[发明专利]太阳能电池阵输出功率衰减的预测方法及装置

摘要

本发明公开了一种太阳能电池阵输出功率衰减的预测方法及装置，通过P＝V×I＝P0×J×cos(θ)×η预测太阳能电池阵输出功率衰减，V、I分别表示太阳电池阵的工作电压和工作电流；P表示太阳电池阵在轨工作输出功率；P0表示太阳电池阵的理论最大输出功率；J表示太阳光强系数；θ表示太阳入射角；η表示衰减因子；通过轨道分析计算得到太阳光强系数J，通过卫星运行轨道信息和太阳电池阵姿态信息计算获得太阳入射角θ，并通过分析在轨卫星遥测参数数据方法获得衰减因子η，通过粒子滤波法根据观测值实时调整太阳光强系数J、太阳入射角θ和衰减因子η状态更新的值，带入上式预测太阳能电池阵输出功率衰减。上述方法能准确估计太阳能电池阵输出功率的衰减，从而为卫星设计和轨道管理提供参考。

主权项

一种太阳能电池阵输出功率衰减的预测方法，其特征在于，包括：通过P＝V×I＝P0×J×cos(θ)×η预测太阳能电池阵输出功率衰减，其中，V、I分别表示太阳电池阵的工作电压和工作电流；P表示太阳电池阵在轨工作输出功率；P0表示太阳电池阵的理论最大输出功率；J表示太阳光强系数；θ表示太阳入射角；η表示衰减因子；通过轨道分析计算得到太阳光强系数J，通过卫星运行轨道信息和太阳电池阵姿态信息计算获得太阳入射角θ，并通过分析在轨卫星遥测参数数据方法获得衰减因子η，通过粒子滤波法根据观测值实时调整太阳光强系数J、太阳入射角θ和衰减因子η状态更新的值，代入上式预测太阳能电池阵输出功率衰减；通过粒子滤波法根据观测值实时调整太阳光强系数J、太阳入射角θ和衰减因子η状态更新的值，并代入上式预测太阳能电池阵输出功率衰减的步骤具体包括：通过卫星在轨运行信息和遥测数据，估计太阳电池阵最大衰减因子和太阳电池阵随时间的衰减的速率的取值，设置太阳电池阵最大衰减因子ξ、太阳电池阵随时间的衰减的速率σ的初始值分别为ξ0、σ0，i为时间点的模型参数更新值分别为ξi+1、σi+1；过程噪声、观测噪声分别服从正态分布np～N(0,sp)、nm～N(0,sm)，j为粒子个数，粒子个数设置为l，i时间点的输出功率实际测量值、预测值、导数分别为Pi、dPi/dt，状态方程更新公式为：观测方程更新公式为：Pi+1＝Pi+nm,i＝0,1,2,…权值更新公式为：预测结果更新公式为：其中，所述太阳光强系数t表示太阳电池阵在轨的天数，J0表示卫星所在轨道标准光强，T0表示航天器进入太空的初始日期与同年近日点的天数差，α表示卫星运行时太阳光强的变化系数，在近日点附近，太阳光强系数较大，远日点附近，太阳光强系数较小，太阳光强系数为年周期变化；所述太阳入射角其中，t表示太阳电池阵在轨的天数，θ0表示南北回归线所在纬度值，T0表示航天器进入太空的初始日期与同年近日点的天数差，β0表示常量，值为101；所述衰减因子t表示太阳电池阵在轨的天数，ξ表示 太阳电池阵最大衰减因子，σ表示太阳电池阵随时间的衰减的速率。