[发明专利]一种基于能量平衡分析的组合体在轨能源管理方法

权利要求书

1.一种基于能量平衡分析的组合体在轨能源管理方法，包括：

S1.构建航天器模型并连接为组合体模型，以及获取所述组合体模型的飞行方案；

S2.根据所述组合体模型和所述飞行方案获取发电能力曲线，以及根据所述飞行方案获取负载工作曲线；

S3.基于所述发电能力曲线和所述负载工作曲线对所述组合体模型的能量平衡状态进行评估。

2.根据权利要求1所述的组合体在轨能源管理方法，其特征在于，步骤S1中，包括：

S11.根据航天器的实际尺寸构建所述航天器模型，并将所述航天器模型连接为组合体模型，其中，所述航天器模型包括航天器结构模型，用于发电的帆板模型，用于存储电能的蓄电池模型和电源控制模型；

S12.获取所述组合体模型的飞行方案，其中，所述飞行方案包括轨道参数、姿态控制方式、帆板控制方式、负载参数和飞行程序。

3.根据权利要求2所述的组合体在轨能源管理方法，其特征在于，步骤S2包括：

S21.根据所述组合体模型、所述轨道参数、所述姿态控制方式和所述帆板控制方式获取帆板遮挡形状；

S22.根据所述帆板遮挡形状和所述轨道参数获取所述发电能力曲线；

S23.根据所述负载参数和所述飞行程序获取所述负载工作曲线。

4.根据权利要求3所述的组合体在轨能源管理方法，其特征在于，步骤S22包括：

S221.根据所述帆板遮挡形状，确定所述帆板模型上各串电池片的遮挡片数；

S222.根据各串所述电池片的遮挡片数计算所述帆板模型各串所述电池片的输出电压；

S223.若每串所述电池片的输出电压高于所述组合体模型中母线电压及线路压降，或者所述输出电压高于所述组合体模型中蓄电池模型充电电压及线路压降，根据所述轨道参数计算每串所述电池片的发电能力，根据所述发电能力获取发电能力曲线，其中，所述发电能力包括输出电压和输出电流。

5.根据权利要求4所述的组合体在轨能源管理方法，其特征在于，步骤S223中，若所述发电能力满足所述组合体模型中负载的需求，则所述蓄电池模型处于充电状态或者充满状态，否则，所述蓄电池模型处于放电状态。

6.根据权利要求5所述的组合体在轨能源管理方法，其特征在于，步骤S3中，根据所述电源控制模型，计算所述蓄电池模型的充放电电流，得到所述蓄电池模型的容量变化进而评估所述组合体模型的能量平衡状态。

7.根据权利要求6所述的组合体在轨能源管理方法，其特征在于，当所述蓄电池模型的容量等于或大于其预设的最小容量，则所述组合体模型处于能量平衡状态，否则调整所述飞行方案和所述组合体模型的并网供电电能。

8.根据权利要求7所述的组合体在轨能源管理方法，其特征在于，根据所述发电能力曲线和所述负载工作曲线确定所述航天器模型连接为所述组合体模型后的并网供电功率和并网供电时间；

若所述组合体模型满足能量平衡状态，则根据所述并网供电功率和所述并网供电时间进行并网供电，否则，重新调整所述并网供电功率和所述并网供电时间，或者重新调整飞行程序。

9.根据权利要求8所述的组合体在轨能源管理方法，其特征在于，所述蓄电池模型包括镉镍电池组；

步骤S3中，所述组合体模型进行能量平衡状态评估的过程中，对所述镉镍电池组进行机组轮换，若当前镉镍电池组的容量满足所述组合体模型中负载的用电需求，则在阳照区将当前工作状态的所述镉镍电池组与剩余所述镉镍电池组进行机组轮换。

10.根据权利要求9所述的组合体在轨能源管理方法，其特征在于，当完成所述镉镍电池组的轮换后，按照预定次数对轮换后的所述镉镍电池组进行充放电。