应用于电推进系统的宽输入电压范围高压电源研究

电推进电源(Power Processing Unit,PPU)是电推进系统的核心单机,其体积、重量及关键技术难度往往超过推力器本身。屏栅电源及阳极电源这类大功率高压电源是电推进电源系统的核心部件。针对多模式切换电推进系统的需求,提出了一种适用于宽输入电压范围屏栅电源的两级式功率拓扑架构,前级为两相交错并联Boost拓扑以实现宽范围调压,后级为工作于最优频率点的不控谐振拓扑以实现高变比隔离升压。研究该功率拓扑架构的控制方式及磁性器件的设计原则并最终给出了相应的实验结果。

新一代架构空间电源双向DC/DC变换器研究

由于空间中太阳电池阵输出母线电压变化幅度较大,为保证电源在整个轨道周期内向负载提供持续稳定的电压,提出一种基于Boost拓扑结构的双向DC/DC变换器。该变换器拓扑简单,可靠性高,在大幅减小系统体积与成本的同时提高了系统的效率,并通过引入衰减网络优化Boost变换器为最小相位系统。变换器采用电导控制,并引入电压前馈控制以维持电导控制带宽的恒定。最后通过实验验证了变换器在1.5 kW功率下能量双向流动的工作特性,测试了变换器的效率。

一种新型超高压直流等离子体变换器研究

等离子体高压电源是等离子体发生系统中核心关键的组成部分,直接决定等离子体发生器的性能。传统的高压等离子电源具有体积重量大、效率低的特点,无法在航空飞行器有限的体积范围内装载,这是超高压产生等离子体方式的难点之一。以超高压直流电源(UHVDC)为核心,提出了一种新型的多倍压整流谐振变换器,提高了等离子体电源系统的效率,减少了电源系统的重量和体积,同时解决了高压保护的问题,最终通过8 kW输出功率实验验证了方案的有效性,其效率达90%。

光伏发电系统功率预测方法综述

提高功率预测水平是光伏发电系统并网的关键技术问题,对提高光伏发电开发利用、保证电网安全运行有重要意义。对光伏发电系统的功率预测方法进行了分析与总结,根据光伏发电的应用及需求,归纳了各类光伏发电系统功率预测方法的优点及不足,希望对我国光伏发电预测方法的发展起到一定的促进和推动作用。

光伏发电系统工作模块数量随负载功率动态变化的控制策略

对于直流离网光伏发电系统,当直流母线的功率需求较大时,因太阳能帆板的输出电压及功率受温度及光照的影响,需采用最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracing,MPPT)的方式使帆板始终保持最大功率输出的状态。而当直流母线的功率需求较小时,所有变换器同时工作将引起轻载效率低等问题,此时提高效率最简单直接的方法就是减少工作模块数量,从而确保系统在全功率范围内高效地实现能量变换。为解决上述问题,提出了发电系统的控制策略,该策略在满足电源系统负载需求的前提下,充分利用了帆板能量,并可根据负载需求动态调整工作模块数量,为提高直流离网光伏发电系统全负载范围内的运行效率提供了理论依据。最终通过仿真验证了该方案的有效性。

一种检测SSAS远端电压补偿连接状态的简单方法

空间太阳阵列模拟器(Space Solar Array Simulator,SSAS)是模拟太阳能电池板在各种负载条件下的输出特性曲线,在航天器电源系统的地面测试领域有着广泛地应用。但是在实际测试环境中,太阳阵模拟器与被测航天器电源之间较长的测试线缆,严重影响了太阳阵模拟器输出I-V曲线的模拟精度,故一般采用补偿连接线的方式对模拟器的输出电压进行远端补偿。提出了一种简单的检测远端电压补偿端子连接线的连接状态的方法,并给出归一化的故障状态判断依据。该方法不仅仅适用于太阳能电池阵列模拟器设备中,也可应用于任何大功率电源需要对输出电压进行远端电压补偿的应用场合。