一种飞机能量网络的自动分配管理控制方法技术

本发明专利技术公开了一种飞机能量网络的自动分配管理控制方法，包括如下步骤：根据飞机的飞行状态、任务、当前飞机网络中的电源容量和配电开关SSPC检测获得的负载信息，计算确定当前飞机能量网络的结构和带载能力；根据飞控系统的指令或者触发事件，获取负载功率需求，结合飞机能量网络的带载能力、负载的优先级，判定负载是否能够接入系统。本发明专利技术采用的负载功率需求和能量网络带载能力的计算方法，能够准确计算负载的实际功率需求，并自动实现系统重构，准确获取能量网络最大带载能力，大大提高飞机供电系统可靠性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种飞机能量网络的自动分配管理控制方法
本专利技术属于航空电力系统领域，具体涉及一种飞机能量网络的自动分配管理控制方法。
技术介绍
随着多电飞机的快速发展、以及定向能武器等新型用电负载的应用，电能作为基础性二次能源的重要性不断提高，供电系统的能力和性能越来越成为制约新型飞机的研制，影响飞机安全、任务完成、维护保障等的重要因素。高压直流电力系统的出现极大地扩展了供电系统的能力，适应了未来飞机及机载系统的发展需求，并在F-35等飞机中进行了应用，高压直流技术可降低全寿命周期费用，电源系统的多余度设计可为用电设备提供高质量的电源，改善供电品质，较低的温度环境能延长系统单元的寿命，减少了地面维护和支持设备，降低了后勤维护和保障成本。目前我国飞机电源系统仍采用传统的中央集中配电方式。随着航空技术的迅速发展，飞机性能有了大幅度提高，但用电设备迅速增加，电源功率不断提高，大量存在用电负载的电能浪费情况，比如应处于不工作状态的负载仍继续工作，应处于低功耗状态的负载仍处于高功耗状态，不能实现电能的按需分配；电源容量一定的情况下，供电系统的带载能力受到了限制，激光武器、离子束等定向能武器需要消耗大量的电能，此时需要将优先级低的负载切除为这类武器提供能量；飞机电源容量不足或发生故障时，飞行员需手动进行飞机能源并联和能量分配，加大了飞行员的操作复杂度；以固态功率控制器(SSPC)、用电负载管理系统(ELMS)为代表的负载自动管理技术，为高压直流供电系统的余度配置和容错重构提供了新的手段，提供用电负载需求分析，制定合理的电能分配策略和容错重构，可以显著提高供电系统和重要负载的可靠性、安全性，这类技术的研究还不成熟。因此，迫切需要改善现有的配电系统，采用一套新型电源控制与管理系统，以适应新一代先进飞机的性能要求。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种飞机能量网络的自动分配管理控制方法，用于实现飞机能量网络中各电压等级负载的需求与当前网络的供电容量相匹配，同时自动实现飞机能量网络的分配管理控制。技术方案：为实现上述目的，本专利技术提供一种飞机能量网络的自动分配管理控制方法，包括如下步骤：S1：根据飞机的飞行状态、任务、当前飞机网络中的电源容量和配电开关SSPC检测获得的负载信息，计算确定当前飞机能量网络的结构和带载能力；S2：根据飞控系统的指令或者触发事件，获取负载功率需求，结合飞机能量网络的带载能力、负载的优先级，判定负载是否能够接入系统。进一步的，所述步骤S2中根据飞控系统的指令情况下，判定负载是否能够接入系统的过程为：若能量网络带载能力大于负载功率需求，控制相应的SSPC开关，将负载接入能量网络；若能量网络带载能力小于负载功率需求，并且该负载优先级较低，则阻止将该负载接入能量网络；若负载优先级高，并且负载功率需求超过能量网络带载能力，首先控制对应的SSPC切除网络中优先级低的负载，并实施计算当前网络的状态，直到满足待接入负载功率需求后，控制SSPC将该负载接入系统。进一步的，所述步骤S2中触发事件包括电源系统的故障、负载故障和配电开关SSPC的故障状态。进一步的，所述步骤S2中根据触发事件情况下，判定负载是否能够接入系统的过程为：首先根据电源是否故障决定系统是否自动重构，将多通道供电并联运行；若能量网络带载能力不足，则依据负载优先级将次要的负载切除，直到能量网络带载能力有盈余；通过SSPC控制负载通断，完成飞机能量网络自动重构管理和控制。进一步的，所述步骤S1中飞机能量网络的带载能力的计算过程为：(1)对飞机能量网络中的所有电气负载设置功率、优先等级和运行工况的数据库，并对各个负载的控制SSPC进行定位，对于飞机网络中的负载功率通过SSPC的开关状态及其自带的负载电流检测数据值综合判定负载值，统计系统中的负载功率总量；(2)根据控制中心综合网络中供电电源的容量参数、工作状态和目前负载情况，结合能量网络的结构形式和网络开关的状态，综合计算得到能量网络带载能力。