【技术实现步骤摘要】
一种航天器太阳电池阵布片方案的优化方法
本专利技术涉及航天器，尤其涉及一种航天器太阳电池阵布片方案的优化方法。
技术介绍
对大部分航天器，太阳电池阵是唯一能源提供者。太阳电池阵由多个太阳电池片串联形成电池串，再将多个电池串并联组成。由于电池串输出电流受制于其中输出最小的电池片，当单片太阳电池被完全遮挡时，尽管在每一片(或数片)电池片上并联旁路二极管可避免遮挡时串联组件输出电流的减少，但仍会造成组件输出电压的下降。文献《局部阴影遮挡的太阳电池组件输出特性实验研究》(期刊：太阳能学报，2012,33(01):5–12.)、《一种航天器太阳电池阵供电能力计算方法》(期刊：北京航空航天大学学报，2017,43(7):1355–1363.)均指出，部分遮挡造成的太阳电池阵输出功率损失量，并非遮挡面积的简单函数，而是与被遮挡太阳电池片在电路中的具体位置有关。且当阴影在太阳电池阵上移动时，还会造成输出功率波动。因此需要采取手段尽量减少部分遮挡时的输出功率损失和影响。在地面应用中，为了减少部分遮挡时的功率损失，可通过最大功率点跟踪、分布式MPPT、动态重配置等手段来实现。但这些方...
【技术保护点】
1.一种航天器太阳电池阵布片方案的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对太阳电池阵的光照条件进行枚举，采用加权功率总和和加权功率波动两个指标来对太阳电池阵布片方案的输出电性能进行评价；S2、用双行数码对太阳电池阵布片方案进行数字化编码；S3、利用遗传算法对太阳电池阵布片方案进行优化。
【技术特征摘要】
1.一种航天器太阳电池阵布片方案的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对太阳电池阵的光照条件进行枚举，采用加权功率总和和加权功率波动两个指标来对太阳电池阵布片方案的输出电性能进行评价；S2、用双行数码对太阳电池阵布片方案进行数字化编码；S3、利用遗传算法对太阳电池阵布片方案进行优化。2.根据权利要求1所述的航天器太阳电池阵布片方案的优化方法，其特征在于：步骤S1包括定量评价太阳电池阵布片方案的性能，根据不同光照条件出现的概率，以及各光照条件向相邻光照条件转换的概率，进行加权计算，其包括如下步骤：步骤A1，根据该航天器的任务轨道或计划，计算可能出现的所有光照条件并记为Ij(j＝1,2,…,n)；步骤A2，计算每一种光照条件的出现概率Wj；步骤A3，根据该航天器电源系统、外形特征，计算在光照条件Ij下，太阳电池阵上因航天器本体结构相互遮挡造成的阴影图形，并进一步计算此时太阳电池阵可输出功率Pj；步骤A4，计算评价该太阳电池阵布片方案输出能力的指标，加权功率总和：步骤A5，列出所有与光照条件Ij相邻的光照条件Ijk，k＝1,2,…,mj，以及从Ij转换到Ijk的概率Wjk和Ijk光照条件下，太阳电池阵输出功率Pjk，计算评价该太阳电池阵布片方案输出稳定性的指标，加权功率波动：3.根据权利要求1所述的航天器太阳电池阵布片方案的优化方法，其特征在于，步骤S2包括以下子步骤：步骤B1，记太阳电池阵尺寸为p×q，将其随机划分为p×1,p×2,p×3…等不同尺寸的子阵，子阵中排布不同尺寸的矩形太阳电池串，排布时需要满足两个约束：(1)子阵必须被填充满；(2)在不切割太阳电池串的情况下，子阵无法被切分成更小的子阵；步骤B2，对尺寸为p×k(k＝1,2,…)的子阵，满足约束的排布方案是有限的，对不同k取值时的方案分别进行编号，构成编码的基本元素；步骤B3，太阳电池阵布片方案的编码由其各个子阵的尺寸和子阵排布方案序号组成。4.根据权利要求1所述的航天器太阳电池阵布片方案的优化方法，其特征在于：步骤S3中，使用双目标遗传算法来探索大量的太阳电池阵布片方案并从中演化...
【专利技术属性】
技术研发人员：张东来，杨炀，李安寿，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东,44
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