MPPT不调节母线电源系统稳定性分析

《MPPT不调节母线电源系统稳定性分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、V01．22No．6航天器工程第22卷第6期76SPACECRAFTENGINEERING2013年12月MPPT不调节母线电源系统稳定性分析林文立刘治钢余恒(北京空问飞行器总体设计部，北京100094)摘要提出了一种MPPT不调节母线电源系统拓扑结构，介绍了其控制策略。分别建立了两域控制模式下太阳电池阵源端与负载端稳态分析的等效电路模型，基于小信号等效分析及状态空间方程特征根求解方法，对系统稳定性进行分析，归纳了提高此类电源系统稳定性设计的方法，此研究结果可为MPPT控制技术在未来空间电源系统中

2、应用提供设计参考。关键词最大功率点跟踪；不调节母线电源；稳定性分析中图分类号：V442文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2013．06．014StabilityAnalysisofMPPTUnregulatedBusElectricalPowerSystemLINWenliLIUZhigangYUHeng(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，Chjna)Abstract：AMP

3、PT(MaximumPowerPointTracking)unregulatedbuselectricalpowersystemtopologyforspaceapplicationanditscontrolstrategyarepresented．Theequivalentcircuitmod—elsofthesolararraysourcesandtheloadsintwo—domaincontrolmodesarebuiltseparately．Thesmall—signalequivale

4、ntanalysismethodandsolvingeigenvaluesofstatespaceequationsmethodareadoptedtoanalyzethesystemstability．Someconclusionsonincreasingthesystemstabilityareobtained，whichcouldbereferredforapplyingtheMPPTcontroltechnologytothefuturespaceelectricalpowersystem

5、design．Keywords：MPPT；unregulatedbuselectricalpowersystem；stabilityanalysis1引言最大功率点跟踪(MPPT)控制技术已经在国外多个低轨大功率卫星、电推进等卫星平台及深空探测器上得到越来越多的应用[1。2]，例如欧洲航天局的“火星快车”(MarsExpress)、“金星快车”(VenusExpress)[3J、罗塞塔号(Rossetta)[4]、信使号(Mes—senger)[5]、贝皮一科伦坡(Bepi—c010mbo)[61

6、等均采用串联型MPPT电源系统。然而，由于功率源与负载均为非线性，串联型MPPT电源系统在太阳电池阵与太阳电池阵功率调节器(ArrayPowerRegulator，APR)问存在母线电压振荡或跌落等不稳定现象[7j。文献[8]利用简化电压控制模型，对雷达卫星2(RADARSAT一2)及宇宙一地中海(COSM0-SkyMed)卫星电源电压控制环的稳定性进行了分析，具有一定代表性；而国内目前对于空间电源系统母线电压稳定性的研究还比较少。收稿日期：2013一07—11；修回日期：2013一08—18基金

7、项目：国家自然科学基金(51307006)作者简介：林文立(1983一)，男，博士，从事航天器电源系统总体设计、卫星电源高可靠自主管理等研究工作。Emailtarrsh@163．com。第6期林文立等：MPPT不调节母线电源系统稳定性分析本文提出一种MPPT不调节母线电源系统拓扑结构，介绍了它的两域控制模式，建立了太阳电池阵源端与负载端稳态分析的等效电路模型，采用小信号等效分析方法，对系统稳定性进行分析，研究结果可为MPPT控制技术在未来空问电源系统中应用提供设计参考。2电源系统拓扑及控制模式图1

8、所示为MPPT不调节母线电源系统拓扑，主要由太阳电池阵、APR、控制电路、蓄电池组、负载等组成。根据发电端及负载端电压高低，APR主电路可选择升压(或降压)直流一直流(DC～DC)变换器形式。其中，凡。。为负载电流；，。。为蓄电池充／放电流；i。。为太阳电池阵输出电流；口。。为太阳电池阵输出电压；锄M队为一次电源母线电压。㈣㈧太阳电池阵图lMPP’I、不调节母线电源系统拓扑Fig．1DiagramofMPPTunregulatedbuselectricalpowersystemto