基于最大功率跟踪技术的卫星电源方案研究

doi:10.11959/j.issn.2096-8930.20200109

天地一体化信息网络 ›› 2020, Vol. 1 ›› Issue (1): 66-70.doi: 10.11959/j.issn.2096-8930.20200109

基于最大功率跟踪技术的卫星电源方案研究

张文爽,余文涛,魏强

中国空间技术研究院通信卫星事业部，北京 100094

修回日期:2020-09-10 出版日期:2020-09-20 发布日期:2020-09-20
作者简介:张文爽，女，工程师，主要研究方向为航天器电源总体设计|余文涛，男，高级工程师，主要研究方向为航天器电源总体设计。?|魏强，男，研究员/通信卫星总设计师，主要研究方向为卫星总体设计

Research on Satellite Power System Based on MPPT Technology

Wenshuang ZHANG,Wentao YU,Qiang WEI

Institute of Telecommunication and navigation Satellite,China Academy of Space Technology,Beijing 100094,China

Revised:2020-09-10 Online:2020-09-20 Published:2020-09-20

摘要/Abstract

摘要：

针对GEO通信卫星平台电源系统的需求，完成一种基于最大功率点跟踪技术的方案设计及仿真。该方案减少了功率传输线路上电源变换器损耗，有利于最大限度地利用太阳能电池阵输出功率。在对太阳能电池阵特性研究与建模的基础上，在电源仿真软件中对电源系统进行搭建，仿真结果表明该系统可以实现对太阳能电池阵的最大功率跟踪，并维持母线电压的稳定。最后将新型方案与传统方案进行比较，给出新型方案的优势和应用前景，为电源系统的应用奠定基础。

关键词: 电源系统, 电源变换器, MPPT

Abstract:

According to the need of power system for GEO satellite,the plan design and simulation based on Maximum Power Point Tracking (MPPT) technology were designed and simulated.It could reduce the power loss in power transport line and made full use of the output power of solar array.Based on the research and simulation for solar array,the simulation of all the power system was fi nished.The result of simulation provides that it can complete the MPPT function and stabilize the bus voltage.Last,the new plan and the traditional one were compared,which shows the advantage of the new plan and lays a foundation for next power system.

Key words: power system, power condition unit, MPPT

中图分类号:

TN919.23

张文爽,余文涛,魏强. 基于最大功率跟踪技术的卫星电源方案研究[J]. 天地一体化信息网络, 2020, 1(1): 66-70.

Wenshuang ZHANG,Wentao YU,Qiang WEI. Research on Satellite Power System Based on MPPT Technology[J]. Space-Integrated-Ground Information Networks, 2020, 1(1): 66-70.

图/表 9

图1

图2

图3

图4

图5

表1

图6

图7

表2

参考文献 5

[1]	曾毅, 崔波 . 一种新的航天器电源系统拓扑[J]. 航天器工程, 200918(5): 95-100.
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环境条件		最大功率点		负载功率/W	设置条件时间/t·s^-1
光照强度/W·m^-2	温度/℃	电压/V	输出功率/W	负载功率/W	设置条件时间/t·s^-1
1 000	25	130.9	752	1 000	0～0.3
1 200	50	130.7	910	1 000	0.3～0.8
1 200	50	130.7	910	1 400	0.8～1.0

类别	方案一（基于传统方案）	方案二（基于S3MPR的MPPT方案）
功率传输类型	直接能量传输	峰值功率追踪
功率密度	BOL：功率密度38.47 W/kg；EOL：功率密度36.74 W/kg	BOL：功率密度45.54 W/kg；EOL：功率密度40.24 W/kg
优点	● 拓扑架构技术成熟；● 产品继承性好；● 控制简单，可靠性高	● 拓扑架构有一定继承性（国外已飞行）；● 实现太阳能电池阵最大功率追踪；● 系统功率密度有较大提升
缺点	● 功率密度较低；● 不能实现太阳能电池阵最大功率追踪	● 控制复杂；● 电源控制器重量、体积大，对系统布局有较大影响，可靠性降低

基于最大功率跟踪技术的卫星电源方案研究

Research on Satellite Power System Based on MPPT Technology

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图/表 9

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