[发明专利]一种基于下垂控制的航天器电源系统

权利要求书

1.一种基于下垂控制的航天器电源系统，用于为连接于平台母线和脉冲母线之间的负载提供供电功率，其特征在于，所述航天器电源系统包括主动功率调节器、并网控制器、充电调节模块、放电调节模块、太阳能电池阵以及蓄电池组，同时，所述负载所需的供电功率不同时，由主动功率调节器、并网控制器以下垂控制的方式或者MPPT控制方法，和充电调节模块或者放电调节模块以下垂控制的方式控制所述航天器电源系统输出的供电功率大小；所述航天器电源系统可通过增加主动功率调节器、并网控制器、充电调节模块以及放电调节模块的数量实现平台母线输出功率的扩展，还可通过增加并网控制器与蓄电池组的数量实现脉冲母线输出功率的扩展，从而实现其中一个航天器电源系统A的平台母线向另一个航天器电源系统B的蓄电池组充电，航天器电源系统B的平台母线向航天器电源系统A的蓄电池组充电；

其中，当负载所需的供电功率为零时，平台母线电压为最高值V_H，此时，平台母线电压由主动功率调节器控制，当负载所需的供电功率逐渐增大，平台母线电压逐渐降低，主动功率调节器输出功率逐渐增大，当平台母线电压降低到设定值V₇时，主动功率调节器输出功率达到最大值；

当负载所需的供电功率继续增大，平台母线电压继续降低至设定值V₆时，平台母线电压由并网控制器控制，此时，并网控制器输出功率逐渐增大，主动功率调节器按最大功率模式进行输出，当平台母线电压继续降低至设定值V₅时，并网控制器输出功率达到最大值；

当负载所需的供电功率继续增大，平台母线电压继续降低至设定值V₄时，平台母线电压由充电调节模块控制，充电调节模块的输入功率逐渐减小，主动功率调节器和并网控制器按最大功率模式进行输出，当平台母线电压继续降低至设定值V₃时，充电调节模块的输入功率为零；

当负载所需的供电功率继续增大，平台母线电压继续降低至设定值V₂时，平台母线电压由放电调节模块控制，放电调节模块的输出功率逐渐增大，主动功率调节器和并网控制器按最大功率模式进行输出，当平台母线电压继续降低至设定值V₁时，放电调节模块的输出功率达到最大值；

当负载所需的供电功率逐渐减小，平台母线电压从设定值V₁逐渐增大时，平台母线电压由放电调节模块控制，放电调节模块的输出功率逐渐减小，主动功率调节器和并网控制器按最大功率模式进行输出，当平台母线电压增大到设定值V₂时，放电调节模块的输出功率为零；

当负载所需的供电功率继续减小，平台母线电压继续增大至设定值V₃时，平台母线电压由充电调节模块控制，充电调节模块的输入功率逐渐增大，主动功率调节器和并网控制器按最大功率模式进行输出，当平台母线电压增大到设定值V₄时，充电调节模块的输入功率达到最大值；

当负载所需的供电功率继续减小，平台母线电压继续增大至设定值V₅时，平台母线电压由并网控制器控制，主动功率调节器按最大功率模式进行输出，并网控制器输出功率逐渐减小，当平台母线电压增大至设定值V₆时，并网控制器输出功率减小至零；

当负载所需的供电功率继续减小，平台母线电压继续增大至设定值V₇时，平台母线电压由主动功率调节器控制，主动功率调节器输出功率逐渐减小，当平台母线电压增大至最高值V_H时，主动功率调节器输出功率减小至零；

所述太阳能 电池阵用于在航天器在轨光照期间接收太阳能，将太阳能转换为电能，再向主动功率调节器提供70V～120V的输出电压；

所述主动功率调节器用于根据平台母线电压的所处范围，采用不同的控制方式对太阳能电池阵提供的70V～120V的输出电压进行功率调节，以向平台母线提供403V～405V的输出电压，其中，当平台母线电压低于403V时，主动功率调节器采用MPPT控制方法对太阳能电池阵提供的70V～120V的输出电压进行功率调节；当平台母线电压在403V～405V时，主动功率调节器采用下垂控制的方式对太阳能电池阵提供的70V～120V的输出电压进行功率调节；

所述蓄电池组用于在航天器地影期间将储存的化学能转化为电能，再向脉冲母线提供245V～270V的输出电压；

所述放电调节模块用于将蓄电池组的电能以下垂控制的方式进行功率调节后输出至平台母线；

所述充电调节模块用于以下垂控制的方式进行功率调节，以逐渐减小平台母线对蓄电池组的充电功率；

所述并网控制器用于在平台母线电压处于401.7V～402.7V时，以下垂控制的方式进行功率调节，以向负载提供供电功率。