空间电源系统关键技术分析

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新能源电力系统优化控制方法及关键技术探究

新能源电力系统优化控制方法及关键技术探究摘要：能源系统日益高涨的清洁化和低碳化的诉求意味着中国必将走向可再生能源电力系统。

但以风电和光伏为代表的间歇性可再生能源大规模并网为电力系统运行规划等各个方面带来了全新的挑战。

基于此，本文就新能源电力系统优化控制方法及关键技术进行简要探讨。

关键词：新能源；电力系统；关键技术；1新能源电力系统面临的挑战1.1稳定与保护风电和光伏均需要直接或间接通过电力电子装置并网。

其电压频率支撑特性与水电、火电等常规机组有较大差别。

因此，随着可再生能源接入电网的规模不断增大，系统动态特性将发生深刻变化，对系统稳定运行构成新的挑战。

同时，对系统保护装置提出了新的要求。

故障连锁脱网与电能质量问题在系统中比例甚至低比例渗透阶段有可能出现。

对于机组本身，电力电子装备过流耐受能力比同步发电机差。

当机端发生故障时，由于无法像常规机组一样维持并网点电压，风电和光伏电源在电网产生故障时往往更加倾向于尽快脱离电网。

由于换流器抗干扰能力弱，在可再生能源发展早期全球便已发生了大量大规模脱网事故。

此外，在可再生能源机组的局部并网点，电力电子装置功率开关元件的高频开断动作将产生高频谐波并注入电网，使并网点产生电压畸变与闪变，影响并网点的电能质量。

在并网点电压较低、结构薄弱且可再生能源渗透率较高的电网，电压波动与闪变严重程度将会加剧，但通常超出并网标准情况较少。

在中低比例阶段的集中并网区域，可再生能源机组电力电子装置与系统中的其他元件相互影响可能产生稳定问题。

随着可再生能源渗透率的逐步提升，传统电力系统中以机电动态为主导的各种参数的稳定性，包括功角、电压和频率稳定性均会发生改变。

在渗透阶段，由于电力电子的宽频响应特性，系统稳定性不再局限于传统的工频和机电时间尺度，电磁动态特性加剧，导致出现振荡频率范围扩展到数千赫兹的宽频电磁振荡现象。

且在渗透阶段，这一现象将不仅局限局部并网地区，宽频电磁振荡将可能扩展至全系统。

民用飞机综合航电系统技术分析

I G I T C W技术分析Technology Analysis62DIGITCW2022.121 民用飞机综合航电系统发展现状本文以波音787和空客A380的综合航电系统为例进行现状分析。

1.1 波音787波音787的综合航电系统采用开放式CCS 结构，具体构成为CDN （通用数据网）、CCR （通用计算设备）、RDC （远程数据采集器）等，构成相对复杂，结构成分较多。

其中，通用计算设备的机柜中安插若干个GCM （通用处理模块）、通用数据网（每秒100兆字节）以及LR M （可更换模块）。

波音787的综合航电系统还整合了非传统航电系统的处理与控制功能，具体包括燃油、环控、防火、电源、起落架、液压、防冰、舱门系统等。

除此之外，其计算机系统以ARINC 653为标准进行设计，以此控制系统改变流程期间的成本投入，同时提高系统的兼容属性，为日后迭代优化等工作提供支持。

该民用飞机的综合航电系统中还采用了网络技术以及与其相兼容的技术，由此可以实现数据的准确、高效传递。

数据链由核心网络、孔底数据链和通用核心系统组成，主要负责外界数据采集与上传。

其中，数据传输期间统一落实AFDX 标准，依托于LED 液晶显示屏的使用以及工业标准GUI 图形界面的设计，满足相关人员的数据查看与操控所需[1]。

1.2 空客A380空客A 380的综合航电系统以I M A 为主，所谓IMA ，是指集成模块化航空电子设备，同时辅以CTOS （商用货架产品）技术和Integeity-178B 操作系统。

在整个系统框架中，该飞机共使用32个IMA 模块，均属于场外可更换模块，分别应用于起落架、显示系统、告警系统、环控系统、引气系统、电传操纵系统、电气系统、自动驾驶系统、燃油系统和液压系统等。

对于该综合航电系统的核心处理以及输入、输出模块而言，其统称为CPIOM ，组成要素较多，构成成分包括PCI 内部互联板、中央处理器线路板、输入线路板等。

智能配电网态势感知和态势利导关键技术

智能配电网态势感知和态势利导关键技术摘要：智能配电网体系对电力系统和终端用户的运行有着十分密切的联系，态势感知技术可以更加全面、精准地掌握电网及设备的运行状态，以势能信息的采集、分析来实现更高效的态势利导技术，使大电网系统能够向着更加稳定、安全的状态运行，不断提升现代化电力输配体系的智能化水平。

因此，将系统性地介绍态势感知和态势力导的技术概念，并结合智能配电网运行的配置需求，详细分析其在智能配电网中的关键技术应用。

关键词：智能配电网；态势感知；态势利导；关键技术引言：随着社会科技的不断发展，人们的工作、生活中对电力资源的需求量也在不断增加，对电网输配和管理提出了更高的要求，在高压、长输的配电网建设中也取得了重要的技术突破。

