一种基于公共母线的空间能源并网系统控制电路技术方案

一种基于公共母线的空间能源系统，包含N个完全独立的子能源系统，且每个子能源系统均配备并网控制器，并网控制器包含正向变换器和反向变换器两部分，并网控制器的一端分别连接子能源系统，另一端连接到公共母线，即并网母线。当子能源系统的能量有富余时，其通过并网控制器的正向变换器向并网母线释放能量；当子能源系统的能量不足时，其通过并网控制器的反向变换器从并网母线吸收能量；亦可通过总线指令的干预，借助并网控制器实现不同子能源系统之间的能量交换和传递。本发明专利技术电路可以自行判断能源系统的工作状态，控制其向并网母线释放能量或者从并网母线吸收能量，实现多子能源系统之间的能量优化调度。

A control circuit of space energy grid connection system based on common bus

【技术实现步骤摘要】
一种基于公共母线的空间能源并网系统控制电路
本专利技术涉及一种基于公共母线的空间能源并网系统控制电路，属于空间分布式能源系统互联系统控制

技术介绍
航天器电源系统技术是航天器核心技术之一，也是最为关键的平台子系统之一。电源系统的高可靠性和安全性直接影响任务成败及航天器可靠性。构建并网供电系统是提高航天器电源可靠性的重要途径，尤其是需要分批研制、分开发射的大型航天器系统。通过并网供电技术，可以实现电源系统母线层的冗余保护，以及多个航天器之间的能量优化调度。在某个电源系统故障时，通过并网供电，将其他电源系统的功率调配给故障电源系统的负载供电，确保关键负载能正常工作，确保任务正常实施。目前航天器并网供电研究还处于起步阶段，缺乏对并网供电技术系统性的研究，国内外也没有公开关于多个航天器并网供电技术方案。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于公共母线的空间能源系统，包含N个完全独立的子能源系统，且每个子能源系统均配备并网控制器，并网控制器包含正向变换器和反向变换器两部分，并网控制器的一端分别连接子能源系统，另一端连接到公共母线，即并网母线。当子能源系统的能量有富余时，其通过并网控制器的正向变换器向并网母线释放能量；当子能源系统的能量不足时，其通过并网控制器的反向变换器从并网母线吸收能量；亦可通过总线指令的干预，借助并网控制器实现不同子能源系统之间的能量交换和传递。本专利技术电路可以自行判断能源系统的工作状态，控制其向并网母线释放能量或者从并网母线吸收能量，实现多子能源系统之间的能量优化调度。同时还进一步提供了一种基于公共母线的空间能源并网系统控制电路。本专利技术目的通过以下技术方案予以实现：一种基于公共母线的空间能源并网系统控制电路，包括：电压采样电路，采集正向变换器的输出电压Uo，输出信号为U'o；电流采样电路1，采集正向变换器的输出电流Izo，输出信号为I'zo；电流采样电路2，采集反向变换器的输出电流Ifo，输出信号为I'fo；比例调节模块P1，输入端接能源系统的状态表征信号MEA，输出端接加法器1；加法器1，两个输入端分别接第一电压参考值Vref1和比例调节模块P1的输出端；比例积分模块PI1，负端输入端接所述U'o，正端输入端接加法器1的输出端，输出端接与逻辑1；滞回控制模块1，两个输入端分别接所述MEA和总线指令FD，输出端接与逻辑1；与逻辑1的输出端接取小电路1的一个输入端；比例积分模块PI2，负端输入端接所述I'zo，正端输入端接第一电流参考值Iref1，输出端接取小电路1的另一个输入端；取小电路1的输出端接第一比较器COM1的正端输入；第一比较器COM1的负端输入接固定载波trig1，输出端接驱动电路1；驱动电路1的输出端接正向变换器；比例调节模块P2，输入端接所述MEA，输出端接加法器2的一个输入端；加法器2的另一个输入端接第三电压参考值Vref3；比例积分模块PI3，正端输入端接U'o，负端输入端接加法器2的输出端，输出端接与逻辑2的一个输入端；滞回控制模块2，输入端接所述MEA，输出端接与逻辑2的另一个输入端；与逻辑2的输出端接取小电路2的一个输入端；比例积分模块PI4，负端输入端接所述I'fo，正端输入端接第二电流参考值Iref2，输出端接取小电路2的另一个输入端；取小电路2的输出端接第二比较器COM2的正端输入；第二比较器COM2的负端输入接固定载波trig2，输出端接驱动电路2的输入端；驱动电路2的输出端接反向变换器。上述的空间能源并网系统控制电路，正向变换器通过如下方式进行自主调控：当指令信号FD为0时，滞回控制模块1依据能源系统误差放大信号MEA判断是否对公共母线释放能量；滞回控制模块1输出高电平时，正向变换器以恒压模式或者限流模式对公共母线输出能量；滞回控制模块1输出低电平时，正向变换器关闭，不输出能量；当指令信号FD为1时，滞回控制模块1始终输出高电平，正向变换器对公共母线输出能量。上述的空间能源并网系统控制电路，当能源系统的误差放大信号MEA处于分流域时，滞回控制模块1输出高电平，当所述MEA降低至放电域时，滞回控制模块1输出低电平；若所述MEA从放电域升高至分流域时，滞回控制模块1输出高电平。上述的空间能源并网系统控制电路，滞回控制模块1输出高电平的情况下，当正向变换器的输出电流采样I'zo达到第一电流参考值Iref1时，比例积分模块PI2调节所述Iref1与所述I'zo的误差值通过取小电路1输出至第一比较器COM1的正端，与固定载波trig1比较生成PWM波形，控制正向变换器工作在限流模式；滞回控制1输出高电平的情况下，当正向变换器的输出电压采样U'o达到第二电压参考值Vref2时，比例积分模块PI1调节所述Vref2与所述U'o的误差值通过与逻辑1及取小电路1输出至第一比较器COM1的正端，与固定载波trig1比较生成PWM波形，控制正向变换器工作在恒压模式。上述的空间能源并网系统控制电路，所述MEA信号经过比例调节模块P1调整后与第一电压参考值Vref1相加，得到第二电压参考值Vref2，所述Vref2接比例积分模块PI1的正端输入端。上述的空间能源并网系统控制电路，反向变换器通过如下方式进行自主调控：依据能源系统误差放大信号MEA判断是否从公共母线吸收能量；滞回控制模块2输出高电平时，反向变换器以恒压模式或者限流模式从公共母线吸收能量；滞回控制模块2输出低电平时，反向变换器关闭，不吸收能量。上述的空间能源并网系统控制电路，当能源系统的误差放大信号MEA处于分流域时，滞回控制模块2输出低电平；当所述MEA降低至放电域时，滞回控制模块2输出高电平；若MEA从放电域逐渐升高至分流域时，滞回控制模块2输出低电平。上述的空间能源并网系统控制电路，滞回控制模块2输出高电平的情况下，当反向变换器的输出电流采样I'fo达到第二电流参考值Iref2时，比例积分模块PI4调节所述Iref2与所述I'fo的误差值通过取小电路2输出至第二比较器COM2的正端，与固定载波trig2比较生成PWM波形，控制反向变换器工作在限流模式；滞回控制模块2输出高电平的情况下，当所述U'o达到第四电压参考值Vref4时，比例积分模块PI3调节所述Vref4与所述U'o的误差值通过与逻辑2及取小电路2输出至第二比较器COM2的正端，与固定载波trig2比较生成PWM波形，控制反向变换器工作在恒压模式。上述的空间能源并网系统控制电路，所述MEA信号经过比例调节模块P2调整后与第三电压参考值Vref3相加，得到第四电压参考值Vref4；所述Vref4接比例积分模块PI4的正端输入端。一种基于公共母线的空间能源系统，包括N个相互独立的子能源系统；每个子能源系统均设有并网控制器，以及上述的空间能源并网系统控制电路；每个并网控制器均包含正向变换器和反向变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于公共母线的空间能源并网系统控制电路，其特征在于，包括：/n电压采样电路，采集正向变换器的输出电压U