本专利技术提出的一种飞机能量网络的自动分配管理控制方法，适用于双通道飞机高压直流供电系统，其中负载分配和能量管理通过配电开关固态功率控制器(SSPC)控制实现，控制中心采用固定周期巡检和事件调度相结合的能量网络管理方式，计算当前飞机网络中的负载功率需求和能量网络的带载能力，在电源系统故障或者电源系统容量无法满足负载需求时，结合电气负载的功率需求和优先级特性，依据电源系统的外特性控制SSPC开关实现能量的自动管理分配控制。控制中心通过固定时间周期循环检查飞机能量网络中的电源系统、配电开关和负载的状态，结合飞机系统的任务需求进行能量网络的管理控制，为防止出现随机的故障状态，将电源、配电开关和负载的状态作为触发信号，出现状态变化的触发事件之后，控制中心增加一次响应处理措施，在当前飞机系统的任务需求下，对能量网络进行自动管理控制。负载功率需求和能量网络带载能力数据实时用于能量网络管理控制中，最终实现飞机能量网络中各电压等级负载的需求与当前网络的供电容量相匹配，自动实现飞机能量网络的分配管理控制。有益效果：本专利技术与现有技术相比，具备如下优点：1、本专利技术的飞机能量网络的自动分配管理控制方法，能够分析负载功率需求和能量网络的带载能力，电源故障或超载的情况下自动实现系统重构，在功率需求和带载能力相匹配的基础上优先接通关键负载，利用固态功率控制器(SSPC)实现能量网络的自动分配管理。2、本专利技术采用的负载功率需求和能量网络带载能力的计算方法，能够准确计算负载的实际功率需求，并自动实现系统重构，准确获取能量网络最大带载能力，大大提高飞机供电系统可靠性和稳定性。附图说明图1是飞机能量网络的自动分配管理控制方法流程图；图2是定期检查或故障时飞机能量网络自动重构管理控制流程图；图3是电气负载信息数据库部分示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术。如图1所示，本专利技术提供一种飞机能量网络的自动分配管理控制方法，包括如下步骤：S1：控制中心定周期根据飞机的飞行状态、任务、当前飞机网络中的电源容量和配电开关SSPC检测获得的负载信息，计算确定当前飞机能量网络的结构和带载能力；S2：根据飞控系统的指令，获取负载功率需求，控制中心结合飞机能量网络的带载能力、负载的优先级，判定负载是否能够接入系统，判定过程为：若能量网络带载能力大于负载功率需求，控制中心控制相应的SSPC开关，将负载接入能量网络；若能量网络带载能力小于负载功率需求，并且该负载优先级较低，则控制中心阻止将该负载接入能量网络；若负载优先级较高，并且负载功率需求超过能量网络带载能力，控制中心首先控制对应的SSPC切除网络中优先级低的负载，并实施计算当前网络的状态，直到满足待接入负载功率需求后，控制SSPC将该负载接入系统。上述步骤S1中飞机能量网络的负载功率需求和能量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞机能量网络的自动分配管理控制方法，其特征在于：包括如下步骤：/nS1：根据飞机的飞行状态、任务、当前飞机网络中的电源容量和配电开关SSPC检测获得的负载信息，计算确定当前飞机能量网络的结构和带载能力；/nS2：根据飞控系统的指令或者触发事件，获取负载功率需求，结合飞机能量网络的带载能力、负载的优先级，判定负载是否能够接入系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种飞机能量网络的自动分配管理控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：根据飞机的飞行状态、任务、当前飞机网络中的电源容量和配电开关SSPC检测获得的负载信息，计算确定当前飞机能量网络的结构和带载能力；
S2：根据飞控系统的指令或者触发事件，获取负载功率需求，结合飞机能量网络的带载能力、负载的优先级，判定负载是否能够接入系统。


2.根据权利要求1所述的一种飞机能量网络的自动分配管理控制方法，其特征在于：所述步骤S2中根据飞控系统的指令情况下，判定负载是否能够接入系统的过程为：
若能量网络带载能力大于负载功率需求，控制相应的SSPC开关，将负载接入能量网络；
若能量网络带载能力小于负载功率需求，并且该负载优先级较低，则阻止将该负载接入能量网络；
若负载优先级高，并且负载功率需求超过能量网络带载能力，首先控制对应的SSPC切除网络中优先级低的负载，并实施计算当前网络的状态，直到满足待接入负载功率需求后，控制SSPC将该负载接入系统。


3.根据权利要求1所述的一种飞机能量网络的自动分配管理控制方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，魏佳丹，陈锦春，刘亮，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32