在电力系统的运行过程中，为保证其安全、高效，需要采取可靠的监测与调控技术来实现维护，态势感知和态势利导技术可以根据配电网中终端用户及设备的随机性需求实现智能化响应配置，且在地震、火灾等紧急状况下的电网安全评估管理也具有重要应用意义。

一、态势感知和态势利导的技术概述态势感知是指，在特定的时域和空域条件下，对某些环境元素产生的觉察、理解和预测等一系列动作，在其感知分析的过程中包括了一级态势感知的数据信息获取、二级态势感知的数据分析评估、三级态势感知的趋势预测与可视化；态势利导是指，在获取环境元素基础信息的同时，按照系统运行更有利的方向对这些环境元素展开调整和控制，因此，态势利导的实现其实是一个不断动态交互、反复的重要过程。

二、智能配电网运行的配置需求在电网体系建设规模不断扩张的背景之下，远距离的长输配电网可以更好地满足大规模的电力资源输配应用，且实现了传统火电和风光新能源的有效接入。

在构建智能输配电网的过程中，需要利用更加广域的态势感知技术来保证电网的稳定性，实现了对电网运行的实时监测，充分考虑系统不稳定性带来的调控影响，根据电网系统中的负荷实现随机的响应。

在智能配电网体系的建立过程中，需要利用态势感知和态势利导来实现更优的配置。

高轨大功率卫星电源系统的MPPT技术

高轨大功率卫星电源系统的MPPT技术赵国伟;韩献堂【摘要】针对高轨大功率卫星的环境特点,对空间电源系统设计开展研究.高轨大功率卫星通常采用直接能量传输(DET)方式的电源系统,为保证卫星寿命末期电源系统的功率输出,通常把太阳电池方阵寿命末期的最大功率点设在母线电压附近,这就导致卫星寿命初期太阳能的利用率较低,提出了一种控制方法,保持DET电源系统的高传输效率优势的同时,采用分段固定电压最大功率跟踪(MPPT)技术,实现太阳电池方阵始终接近最大功率输出,从而寿命初期的能源利用率远高于其他形式的电源系统.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2016(040)008【总页数】4页(P1675-1678)【关键词】空间电源系统;最大功率点跟踪;能源利用率【作者】赵国伟;韩献堂【作者单位】中国电子科技集团公司第十八研究所,天津300384;中国电子科技集团公司第十八研究所,天津300384【正文语种】中文【中图分类】TM914随着空间技术的快速发展，大功率、轻量化成为了卫星发展的主要方向[1]。

受这两个条件的约束，高比功率成为了电源系统的主要发展方向。

高轨大功率卫星，星箭分离后，电源系统为整星供电，随着轨道环境的变化，以及姿态的调整，太阳电池阵的输出功率也发生变化，如何充分利用能源成为了首要解决的任务。

目前常见的航天电源系统可以分为：采用传统直接能量传输(DET)的电源系统和采用最大功率点跟踪(MPPT)控制技术的电源系统两种方式：传统直接能量传输(DET)电源系统：传输效率高，适合高轨光照环境稳定的卫星，初期能源利用率较低，末期能源利用率高。

图1为直接能量传输方式。

最大功率点跟踪电源系统(分为并联调节方式和串联调节方式)：串联调节方式(图2)：传输效率比较低、热耗大，但光能转换效率高，适合低轨道小卫星，能源利用率比较稳定。

并联调节方式(图3)：传输效率低、热耗大，但光能转换效率高，适合深空探测大功率卫星。

电力系统分析(5篇)

电力系统分析(5篇)电力系统分析(5篇)电力系统分析范文第1篇电力作为经济社会进展的基本能源，在智能电网建设进程中，实现了对传统电能粗放型管理向集约型的转变，尤其是在电能数据采集和计量上，以其富裕柔性、高互动性和牢靠性满意了用电户对电能实时性的要求，也为智能电网平台构建供应了技术支撑。

电力营销是建立在用电信息收集基础上，结合电力系统的智能化管理来满意电力服务目标，特殊是在智能电表的讨论与应用中，实现了电能数据采集、计量、归集和处理，也节省了电力企业电能管理成本，提升了电力企业信誉和服务水平。

1电力营销的主要业务及客户需求分析电力营销系统主要包括客户服务单元、营销业务单元、营销工作质量单元及营销决策支撑体系四部分。

其中，客户服务层主要通过营业厅、互联网来满意用电户的信息查询、询问、受理用电户的紧急服务或投诉举报等业务，也是电力营销系统中提升企业形象，赢得市场竞争的关键点；营销业务层主要从电力标准化、规范化管理上，从详细业务的处理上来优化管理，提升服务效率。

如对新装、增容、变更服务、电能计量、电费收缴、合同管理、负荷管理等业务；电力营销工作质量管理层，主要从客户服务及电力营销业务考核上，就工作流程、工作任务、合同执行状况，以及投诉举报工作进行监督，督促相关责任部门完善落实；电力决策支撑层，主要从电力营销策略制定、市场调研、市场开发、运营管理、客户管理、电力营销效益评估及企业战略规划上供应科学决策依据，帮助电力营销决策工作。

