【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于负载切机策略的能源动态调度系统，属于航天电气。
技术介绍
1、随着航天器在轨驻留时间的逐步加长，能源供应富余或不足的情况可能在其飞行的各个阶段出现，在特殊任务飞行阶段经常面临用电紧张的局面，而在发电条件较好的非任务阶段面临“发电过多”的情形。为了保证能源系统发电与用电的统一，提高能量利用效率，需要根据发电情况不断调整负载用电来满足各个阶段的能量供需平衡以及能量的最大化利用。
2、航天器负载用电动态管理是以能量平衡准则为基础的，这里的能源系统以太阳电池阵–储能电池系统为参考。能量平衡根据计算周期分为单圈能量平衡和多圈能量平衡，其中，单圈能量平衡以一个完整的轨道周期为基准判断在周期结束时的储能电池容量状态，而多圈能量平衡则以相邻的多个轨道周期、一年甚至整个在轨寿命为基准判断在周期结束时的储能电池容量状态，属于单圈能量平衡的时间扩展。根据不同需求可采用不同的计算准则。
3、当航天器能源发生发电或用电变更时，需要通过动态调整负载用电的方法，使电气负载消耗的功率与电源系统的供电功率相匹配，尽量保证当前状态下满足能量平衡前提下的能量利用效率最高。为了提高用电效率，急需一种方案能够基于能量平衡来进行飞行器负载用电管理控制。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种基于负载切机策略的能源动态调度系统，通过动态调整负载用电，使电气负载消耗的功率与电源系统的供电功率相匹配，尽量保证当前状态下满足能量平衡前提下的能量利用效率
2、本专利技术解决技术的方案是：
3、一种基于负载切机策略的能源动态调度系统，包括：
4、一次电源发电能力预测模块，用于建立发电系统模型以预测飞行器的能量供应情况，并将能量供应情况发送给能量平衡计算模块；
5、负载需求预测模块，用于根据飞行程序预测下一轨道周期飞行器的用电情况，并将用电情况发送给能量平衡计算模块；
6、能量平衡计算模块，接收一次电源发电能力预测模块发送的能量供应情况和负载需求预测模块发送的用电情况，根据能量供应情况和用电情况判断飞行器的能量平衡状态；
7、负载用电动态管理模块，根据能量平衡准则确定待切断或增开的负载功耗，从而实现能量平衡基准下的用电最大化。
8、进一步的，一次电源发电能力预测模块，通过一次电源系统遥测参数，计算当前阶段的一次电源发电能力；在轨道、姿态、构型不发生变化期间，将当前飞行周期的一次电源发电能力作为下一个飞行周期的一次电源发电能力预测值。
9、进一步的，一次电源系统的输出功率值
10、
11、其中，is为分流调节器输出总电流，vc为分流信号电压，is和vc为外界输入，v1和v2为电源系统参数。
12、进一步的，负载需求预测模块的预测包括：
13、读取下一飞行周期飞行模块代号；
14、若飞行模块代号在能源管理器中已有，调用能源管理器中存储的飞行模块负载需求计算结果，并退出，若否，转下一步；
15、逐条读取下一飞行周期的飞行指令，若下一飞行周期飞行指令为空，退出，否则转下一步；
16、对飞行指令进行解析，比较飞行指令执行结果与本周期结束时设备状态，若一致，负载需求预测跳过该指令；若否，将指令执行结果添加到功耗变化计算式中，并转向下一条指令，直至指令完结束本周期计算，保存本周期计算结果，转向下一周期。
17、进一步的，将指令执行结果添加到功耗变化计算式中的方法包括：
18、对于“开机”指令，在指令时刻加上对应设备功耗；对于“关机”指令，在指令时刻减去对应设备功耗.
