一种立方星模块化电源系统的设计与在轨试验

立方星实用化发展对其电源系统提出了更高的要求,传统立方星电源的功率容量和扩展能力已难以满足遥感、通信等立方星应用的需求。该文针对此问题提出一种模块化电源系统的设计与研制方法:系统对外采用统一的结构、信息和功率接口,实现与卫星平台的松耦合;内部设计多种标准化的模块单元,通过模块数量的配置和堆叠结构,实现功率容量和配电通道灵活扩充,从而快速满足多样化任务立方星的供电需求。以中国青少年科普卫星八一03星为例,开展电源系统设计方法的验证与工程实现,研制周期缩短至两个月。在轨试验表明,所设计的模块化电源系统工作稳定可靠,能够适应百瓦量级以内不同载荷任务立方星的功率需求。

新型一体化电源系统在万卡智算中心的应用分析

智算中心对电源要求极高,而传统电源系统存在能效低、维护复杂、占用空间大等问题。新型一体化电源系统作为一种集成了多种电力设备于一体的电源解决方案,凭借其在系统集成性、稳定性和安全性方面的优势,能够满足智算中心中的电源需求。探讨了新型一体化电源系统在智算中心的应用前景,通过理论与案例分析研究,评估其在提高能源利用效率、简化运维流程、优化空间布局等方面的优势。

10 kW低浓铀月表反应堆电源系统概念设计与分析

针对未来月球科研站所面临的能源需求问题,提出一种采用低浓化U-Mo合金燃料和热管冷却的月球表面反应堆电源系统的新型概念设计。低浓化U-Mo合金燃料技术成熟,在RERTR项目中被作为主要燃料而得到广泛使用。采用低浓化U-Mo合金燃料,能够有效降低核扩散的风险和简化相关部门的监管流程。反应堆的额定热功率为180 kW,输出电功率≥10 kW,设计寿命为10年。反应堆为Na热管冷却的快中子反应堆,采用控制鼓对堆芯反应性进行控制,堆芯热量通过Na热管传递到半Heusler型温差发电模块,废热由Hg热管辐射器翅片辐射到太空。基于蒙特卡洛程序RMC和CFD软件对反应堆堆芯物理及热工进行了初步计算和分析,针对温差发电器件的热电转换性能进行了优化设计,对热管失效等假想事故进行了分析评价。结果表明,该反应堆设计能够满足中子物理设计和临界安全的要求,在稳态工况下温差发电器件的热电转换效率能够达到7.60%,系统能够有效输出≥10 kW电功率,热管级联失效时能够满足热工安全要求。

EXL-50U磁体线圈电源系统研制

新奥科技发展有限公司(新奥能源研究院)将原有紧凑型聚变研究装置EXL-50升级为EXL-50U,装置仍然是常温托卡马克,其磁场电源系统包括环向场TF(Toroidal Field)电源、中心螺线管CS(Center Solenoid)电源、PF1-10(Poloidal Field)极向场电源,共12套电源,所有电源均由交流脉冲发电机供电,使用相控整流方案。本文主要设计满足EXL-50U高参数需求的磁场电源,设计重点是提升电源能力,制定高参数工况下的保护策略,内容包括控制与保护系统、交流脉冲发电机的供电方案,变压器与变流器设计,最后给出了实际测试获得的各电源实际波形图,展示在中心螺线管击穿的条件下形成等离子体电流的电源工作波形,以验证设计电源的可靠性与可控性。

猎户座飞船电源系统设计特点及启示

针对登月飞船电源系统在功率密度、承载性、安全性、可靠性等方面的更高要求,调研了美国猎户座飞船电源系统总体方案,发电、控制、储能等功能产品详细方案,以及部分地面测试和在轨飞行情况。对猎户座飞船电源系统供配电架构、冗余度及可靠性设计、电池类产品安全性设计、结构机构类产品承载性设计等进行分析,梳理出登月飞船电源系统研制过程中需重点关注的问题及建议,可为中国该类飞船电源系统研制提供技术参考。

一种用动态神经网络的月面科研站电源系统分析方法

月面科研站能源系统工况复杂,对其电源系统的稳定性分析十分重要,电源系统建模复杂,将其等效为黑箱子模型,通过输入和输出特性判断稳定性。提出了一种利用动态神经网络根据给定输入估计系统的预测输出,判断系统的稳定性。神经网络模型的训练数据集通过仿真生成,通过选择合适的神经网络结构和超参数,获得最佳的传递函数辨识结果。以Buck电路为例,采用MATLAB的Simulink模块进行仿真得到神经网络训练集,神经网络预测输出能贴近仿真输出,验证了该方法的有效性。