我国电力营销工作起步较晚，与发达国家相比还较为滞后，用电户对电力营销业务需求还处于较低层面。

通常状况下，在保障电力供应稳定性上，结合电力服务经济社会进展实际，从故障排解响应速度、提升优质电力服务质量上，电力营销在客户需求分析上主要表现在：一是满意电能供应牢靠性，从停电缘由、电网改造、电力设备故障处理、电力供需不平衡等方面来提升供电牢靠性；二是满意共性化电力服务需求，当前在共性化服务上，主要集中在用电户电能信息采集，以及实现供电、用电双向互动交互；三是快速电能故障处理及响应速度，着力从电力故障点推断、解决用电户故障问题，实现快速响应处理；四是丰富用电业务办理渠道，当前主要以营业厅为办理渠道，人工受理方式降低了用电满足度，要拓宽网络办理，实现智能化受理；五是用电信息不透亮，当前用电户所获得的用电信息范围狭窄，无法全面了解、准时获得用电信息，导致电力营销策略规划缺乏引导性。

空间电源的研究现状与展望

（４）母线电压的选择电源系统母线电压的选择，典型值有２８Ｖ、４２Ｖ、１００Ｖ，即低、中、高三种。母线电压的选择主要考虑如下因素： ①航天器功率需求水平； ②航天器功率电缆网的重量与损耗； ③可以得到的元器件的耐压与成本水平； ④航天器表面在空间等离子环境下不均匀充电，引起静电击穿的危险性和太阳电池阵等离子漏电的严重性； ⑤对二次电源（ＤＣ／ＤＣ变换器）的输入电压、转换效率与可靠性的影响。特别要指出采用１００Ｖ以上电压，电压的提高会使电缆损耗或电缆网的重量以平方关系下降。但是１００Ｖ以上电压会引起太阳电池阵诸多问题，必须逐一加以防范。主要问题有：太阳电池阵表面高绝缘盖片不均匀充电，有时高达上万伏，会产生静电放电，激发等离子通道，使太阳电池电路和太阳电池基板表面短路，太阳电池阵部分或全部功率丧失。
（５）多机组并联与单机组配置有两种配置方式，一种是多机组方式。每个机组由独立的太阳电池阵、电池组、充电控制单元组成。这种方式在国际通信卫星系统和我国的东方红三号卫星平台及９２１载人飞船得到应用。另一种配置是单机组（统一
母线）配置。这种配置的太阳电池电路、分流调节器、充电调节器、放电调节器、蓄电池组都是冗余的多模块方式配置，但受统一的中心控制器（主误差放大器）指挥。只要改变各种模块的数量就可以实现系统输出功率的扩展。
体装式太阳电池阵
空间本体表面式太阳电池阵脱裙式太阳电池阵
－太阳电池阵
刚性折叠式（铝蜂窝式）
非聚光式卜—．Ｈ半刚性匆叠式
平板展开式太阳电池阵
全柔性卷式或折叠式带平面反射镜式太阳电池阵
聚光式
菲涅尔镜太阳电池阵
圆柱式圆锥式
图ｌ航天器太阳电池阵构型分类
太阳电池阵提高比能量、降低成本的另一途径是使用聚光太阳电池阵。聚光太阳电池阵分为两类：一类是反射式，在太阳电池板两边安装薄膜式反射镜，使光强增加５０％到７０％；另一类是菲涅尔透镜式聚光式，后者通常有两种：圆柱和圆锥；圆柱式要求太阳电池阵单轴对日定向；圆锥式要求太阳电池阵对日双轴跟踪定向菲涅尔透镜的聚光度远高于反射式平板反射镜，聚光度可以达到几十