【技术特征摘要】
1.一种基于公共母线的空间能源并网系统控制电路，其特征在于，包括：
电压采样电路，采集正向变换器的输出电压Uo，输出信号为U'o；
电流采样电路1，采集正向变换器的输出电流Izo，输出信号为I'zo；
电流采样电路2，采集反向变换器的输出电流Ifo，输出信号为I'fo；
比例调节模块P1，输入端接能源系统的状态表征信号MEA，输出端接加法器1；
加法器1，两个输入端分别接第一电压参考值Vref1和比例调节模块P1的输出端；
比例积分模块PI1，负端输入端接所述U'o，正端输入端接加法器1的输出端，输出端接与逻辑1；
滞回控制模块1，两个输入端分别接所述MEA和总线指令FD，输出端接与逻辑1；与逻辑1的输出端接取小电路1的一个输入端；
比例积分模块PI2，负端输入端接所述I'zo，正端输入端接第一电流参考值Iref1，输出端接取小电路1的另一个输入端；取小电路1的输出端接第一比较器COM1的正端输入；
第一比较器COM1的负端输入接固定载波trig1，输出端接驱动电路1；驱动电路1的输出端接正向变换器；
比例调节模块P2，输入端接所述MEA，输出端接加法器2的一个输入端；加法器2的另一个输入端接第三电压参考值Vref3；
比例积分模块PI3，正端输入端接U'o，负端输入端接加法器2的输出端，输出端接与逻辑2的一个输入端；
滞回控制模块2，输入端接所述MEA，输出端接与逻辑2的另一个输入端；与逻辑2的输出端接取小电路2的一个输入端；
比例积分模块PI4，负端输入端接所述I'fo，正端输入端接第二电流参考值Iref2，输出端接取小电路2的另一个输入端；取小电路2的输出端接第二比较器COM2的正端输入；第二比较器COM2的负端输入接固定载波trig2，输出端接驱动电路2的输入端；驱动电路2的输出端接反向变换器。


2.根据权利要求1所述的空间能源并网系统控制电路，其特征在于，正向变换器通过如下方式进行自主调控：
当指令信号FD为0时，滞回控制模块1依据能源系统误差放大信号MEA判断是否对公共母线释放能量；滞回控制模块1输出高电平时，正向变换器以恒压模式或者限流模式对公共母线输出能量；滞回控制模块1输出低电平时，正向变换器关闭，不输出能量；
当指令信号FD为1时，滞回控制模块1始终输出高电平，正向变换器对公共母线输出能量。


3.根据权利要求2所述的空间能源并网系统控制电路，其特征在于，当能源系统的误差放大信号MEA处于分流域时，滞回控制模块1输出高电平，当所述MEA降低至放电域时，滞回控制模块1输出低电平；若所述MEA从放电域升高至分流域时，滞回控制模块1输出高电平。


4.根据权利要求1所述的空间能源并网系统控制电路，其特征在于，滞回控制模块1输出高电平的情况下，当正向变换器...

【专利技术属性】
技术研发人员：董宝磊，蒋丛让，谢伟，潘涛，高绪宝，王霄，刘涛，黄军，何小斌，
申请(专利权)人：上海空间电源研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31