应用模糊理论的卫星电源系统状态量化评估方法

为了准确获取航天器电源系统在轨健康状态,提出了基于模糊理论的卫星电源系统状态量化评估模型。首先,通过分析某卫星电源系统的运行特点,建立了系统状态评估指标体系;结合实际遥测具有的时变特性,提出电源系统遥测预处理方法和无量纲劣化度函数;其次,引入变权理论和模糊理论,建立了层层递进的卫星电源系统状态量化评估方法;最后,通过该卫星实际在轨和仿真数据,并与传统方法进行了比较,验证了所提状态量化评估方法的正确性和有效性,且所提出的方法比仅依据阈值判断提前2天评估出系统状态恶化。

飞机电源系统故障诊断方法综述及发展趋势

飞机电源系统是机上一切用电设备的电能来源,其安全性与可靠性至关重要。在环保和高效发展需求的背景下,现代航空工业正在推进以电能为核心的多电/全电飞机技术的研究和应用。电驱动装置和电力电子器件的广泛使用导致飞机电源系统结构的复杂化,对飞机的可靠性、安全性、测试性和维修性提出了更高的要求,研究飞机电源系统的故障诊断技术具有重要意义。本文首先介绍了飞机电源系统的组成结构和各自功能,概述了飞机电源系统的发展历程,对比分析国内外典型电源系统的特征,总结了飞机电源系统中的主要故障模式、故障特点和失效原因,并提出一种飞机电源健康管理系统的设计架构,然后综述了国内外基于模型和基于数据的故障诊断方法研究进展,从准确度、数据需求量、适用性和实现难易程度等方面评述了各类诊断方法的特点,最后指出了飞机电源系统故障诊断技术面临的挑战和发展趋势。

供电电源系统电能质量稳定性监测方法

监测供电电源系统电能质量是保障电力系统与用户侧设备安全运行的有效方法,为保障供电电源系统电能质量,研究供电电源系统电能质量稳定性监测方法。基于希尔伯特-黄变换HHT(Hilbert-Huang transform)算法监测供电电源系统电能质量信号帧中谐波频率与幅值,并检测电能质量扰动信号的扰动时间幅值与频率等,以此实现监测系统电能质量稳定性。通过实验检测不同压力(不同电能质量信号帧数量)条件下监测到的电能质量信号的丢帧率和准确率及电能质量信号传输时延,测试结果显示所研究方法可实现电能质量的监测。

数据中心储能型不间断电源系统及其控制技术

随着互联网数据中心IDC的快速发展,为其配备的不间断电源系统UPS规模越来越大,由于UPS的电池系统只有在少数的停电时段应用,造成了大量的资源闲置。在保证备电的前提下,充分挖掘UPS中电池系统的储能功能,是一种经济高效的储能形式。在常规UPS的基础上,提出了储能型不间断电源系统(energy storage type of UPS,EUPS)的实现架构,EUPS多种“备电+储能”应用功能的控制策略,以及EUPS参与电网多场景调节的协调控制策略。最后,基于建成的EUPS示范系统,验证了所提的EUPS系统架构和控制策略的有效性。

行星、卫星探测器用移动供电平台电源系统技术研究

在不同场景下,行星、卫星探测器用的移动供电场合有不同的供电任务需求。基于未来的任务规划框架,对行星、卫星探测器用移动供电平台电源系统任务需求进行分析研究。对行星、卫星探测器用移动供电平台电源系统提供组成方案,并对电源系统的功能、工作原理和工作模式分析,给出主要技术指标。基于方案设计和应用场景任务类型,开展两类原理样机的研制,以及对后续工作进行探讨,为接下来的工作提供思路。

城市轨道交通信号电源系统的特点与发展趋势

随着城市发展和人口增加,城市交通问题日益突出,合理设置和管理城市轨道交通信号系统可改善城市交通状况,保障人们日常安全、便捷出行,推动经济社会快速发展。城市轨道交通信号电源系统主要为信号系统提供稳定可靠的电力供应,对于信号系统正常运行十分关键。深入研究信号电源系统的工作原理、性能特点与未来发展趋势,可以为城市轨道交通的可持续发展提供技术支持和保障。

电力通信电源系统安全稳定运行的方法研究

文章对电源系统的安全稳定性进行了全面分析,探讨了评价其稳定性的标准、现存的稳定性问题,以及影响其稳定性的因素和可能的问题;提出了多种提升电源系统安全稳定运行的方法和管理策略,包括应用新型电源技术、改进电源管理系统等;探讨了加强电力通信电源系统安全稳定运行的创新手段,其中信息技术可以实现对电源系统的实时监控和优化控制,人工智能可以实现对电源系统的预测性维护、故障诊断和安全防护。

