6.1.3　能量平衡分析

6.1.3　能量平衡分析

6.1.3.1　轨道与光照条件

本仿真实例采用的轨道及光照条件见表6-1。为了简化分析，假定每个周期轨道的光照条件相同。

表6-1　轨道与光照条件

6.1.3.2　工作模式及功率需求

电源系统的工作模式主要有两种：一种是光照期工作模式，在此模式时，由太阳电池阵为载荷和平台供电，当蓄电池组未充满时，给蓄电池组充电；一种是地影期工作模式，在此模式时，由蓄电组提供全部的载荷和平台功率需求。为了简化分析，认为平台和载荷的功率为1 700 W。

6.1.3.3　系统模型

建立了LEO卫星电源的系统级模型，包括光照强度模块、温度模块、太阳能电池板模块、蓄电池模块、电源控制器模块以及负载模块。LEO卫星的系统级模型如图6-11所示。

图6-11　LEO卫星的系统级模型

6.1.3.4　仿真结果

基于建立的系统模型，对能量平衡进行了仿真。初始SOC设置为1，仿真时间设置为50 000 s。从图6-12中可以看出，SOC在0.8～1.0之间循环变化，最大放电深度为20%。

图6-12　SOC变化趋势

电池的电流如图6-13所示。从图中可以看出，地影期充电电流为-9.5 A，光照期放电电流为9 A，随着电池荷电状态的升高，电池电流在BEA的控制下逐渐减小，电池电压逐渐上升，如图6-14所示。

整个仿真过程中，母线电压的波形如图6-15所示。母线电压稳态值100.3 V，最大纹波0.32 V。母线电压在MEA控制下具有较高的精度以及较快的响应速度。

图6-13　电池电流变化趋势

图6-14　电池电压变化趋势

图6-15　母线电压变化趋势