[发明专利]一种太阳能飞行器集群化光储供电系统

说明书

本发明公开了一种太阳能飞行器集群化光储供电系统，属于光储供电系统技术领域，包括光伏电池；其特征在于：至少还包括根据功率需求输出需求功率的M个智能电源模块、将N个智能电源模块进行串并联的串并联供电模块、根据负载的需求进而控制串并联供电网工作状态的出力系数调节模块；所述光伏电池根据参数等级不同划分为多个光伏电池子模块；每个智能电源模块包括：光伏功率输入控制单元，基于光伏最大功率点跟踪算法，获取光伏功率并传递到储能单元及负载；储能单元，在满足负载需求的前提下，将剩余的光伏能量储存起来；功率输出控制单元，实现稳压输出。

技术领域

本发明属于太阳能飞行器供电技术领域，具体涉及一种太阳能飞行器集群化光储供电系统。

背景技术

太阳能飞行器是使用太阳能作为主要能量来源的，可在高空长时连续飞行的无人驾驶飞机。由于太阳能飞行器具有飞行高度高，滞空时间长，运行成本低等优势，在军事侦察、巡逻预警、高空通信中继、环境监测、科学研究等领域具有广阔的应用前景，是临近空间超长航时飞行器的一个重要发展方向。

飞行器能源系统需要兼顾能量平衡、功率平衡、重量平衡三方面要求。能量平衡是指能源系统提供的能量等于飞行消耗的能量，功率平衡是指能源系统输出功率等于系统需用功率，重量平衡是指太阳能飞行器的升力等于其本身的重力。上述三个平衡要求，使得太阳能飞行器供电系统设计与无人机总体设计产生了高相关度和复杂度。实际太阳能飞行器供电系统设计需要考虑电源系统重量及能量损耗的约束、负载特性多种多样、环境因素复杂多变等问题，为供电系统设计和控制带来极大挑战。

现有太阳能飞行器光储供电系统的典型结构照搬地面电网的集中式光储供电系统结构，虽然技术成熟，但缺乏灵活性。为了克服集中式光储供电系统的弱点，需要一种网络化、一体化的供电系统设计方法，满足供电系统灵活配置及可靠供电的需求，保障系统安全可靠运行。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题，提供一种太阳能飞行器集群化光储供电系统，保证光储供电系统稳定高效运行。

本发明的目的是提供一种太阳能飞行器集群化光储供电系统，包括：

光伏电池；

根据功率需求输出需求功率的M个智能电源模块；

将N个智能电源模块进行串并联的串并联供电模块、根据负载的需求进而控制串并联供电网工作状态的出力系数调节模块；M和N均为大于2的自然数，且M不小于N；其中，

所述光伏电池根据参数等级不同划分为多个光伏电池子模块；

每个智能电源模块包括：

光伏功率输入控制单元，基于光伏最大功率点跟踪算法，获取光伏功率并传递到储能单元及负载；

储能单元，在满足负载需求的前提下，将剩余的光伏能量储存起来；

功率输出控制单元，实现稳压输出。

进一步，所述参数等级包括电压等级和功率等级；。

进一步，每个智能电源模块还包括彼此进行数据交互的通信模块。

进一步，所述功率输出控制单元包括DC/DC单元，所述功率输出控制单元通过负反馈调节控制方法实现单模块的稳压输出。

进一步，对于串联的多个智能电源模块，通过调节各输出电压实现不同模块按指定比例输出功率。

进一步，对于并联输出的多个智能电源模块，通过下垂控制方法实现输出功率比例的调节。

进一步，所述M个智能电源模块组成m×n的电源阵列，其中，n个智能电源模块串联为一组，组成一个可控的直流电压源，经过缓冲电感与系统直流母线连接，m个智能电源模块组串并联构成一个智能电源模块阵列，通过母线向负荷供电；m和n均为自然数。