能源互联网关键技术分析

能源互联网关键技术分析一、概述随着全球能源需求的不断增长和环境污染问题的日益严重，能源互联网作为一种新型的能源供应方式，正逐渐受到全球范围内的关注。

能源互联网以互联网思维和技术手段，将传统能源产业与信息技术、通信技术、控制技术等多领域深度融合，实现能源的高效、清洁、安全、可持续利用。

本文将对能源互联网的关键技术进行深入分析，以期为能源互联网的进一步发展和应用提供理论支持和实践指导。

能源互联网的关键技术主要包括能源信息采集与感知技术、能源互联网通信技术、能源互联网控制技术和能源互联网交易与服务平台技术等。

这些技术共同构成了能源互联网的核心架构，为能源的智能化管理、优化配置和高效利用提供了强有力的支撑。

能源信息采集与感知技术是能源互联网的基础。

通过对各类能源设备的实时数据采集和监测，可以实现能源的精确计量、分析和预测，为能源的优化配置和决策支持提供数据依据。

能源互联网通信技术是连接各类能源设备和系统的关键。

通过高速、可靠、安全的通信网络，可以实现能源信息的实时传输和共享，确保能源互联网的高效运行。

再次，能源互联网控制技术是实现能源优化调度和管理的核心。

通过先进的控制算法和优化策略，可以实现对能源设备的智能控制，提高能源利用效率，保障能源供应的稳定性和安全性。

能源互联网交易与服务平台技术是推动能源市场化和产业升级的重要力量。

通过构建开放、透明、高效的能源交易与服务平台，可以实现能源资源的优化配置和高效利用，推动能源产业的可持续发展。

能源互联网的关键技术涵盖了能源信息采集与感知、能源互联网通信、能源互联网控制和能源互联网交易与服务等多个方面。

这些技术的不断创新和发展，将为能源互联网的广泛应用和深入发展奠定坚实基础。

1.1 能源互联网的概念能源互联网是一种基于先进的信息通信技术和新能源技术，实现能源的高效、清洁、安全、灵活和智能化配置与利用的新型能源体系。

它将可再生能源、传统能源以及各种能源消费设备通过网络化的方式互联互通，形成一个高度智能化、自我优化的能源生态系统。

我国空间站能源管理系统方案设想

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文章编号：１６７４ — ５８２５（２０１３）０３ — ００２１ — ０７
１引言
根据我国载人航天工程发展战略，第三阶段我国将建造长期有人驻留的空间站。空间站在许多方
第１９卷第３期２０１３年５月
载人航天
ＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅｌｆｉｇｈｔ
Ｖｏ１．１９Ｎｏ．３
２１
我国空间站能源管理系统方案设想
杨亚红，乔卫新，徐慧栋，马季军，陈改革
（上海空间电源研究所，上海２００２４５）摘要通过对空间站能源系统的需求分析，提出了天地一体化空间站能源管理系统方
为了有效进行 “ 自由” 号空间站（后演变为国际空间站）电源系统运营管理，专门研制了用于其性能
际空间站的设计理念，可采用多功率通道架构，各功
收稿日期：２０１２ — ０７ — ３０；修回日期：２０１３ — ０４ — ３０
率通道保持相互独立，通过配电网络向负载调配供电。功率通道以发电设备为起点、以控制设备为终点，形成一条独立母线。为提高功率通道供电的可

空间核反应堆电源的功率分布控制方法研究

空间核反应堆电源的功率分布控制方法研究随着人类探索宇宙的步伐不断加快，空间核反应堆电源作为一种高效、持久的能源供应方式，在航天器、月球基地等领域具有广泛的应用前景。

然而，空间核反应堆电源的功率分布控制是一个关键技术难题，直接关系到能源供应的稳定性和安全性。

本文将对空间核反应堆电源的功率分布控制方法进行深入研究。

一、空间核反应堆电源的功率分布特性空间核反应堆电源通常采用热能转换方式，将核反应产生的热能转换为电能。

由于核反应堆的功率密度高，其产生的热能分布不均匀，导致热能转换效率不稳定，从而影响电源的输出功率。

因此，对空间核反应堆电源的功率分布特性进行深入了解，是实现有效控制的基础。

二、功率分布控制方法针对空间核反应堆电源的功率分布特性，可以采用以下几种控制方法：1.热能导流控制：通过优化热能导流结构，使热能均匀分布在热能转换器上，从而提高转换效率。

具体可以采用热管技术、热超导材料等手段。

2.反应堆功率调节：通过调节反应堆的输入功率，实现对热能输出的控制。

这种方法需要精确的控制算法和执行机构，以保证调节的准确性和稳定性。

3.热能缓冲控制：在热能转换器前设置热能缓冲结构，减小热能波动对转换效率的影响。

这种方法可以有效提高电源的稳定性和可靠性。

4.智能控制技术：采用人工智能和机器学习等技术，实现对空间核反应堆电源的智能控制。

通过建立模型、训练算法等方式，实现对功率分布的有效预测和控制。

三、未来研究方向未来对于空间核反应堆电源的功率分布控制方法的研究，可以关注以下几个方面：1.深入研究空间核反应堆电源的热能输出特性，建立更加精确的热能模型，为控制方法的研究提供理论支持。

2.探索新型的热能导流和控制材料，提高热能转换效率和稳定性。

3.结合智能控制技术，开发更加高效、智能的空间核反应堆电源控制系统。

4.加强实验验证和实际应用研究，不断优化和完善控制方法，提高空间核反应堆电源的安全性和可靠性。

总之，空间核反应堆电源的功率分布控制是一个复杂而重要的技术问题。

空间核电源电力系统功率因数校正技术的研究

空间核电源电力系统功率因数校正技术的研究靳洋;刘世超;何小斌;刘绘莹;郑奕【摘要】为满足我国未来深空探测、星表基地等空间任务电源系统的需求,通过采用基于空间核电源系统的功率因数校正技术来滤除和抑制由发电机产生的谐波,从而提高系统的用电效率.提出一种新型Boost PFC拓扑结构,首先分析变换器的工作原理,之后对工作在连续电流导通模式下的Boost变换器进行建模分析.通过对变换器双环控制中的电压环和电流环进行理论设计和数学推导,从而确定控制环路参数.采用PLECS仿真软件对变换器的控制策略和系统的动态响应进行验证,并实现输入电流对输入电压的零相位正弦化追踪.【期刊名称】《上海航天》【年(卷),期】2018(035)004【总页数】6页(P114-119)【关键词】空间核电源;有源功率因数校正;谐波消除;升压变换器;状态空间模型法;连续电流模式;PI控制器;PLECS仿真验证【作者】靳洋;刘世超;何小斌;刘绘莹;郑奕【作者单位】上海空间电源研究所,上海200245;上海空间电源研究所,上海200245;上海空间电源研究所,上海200245;上海空间电源研究所,上海200245;上海空间电源研究所,上海200245【正文语种】中文【中图分类】V190 引言由太阳能电池阵与锂离子蓄电池联合组成的电源系统因性能可靠，工作寿命长，电功率可达数十千瓦，故在航天器上得到广泛应用。

