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有技术中太阳翼在轨功率评估方法无法适应新一代PCU功率拓扑，填补基于新一代PCU拓扑太阳翼功率评估无法精确确定分流级数，克服现有技术的不足，提供一种基于新一代PCU功率拓扑太阳电池阵在轨功率评估方法。

本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：

一种太阳翼在轨输出功率评估方法，步骤如下：

(1)通过母线负载电流、星上蓄电池充电调节器输入电流、卫星上电源控制器内部损耗电流计算整星负载电流；

(2)根据步骤(1)所得整星负载电流、测量所得卫星太阳电池阵输出总电流，计算太阳电池阵分流电流；

(3)根据步骤(2)所得太阳电池阵分流电流、测量所得太阳电池分阵短路电流确定分流调节状态下分流级数；

(4)对步骤(3)确定的分流调节状态下分流级数进行跳变状态预估，选取该分流级数上一级至该分流级数下一级为精确分流级数范围，在该范围内确定占空比为固定值时分流调节状态的精确分流级数；

(5)根据步骤(4)确定的分流调节状态精确分流级数计算该分流级对应的分流调节模块序号；

(6)利用步骤(5)所得分流调节模块序号、以及该分流调节模块对应的太阳翼采样电流计算太阳电池分阵平均工作电流；

(7)利用太阳电池分阵平均工作电流计算卫星实时位置下太阳电池阵的输出功率，并根据太阳光线与太阳电池阵帆板法线夹角、太阳电池阵当前轨道位置与最大输出功率位置日地因子之比计算卫星太阳电池阵的最大输出功率。

所述步骤(1)中，整星负载电流I_L的计算公式如下：

I_L＝I_B+I_C+I_W