直升机电源系统短路保护设计优化分析

直升机交流电源系统一般采用三相四线制、中线接机体,直流电源系统一般采用单线制、负端接机体。为避免三相交流电或直流正极供电线缆与机体接触,发生短路现象,需对电源系统进行短路保护设计。本文针对直升机电源系统短路保护设计存在的问题,开展危害性分析,并给出多项备选改进措施,经综合评估后选定最佳方案,并经验证后措施有效,为后续研制工作提供宝贵经验。

地铁通信电源系统技术及安全控制

随着城市交通的快速发展,地铁系统已成为现代都市生活中不可或缺的一部分,而地铁通信电源系统作为地铁系统中的重要组成部分,能够为车站和列车之间的通信提供稳定可靠的电力支持,具有关键作用。基于此,阐述地铁通信电源系统的构成和工作原理,分析地铁通信电源系统的主要供电技术,探讨地铁通信电源系统的安全控制,以期为相关人员提供参考。

直升机交流电源系统电压跳动故障分析

交流电源系统作为直升机主电源系统的一种,其重要性毋庸置疑。本文针对直升机交流电源系统飞行过程中电压跳动故障,使用故障树的方法对故障进行定位,并进行故障机理分析找出电压跳动原因,提出有效改进措施,规避后续飞行过程中出现类似问题。

风冷交流电源系统机上短路故障分析

针对某型直升机实际发生的一次风冷交流电源系统短路故障进行了分析与试验室故障复现,最后提出改进方案。

基于感应耦合式无线能量传输的微纳聚合体航天器电源系统设计与验证

微纳聚合体航天器是一种以机械或电磁锁紧机构实现各模块化基本单元航天器连接的新型航天器架构,可以灵活实现在轨组装与自重构以满足不同任务需求。但是,基于传统电连接器的电气互联方式无法适应模块化航天器间灵活交汇对接与快速分离需求。针对上述问题,文章建立了基于感应耦合式双向无线能量传输的微纳聚合体航天器电源系统架构,根据地面演示验证需求分别设计了能源核航天器和载荷任务航天器电源系统参数,然后根据各模块化航天器间非接触供电需求,设计了双向无线能量传输单元参数,最后通过地面演示试验验证了基于双向无线能量传输的微纳聚合体航天器电源系统架构可行性,单级无线能量传输功率在20W~30W时传输效率稳定在75.8%以上,通过效率优化提升至95%以上,将可实现四个基本单元航天器的多级功率传输。

基于PSO-BP的变电站交直流电源系统可靠性评价研究

变电站的交直流电源系统是电力系统的重要组成部分,它们负责为变电站内的各种设备提供稳定可靠的电力。变电站交直流电源系统是一个复杂的系统,包含多个组件和子系统,如直流电源系统、交流电源系统、蓄电池组、充电机、绝缘监察装置等,这些组件之间的相互作用和依赖关系使得系统的可靠性评价变得复杂,为此提出了一种基于PSO-BP的变电站交直流电源系统可靠性评价方法。分析影响交直流电源系统工作性能的各项因素,建立系统可靠性评价指标体系。明确BP神经网络结构和自学习模式,结合粒子群算法优化网络权值、阈值参数,构建基于PSO-BP的可靠性评价模型,对各项指标数据展开学习,得到可靠性综合评价值,依托于两级递进式划分等级模式确定电源系统可靠性级别,从而得出精准的变电站交直流电源系统可靠性评价结果。实验结果表明:新研究方法得出的可靠性评价结果F1值超过了0.9,实现了对电源系统工作状态的准确评估,实际应用效果好。

基于5G通信技术的低功耗电源系统设计的优化研究

随着科学技术的高速发展,5G技术推动着人类社会的进步。5G通讯电源系统是网络建设的基础,需要同时满足4G、5G通讯技术的基础路径,以适应不同网络环境的发展需求,因此要构建好5G通信技术的低功耗电源系统的针对性技术解决方案。通信电源可以提供稳定电能给移动通信设备,防止设备出现断电故障,是通讯系统中的重要组成部分。本文分析5G基站的功耗,以及当前为5G基站供电的困难,从而探讨5G网络在DC机房电源问题中的解决方案,并对5G通信技术的低功耗电源系统进行设计与优化,为5G基站的供电优化提供参考。