随着深空探测任务难度增大，航天器对电源系统的要求越来越苛刻，传统的太阳能电池-蓄电池电源系统难以满足更高的任务需求。

空间核电源具有能量密度大、功率调节范围大(百千瓦级至兆瓦级)、寿命长、机动性高、质量轻、体积小、不依赖太阳光照等特点，已成为未来深空探测、星表基地等空间任务中不可替代的能源系统[1-2]。

空间核电源动态热电转换系统包括发电机，其输出交流信号含有谐波畸变，会造成发电机发热加剧，运行噪声、振动增大，导致发电机效率下降。

发电机输出的电压电流发生畸变，会造成电源品质下降，给后端功率变换电路带来严重负担。

机房UPS供电系统设计及设备间布置可行性方案

机房UPS供电系统设计及设备间布置可行性方案随着信息技术的快速发展，机房作为数据中心的核心设施之一，起到了保证服务器和网络设备的正常运行的重要作用。

而UPS（不间断电源）供电系统则是机房的关键设备之一，它能够提供稳定的电力供应，避免因市电故障或突发停电而导致的数据丢失和设备损坏。

1.电量需求：根据机房中设备的类型和数量，计算出UPS系统所需的总电量。

根据电量需求，选择合适的UPS设备，并确保其输出功率能够满足机房的需求。

2.系统冗余：为了提高系统的可靠性和容错性，可考虑将UPS系统设计为冗余运行模式，即多个UPS设备并联运行。

当其中一台设备故障或需要维护时，其他设备能够继续提供电力供应，以保证机房的连续运行。

3.电池容量：UPS供电系统中的电池容量决定了其能够支持机房设备的运行时间。

根据机房的需求，选择适当容量的电池，并确保其能够满足机房在停电或市电故障时的续航时间要求。

4.环境条件：UPS设备对环境的要求较高，一般要求温度和湿度在一定范围内，需要提供适当的散热和排风系统。

此外，UPS设备还需要与其他设备保持一定的距离，以便为其散热提供足够的空间。

在设备间的布置方面，需要考虑以下几个因素：1.空间需求：根据UPS设备的尺寸和数量，计算出所需的空间，并确保设备的布置不会影响机房的正常运行。

此外，还需要合理规划空间，确保设备之间留有足够的距离，便于维护和检修。

2.布线规划：将UPS设备与机房其他设备之间的电力线路进行合理的布线规划，以确保电力供应的稳定和可靠。

3.设备安装：UPS设备需要安装在机房的合适位置，确保其稳定性和安全性。

可以选择将其安装在机房的固定墙壁上，或者使用机架安装等方式进行固定。

4.连接设备：将UPS设备与机房中的主要设备（如服务器、交换机等）进行连接，以确保它们能够接收到UPS提供的稳定电力供应。

可以通过电源插座和电源线进行连接。

综上所述，机房UPS供电系统设计和设备间布置是一个多方面需要考虑的问题。

空间核反应堆电源技术应用需求及发展前景研究

空间核反应堆电源技术应用需求及发展前景研究随着科学技术的发展，人类对于能源的需求越来越大。

而空间使用的核反应堆电源技术无疑是未来能源领域中的重要发展趋势之一。

空间核反应堆电源技术在卫星、载人空间飞行器、深空探测器等领域中有着广泛的应用前景。

本文将从空间核反应堆电源技术的应用需求以及技术发展前景两个方面来进行研究。

一、应用需求1.卫星领域卫星是现代通讯、气象、导航等领域的重要应用载体。

而传统的太阳能电池板对于卫星的功率需求有限。

而空间核反应堆电源技术的出现则可以满足卫星对于能源不断增长的需求，提高卫星的使用寿命和功能。

2.载人空间飞行器领域载人空间飞行器需要提供给宇航员足够的电力供应，在遇到故障时能够自主供电以及应对突发情况。

而空间核反应堆电源技术可以确保飞船在出故障时有足够的电力供应，使宇航员安全返航。

3.深空探测器领域深空探测器需要耗费大量的能源来满足其工作的需求。

然而，太阳能电池板在距离太阳较远的地方工作效率会极度下降。

而空间核反应堆电源技术则不受距离限制，具备更高的能量输出能力，能够满足深空探测器对能源的需求。

二、技术发展前景1.安全性空间核反应堆电源技术的应用受到核辐射的制约，但随着技术的不断发展，空间核反应堆电源技术安全性将逐渐得到提高，可以广泛应用于各种载体。

2.成本空间核反应堆电源技术是目前比较昂贵的一种能源技术，但预计随着技术的普及与不断完善，成本也将逐渐降低，使得其应用范围得到进一步拓展。

3.应用范围的拓展随着技术的不断进步与完善，空间核反应堆电源技术将被更广泛地应用于宇航器、基地、移民船等人类空间生存的场所。

同时，在未来的航天探测中，空间核反应堆电源技术也将成为重要的能源选择。

4.环境保护空间核反应堆电源技术不需要大量的燃料，不会产生大量的废气和温室气体等有害物质，对环境的影响也相对较小。

