一种空间用功率自匹配调节变换系统的制作方法

本发明属于航天器联合供电，尤其涉及一种空间用功率自匹配调节变换系统。

背景技术：

1、近年来，随着航空航天技术的快速发展，航天设备的种类和数量越来越多，为了实现多太空设备的联合工作，就需要航天设备之间的组合能源交互；针对空间多个或多种航天器联合供电体制，为了能够充分利用供电端口的输出能量，减少多个或多种航天器联合工作时长，提高在轨有效工作时效，提高设备的在轨利用率，减少地面人员操作。因此需要受电端能够功率自匹配供电端的调节变换技术。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种空间用功率自匹配调节变换系统，适应于多任务航天器组合体的分布式电源系统，满足一次性多任务探测航天器组合体电源系统需求，以适应飞船与空间站、探月组合体、探火组合体、深空探测组合体及月球科研站等点-点供电网供电需求。

2、本发明采用的技术方案为：

3、一种空间用功率自匹配调节变换系统，控制一号航天器为二号航天器供电，一号航天器的供电端通过功率自匹配调节变换模块为二号航天器供电；其中，所述功率自匹配调节变换模块的实现方式包括：

4、根据一号航天器供电端的输出特性，利用输入点的功率跟踪方法为二号航天器提供功率自匹配；

5、根据一号航天器供电端的输出特性，利用输入曲线特征点调节法为二号航天器提供功率自匹配。

6、在一种可实现的技术方案中，所述一号航天器的主母线通过并网控制器或配电通道连接二号航天器的受电变换器。

7、在一种可实现的技术方案中，所述功率自匹配调节变换模块集成在并网控制器或配电通道中。

8、在一种可实现的技术方案中，所述并网控制器或配电通道存在一个功率匹配点(vo1，io1)的p1点，利用功率跟踪方法将受电变换器的输入电压v1in调节至在p1点。

9、在一种可实现的技术方案中，利用输入曲线特征点调节法将受电变换器的输入电压v1in调节至在(vo2，io2)的p2点。

10、在一种可实现的技术方案中，所述受电变换器包括输入电压调节方式和输出电压调节方式，当一号航天器与二号航天器对接时，工作在第一阶段，此时受电变换器工作在输入电压调节模式，实现了两者之间功率自匹配调节变换；当二号航天器根据自身能量补充状态，自动切换至第二阶段时，此时受电变换器工作在输出电压调节模式。

11、在一种可实现的技术方案中，所述一号航天器为空间站，二号航天器为飞船。

12、与现有技术相比，本申请具有的优点和积极效果是：

13、本发明针对空间多器联合供电体制，为了能够充分利用供电端口的输出能量，减少多器联合工作时长，提高在轨有效工作时效，提高设备的在轨利用率，减少地面人员操作。因此需要受电端能够功率自匹配供电端的调节变换技术。

14、本发明适应于多任务航天器组合体的分布式电源系统，满足一次性多任务探测航天器组合体电源系统需求，以适应飞船与空间站、探月组合体、探火组合体、深空探测组合体及月球科研站等点-点供电网供电需求，系统控制简洁、可靠，执行单元功率调节能力与适应能力强。

15、本发明首次提出功率自匹配变换技术，首次提出具有输入端电压调节与输出电压双调节模式变换技术，首次提出两种控制方式实现功率自匹配性，首次提出通过两种调节技术的双模态控制自动切换控制技术，实现了受电端的最佳功率自匹配功能。该技术的应用大幅度提升空间组合体有效作业时间，减少非必要准备作业，系统控制简洁、可靠，满足空间多器、多节点能源传输需求，同时该技术在可应用到地面新能源车等场合，应用场景广泛，经济价值大。

技术特征：

1.一种空间用功率自匹配调节变换系统，其特征在于，一号航天器的供电端通过功率自匹配调节变换模块为二号航天器供电；其中，所述功率自匹配调节变换模块的实现方式包括：

2.根据权利要求1所述的空间用功率自匹配调节变换系统，其特征在于，所述一号航天器的主母线通过并网控制器或配电通道连接二号航天器的受电变换器。

3.根据权利要求2所述的空间用功率自匹配调节变换系统，其特征在于，所述功率自匹配调节变换模块集成在并网控制器或配电通道中。

4.根据权利要求3所述的空间用功率自匹配调节变换系统，其特征在于，所述并网控制器或配电通道存在一个功率匹配点(vo1，io1)的p1点，利用功率跟踪方法将受电变换器的输入电压v1in调节至在p1点。

5.根据权利要求3所述的空间用功率自匹配调节变换系统，其特征在于，利用输入曲线特征点调节法将受电变换器的输入电压v1in调节至在(vo2，io2)的p2点。

6.根据权利要求3所述的空间用功率自匹配调节变换系统，其特征在于，所述受电变换器包括输入电压调节方式和输出电压调节方式，当一号航天器与二号航天器对接时，工作在第一阶段，此时受电变换器工作在输入电压调节模式，实现了两者之间功率自匹配调节变换；当二号航天器根据自身能量补充状态，自动切换至第二阶段时，此时受电变换器工作在输出电压调节模式。

7.根据权利要求1-6任一项所述的空间用功率自匹配调节变换系统，其特征在于，所述一号航天器为空间站，二号航天器为飞船。

技术总结
本发明公开了一种空间用功率自匹配调节变换系统，属于航天器联合供电技术领域，一号航天器的供电端通过功率自匹配调节变换模块为二号航天器供电；其中，所述功率自匹配调节变换模块的实现方式包括：根据一号航天器(主器)供电端的输出特性，利用输入点的功率跟踪方法为二号航天器(目标器)提供功率自匹配；根据一号航天器供电端的输出特性，利用输入曲线特征点调节法为二号航天器提供功率自匹配。通过采用上述技术方案，本发明适应于多任务航天器组合体的分布式电源系统，满足一次性多任务探测航天器组合体电源系统需求，以适应飞船与空间站、探月组合体、探火组合体、深空探测组合体及月球科研站等点‑点供电网供电需求。

技术研发人员：马力君
受保护的技术使用者：中电科蓝天科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17