19、进一步的，根据能量供应情况和用电情况判断飞行器的能量平衡状态方法包括：
20、计算一个预测轨道周期内储能电池在阴影区的放电容量cds和阳照区的充电容量cc；
21、定义储能电池充放电容量差值δc≡cc-cds，进而进行平衡状态的判断。
22、进一步的，
23、其中δt1,i＝ti+1-ti、δt2,j＝tj+1-tj，分别代表阳照区、阴影区时长；
24、λ1＝ξc-ah·ξc-con·ξt-c/vc-batt、λ2＝1/(ξd•ξt-d•vd-batt)，
25、其中，vd-batt代表平均放电电压，vc-batt代表平均充电电压，ξd代表放电转换效率，ξt-d代表放电传输效率，ξc-ah代表充电安时效率，ξc-con代表充电变换效率，ξt-c代表充电传输效率。
26、进一步的，进行平衡状态的判断时：
27、当δc＜0时，下一飞行周期按照预定规划，处于能量不平衡状态；
28、当δc＝0时，下一飞行周期按照预定规划，处于能量临界平衡状态；
29、当δc＞0时，下一飞行周期按照预定规划，处于能量平衡状态。
30、一种负载用电动态管理方法，包括：
31、将一次电源发电能力预测模块、负载需求预测模块、能量平衡计算模块和负载用电动态管理模块进行组合，构建飞行器负载用电动态管理系统；能量平衡计算模块根据飞行器的能量供应情况和用电情况获得能量平衡计算结果；以及根据能量平衡计算结果，确定能量平衡状态；
32、根据能量平衡计算结果，判断供电能力是否满足预定负载用电计划；当存在富余功耗时，确定能够临时增开的负载功耗值和加电时刻；当无富余功耗且功率欠缺不满足预定待接入负载的用电需求时，确定接入负载的功耗值以及需切断负载的功耗值。
33、本专利技术与现有技术相比的有益效果是：
34、本专利技术通过动态调整负载用电，使电气负载消耗的功率与电源系统的供电功率相匹配，尽量保证当前状态下满足能量平衡前提下的能量利用效率最高。
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1.一种基于负载切机策略的能源动态调度系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于负载切机策略的能源动态调度系统，其特征在于，一次电源发电能力预测模块，通过一次电源系统遥测参数，计算当前阶段的一次电源发电能力；在轨道、姿态、构型不发生变化期间，将当前飞行周期的一次电源发电能力作为下一个飞行周期的一次电源发电能力预测值。
3.根据权利要求2所述的一种基于负载切机策略的能源动态调度系统，其特征在于，一次电源系统的输出功率值
4.根据权利要求1所述的一种基于负载切机策略的能源动态调度系统，其特征在于，负载需求预测模块的预测包括：
5.根据权利要求4所述的一种基于负载切机策略的能源动态调度系统，其特征在于，将指令执行结果添加到功耗变化计算中的方法包括：
6.根据权利要求1所述的一种基于负载切机策略的能源动态调度系统，其特征在于，根据能量供应情况和用电情况判断飞行器的能量平衡状态方法包括：
7.根据权利要求6所述的一种基于负载切机策略的能源动态调度系统，其特征在于，
8.根据权利要求7所述的一
9.一种负载用电动态管理方法，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的一种负载用电动态管理方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种基于负载切机策略的能源动态调度系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于负载切机策略的能源动态调度系统，其特征在于，一次电源发电能力预测模块，通过一次电源系统遥测参数，计算当前阶段的一次电源发电能力；在轨道、姿态、构型不发生变化期间，将当前飞行周期的一次电源发电能力作为下一个飞行周期的一次电源发电能力预测值。
3.根据权利要求2所述的一种基于负载切机策略的能源动态调度系统，其特征在于，一次电源系统的输出功率值
4.根据权利要求1所述的一种基于负载切机策略的能源动态调度系统，其特征在于，负载需求预测模块的预测包括：
5.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁锐，梁晓锋，李喆，李学东，仪德英，商帅，蒋冀，张森，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：
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