综上所述，空间核反应堆电源技术是未来能源领域中的重要发展趋势之一，具有广泛的应用前景和重要的发展空间。

空间S4R电源系统的设计与实现

空间S4R电源系统的设计与实现李建平;徐伟;钱成喜【摘要】采用S4R功率调节技术能降低电源系统的控制难度,并具有较高的充电效率,同时能降低PCU的质量和热功耗,是一种具有广泛应用前景的卫星电源技术.介绍了一套42 V母线S4R功率调节技术空间电源系统,对S4R功率调节系统的技术特点、设计方法和实验情况进行分析总结.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2015(039)010【总页数】4页(P2218-2221)【关键词】S4R;42V;电源实验系统【作者】李建平;徐伟;钱成喜【作者单位】中国电子科技集团公司第十八研究所,天津300384;中国电子科技集团公司第十八研究所,天津300384;中国电子科技集团公司第十八研究所,天津300384【正文语种】中文【中图分类】TM615S4R功率调节技术于20世纪90年代中期由EAS电源研究室开发成功，S4R在S3R的基础上拓展增加了太阳电池阵的直接充电功能。

S4R电源系统采用“两域”控制方式，与S3R系统[1]的“三域”控制方式相比，降低了一次电源系统控制的复杂程度，提高了电源系统跨域动态响应能力；由于S4R系统具有太阳电池阵的直接充电功能，不需要配置独立的BCR充电模块，可减轻电源控制器(PCU)的质量。

S4R系统[2]中，太阳电池阵能直接为蓄电池组充电，使PCU具有更高的充电效率，同时降低PCU热功耗，降低PCU的热控难度。

S4R功率调节技术可以满足各种轨道航天器电源系统的应用需求，尤其适用于需要频繁地进行大电流充电的航天器电源系统。

如图1所示，42 V母线S4R电源系统主要包括S4R电源控制器、太阳方阵模拟器、锂离子蓄电池组、电子负载模拟器以及测试用的TM/TC、上位机等相关仪器设备。

1.1 S4R电源控制器电源控制器是S4R功率调节技术电源系统的核心，电源控制器采用两域(S4R)全调节母线体制，实现母线电压调节、太阳电池阵模拟器输出功率的分流调节、蓄电池组模拟器充电控制及放电调节，以及实现产品过压、限流保护。

美国空间核动力斯特林电源系统技术发展分析

美国仅对 SRG － 110 和 ASRG 两代采用放射性同位素热源的系统方案进行了实际系统整机制造 [2]，试验样机均为百瓦级，系统效率最高可达 30%，已开
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Space International 国际太空·总第 510 期
展大量地面试验。其他技术方案均停留在概念设计和技术论证阶段，采用放射性同位素热源的系统方案最高供电水平将近 500W，采用核裂变热源的系统方案单机最高供电水平高达 40kW。
同时，NASA GRC 资助 SunPower 公司面向系统飞行逐步完善发电器设计。已完成了 6 代 ASC 机型设计，现有的 ASC 工程样机 3 号（ASC-E3）技术成熟度达到 6 级（TRL 6），并已在 GRC 完成独立验证和验证测试。 [20] 该公司进行的 ASRG 研究项目中的试验结果表明，其研发的斯特林发电器已经能够满足航天器的发射力学环境要求。
此外，美国也不断开发新型发电机和系统设计， SunPower 公司在汲取 ASC 设计经验的基础上与洛克达因公司（Aerojet Rocketdyne）团队合作，尝试开发一种新型 SunPower 鲁棒斯特林发电器（SRSC），进一步提升发电器鲁棒性与可靠性。设计目标为全功率连续运行寿命 20 年，质量 2kg，单机发电功率 63.7W，热电转换效率 29.2%[21] 。
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Space International 国际太空·总第 510 期
钚－ 238。为满足任务需求，实现钚－ 238 的自主可控， NASA 与 DOE 在 2011 年启动了钚－ 238 生产项目来重建生产能力，计划在 2023 年实现年均至少 1.5kg 的二氧化钚产量。但这仍无法满足其未来航天任务燃料需求，即便是将年产量提升到 5kg，美国航天领域在 2025 年前后仍会出现钚－ 238 供应告急的情况。为此，美国计划从缩短生产材料停留时间、延长衰变时间、减少裂变产物库存和放射水平、缩短生产处理过程，以及缩小生产设施占地面积等方面入手，进一步提升生产能力。

空间电源系统对太空探索及卫星运行效率提升影响分析

空间电源系统对太空探索及卫星运行效率提升影响分析摘要：随着人类对太空的探索越来越深入，太空探索的成功与否严重依赖于可靠的电力供应。

空间电源系统在太空探索和卫星运行中起着至关重要的作用。

本文将分析空间电源系统对太空探索和卫星运行效率的影响，并探讨其提升效果。

Introduction太空探索已经成为目前人类世界中最具吸引力的领域之一。

然而，太空中的极端环境以及长期的离地束缚使得电力供应成为太空探测任务中的关键因素。

空间电源系统的高效性和可靠性对于太空探索的成功至关重要。

本文将讨论空间电源系统对太空探索和卫星运行效率的影响，并探讨其提升效果。

影响：提供可靠的电力供应空间电源系统是太空探索和卫星运行的基础设施之一。

在太空中，太阳能光伏系统和燃料电池是最常用的两种空间电源系统。

太阳能光伏系统通过利用太阳能将光能转化为电能，为卫星提供持续稳定的能量来源。

燃料电池则通过化学反应来产生电能，为航天器提供能量。

这些空间电源系统不仅需要在极端温度和辐射条件下可靠工作，还需要具备高效的能量转换效率。

太空探索的成功与否在很大程度上取决于电力供应的可靠性。

电力系统的失效会导致任务中断甚至失败。

例如，探测器可能无法正常工作或无法进行通信，卫星可能无法定位或无法执行任务。

因此，空间电源系统的可靠性对于太空探索至关重要。

影响：提高卫星运行效率空间电源系统的高效性对卫星的运行效率至关重要。

卫星通常需要在保持轨道和姿态的同时，执行各种任务，如遥感、通信和科学实验等。

高效的空间电源系统可以提供稳定的能量供应，并减少重力换向及其他动力耗能带来的不利影响。

太阳能光伏电池是提高卫星运行效率的主要技术之一。

随着太阳能电池技术的发展，卫星可以在太空中更高效地收集和利用太阳能。

这不仅可以延长卫星的寿命，减少能源消耗，还可以提高卫星的数据传输速率和信号质量。

除了太阳能光伏系统，燃料电池也可以提高卫星运行效率。

燃料电池具有高能量密度和长期稳定性的特点，适用于长期在太空中运行的卫星。

空间探测器的电力系统设计与效能评估

空间探测器的电力系统设计与效能评估空间探测器的电力系统设计与效能评估一、引言空间探测器的电力系统是其正常运行和实现科学任务的关键要素之一。

合理的电力系统设计可以保证探测器的稳定运行，并为其传输数据和执行各种测量任务提供所需的能量。

本文将探讨空间探测器电力系统的设计原则、组成部分以及效能评估的重要性。

二、电力系统设计原则1. 能量供应：电力系统应具备稳定的能量供应能力，以满足探测器各项任务的需求。

同时，还应考虑到能源来源的可靠性和可持续性，以确保探测器在长期任务中能够获得足够的能量。

2. 能量储存：电力系统需要具备能量储存功能，以应对黑暗或遮挡物遮挡太阳光等特殊情况。

常见的能量储存装置包括太阳能电池板和电池组等。

3. 能量分配：电力系统需要能够合理分配能量给不同的任务模块，以满足各项任务的能量需求。

合理的能量分配可以保证探测器的各项任务得到充分执行，提高整个系统的效能。

三、电力系统组成部分1. 太阳能电池板：太阳能电池板是空间探测器最重要的能源获取装置之一，通过吸收太阳光转化为电能。

通常情况下，太阳能电池板会被安装在探测器的外部，以便充分接收到太阳的辐射。

2. 电池组：电池组用于储存太阳能电池板吸收到的能量，并在其他情况下提供稳定的电源。

电池组的种类多种多样，包括锂电池、氢燃料电池等。

3. 电压调节器：电压调节器用于将太阳能电池板或电池组输出的不稳定电压转换为稳定的电压，以满足各个任务模块的需求。

4. 总线系统：总线系统用于将能量从电压调节器传输到各个任务模块，以满足其能量需求。

常用的总线系统包括直流母线和交流母线。

四、电力系统效能评估电力系统的效能评估对于检验其设计质量以及优化系统性能至关重要。

常用的评估指标包括能量供应能力、能量利用效率和能量储存能力等。

能量供应能力：通过评估电力系统提供能量的能力，可以确定系统是否能够满足探测器各项任务的能量需求。

这需要考虑到能源来源的稳定性和可持续性。

能量利用效率：评估电力系统的能量利用效率可以帮助确定是否存在能量浪费现象，并为进一步优化系统提供指导。

我国空间站能源管理系统方案设想

我国空间站能源管理系统方案设想
杨亚红;乔卫新;徐慧栋;马季军;陈改革
【期刊名称】《载人航天》
【年(卷),期】2013(019)003
【摘要】通过对空间站能源系统的需求分析,提出了天地一体化空间站能源管理系统方案设想,设计了能源管理系统架构、功能层次及面向空间站构型的功率调配方案,并分析了存在的几项关键技术,为我国空间站能源管理系统方案设计提供一定的借鉴和参考.
【总页数】7页(P21-27)
【作者】杨亚红;乔卫新;徐慧栋;马季军;陈改革
【作者单位】上海空间电源研究所,上海200245;上海空间电源研究所,上海200245;上海空间电源研究所,上海200245;上海空间电源研究所,上海200245;上海空间电源研究所,上海200245
【正文语种】中文
【中图分类】V423.4+4;V423.7
【相关文献】
1.我国空间站机械臂系统方案通过评估 [J],
2.基于地月周期重访轨道空间站的载人月球探测方案设想 [J], 杨雷;向开恒;童科伟;闵学龙
3.空间站泄漏监测报警方案设想——绝压法 [J], 回天力;刘刚;高静;贾东永;杨纯;孙国辉
4.我国空间站机械臂系统方案顺利通过综合评估 [J], 无
5.节能降耗,从建立能源管理系统开始——正泰数据能源管理系统解决方案 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

空间堆热管输热能力分析

空间堆热管输热能力分析李华琪;江新标;陈立新;杨宁;胡攀;马腾跃;张良【摘要】为保证空间堆的传热安全，空间堆热管必须工作在各种传热极限以下，并能满足避免单点失效的安全要求。

本文建立了空间堆热管黏性极限、声速极限、携带极限、沸腾极限和毛细极限5种传热极限计算方法，并改进了毛细极限计算模型。

利用建立的方法计算了分段式热电偶转换的热管冷却空间堆电源系统堆芯锂热管、辐射散热器钾热管和碱金属热电转换的空间堆电源系统堆芯钠热管的传热极限。

结果表明，空间堆用锂热管和钠热管的毛细极限分别为25.21 kW和14.69 kW ，钾热管的声速极限为7.88 kW ，其传热设计冗余量分别大于19.4％、23.6％和43.2％。

空间堆堆芯热管在正常运行时限制其热量输出的传热极限为毛细极限，而限制散热器钾热管正常运行时热量输出的传热极限为声速极限。

%To insurethe safety of space reactor power system with no single point fail‐ures ,the reactor heat pipes must work below its heat transfer limits ,thus when some pipes fail ,the reactor could still be adequately cooled by neighbor heat pipes .Methods to analyze the reactor heat pipe’s heat transferlimits were presented ,and that for the prevailing capillary limit analysis was improved .The calculation was made on the lithi‐um heat pipe in coreof heat pipes segmented thermoelectric module converter (HP‐STMC) space reactor power system (SRPS ) ,potassium heat pipe as radiator ofHP‐STMC SRPS ,and sodium heat pipe in core of scalable AMTE C integrated reactor space power system (SAIRS) .It is shown that the prevailing capillary limits of the reactor lithium heat pipe and sodium heat pipe is 25.21 kW and 14.69 kW ,providing a design margin > 19.4% and >23.6% ,respectively . The sonic limit of the reactor radiator potassium heat pipe is 7.88 kW ,providing a design margin >43.2% .As the result of calculation ,it is concluded that the main heat transfer limit of HP‐STMC SRPS lithium heat pipe and SARIS sodium heat pipe is prevailing capill ary limit ,but the sonic limit for HP‐STMC SRPS radiator potassium heat pipe .【期刊名称】《原子能科学技术》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】7页(P89-95)【关键词】空间堆;热管;传热极限;毛细极限;单点失效【作者】李华琪;江新标;陈立新;杨宁;胡攀;马腾跃;张良【作者单位】西北核技术研究所，陕西西安 710024;西北核技术研究所，陕西西安 710024;西北核技术研究所，陕西西安 710024;西北核技术研究所，陕西西安710024;西北核技术研究所，陕西西安 710024;西北核技术研究所，陕西西安710024;西北核技术研究所，陕西西安 710024【正文语种】中文【中图分类】TL331相比于太阳能电池和化学燃料电池等传统空间电源，空间核反应堆电源因具有功率高、寿命长、质量小等特性，可更好地满足人类未来深空探索任务对电源的需求［1］。

乔卫新：让航天器永葆“生机与活力”

乔卫新：让航天器永葆“生机与活力”来源：中国航天报日期：2012/08/08“航天事业的快速发展，给青年提供了成才的舞台，激励我努力奋斗。

”中国航天科技集团公司八院811所空间站电源系统技术负责人、天宫一号电源系统副主任设计师乔卫新在接受采访时对记者说。

1999年，神舟一号飞船成功发射，标志着我国载人航天事业迈出了关键一步，乔卫新那时正巧从八院飞行器导航制导与控制专业硕士毕业，与一批有志青年一起，毫不犹豫地选择加入中国载人航天事业。

从航天新兵到技术尖兵入职时虽是新人，乔卫新却感觉肩上的责任沉甸甸的。

他主要承担电源分系统工作，电源系统对于航天器来说，如同人体的心脏和血液一样重要，需要为航天器源源不断地提供电能，才能让航天器永葆“生机与活力”。

经过十多年的奋战，如今已成为技术领军人物的乔卫新坦言，搞航天要比预想的艰苦得多，要想取得成功，就必须付出更多。

在老一辈航天人的言传身教下，从上海交通大学自动化系毕业的乔卫新不仅很快适应了新的工作环境，而且出色地完成了型号任务。

1999年至2003年，他参与了神舟飞船电源分系统的研制工作，从一名初出茅庐、羽翼未丰的航天新兵成长为技术过硬、经验丰富的航天尖兵。

2003年，乔卫新亲眼目睹了神舟五号飞船腾空而起的庄严时刻，更加坚定了他为载人航天事业奉献聪明才智的决心。

攻克低轨高压电源世界难题2003年底，乔卫新和国内多位专家作为访问学者，来到欧洲核子研究中心，参加了由华裔诺贝尔奖获得者丁肇中教授主持的设计和测试项目培训班。

期间，他先后完成了空间站配电系统的测试系统以及数据获取系统数据输入输出接口系统的设计工作。

2004年8月，他参与合编了专著《阿尔法磁谱仪设计与研制》，对我国空间站电源系统的设计具有重要指导意义。

乔卫新说，虽然出国培训只有短短一年，但极大地开阔了他的视野，给日后的设计工作带来了深远影响，特别是认识到了我国空间站与国际先进技术水平的差距，我国自主研发、自主设计的道路依旧充满着荆棘与挑战。