[2018年IEEE工业应用学会年会(IAS) - 美国俄勒冈州波特兰市 (2018.9.23-2018.9.27)] 2018年IEEE工业应用学会年会(IAS) - 面向空间应用的太阳能转换系统设计与优化

摘要： 本手稿详细介绍了一种适用于太空应用的500千瓦太阳能微电网系统设计方案。该设计方法采用遗传算法进行多目标优化，综合考虑了表征太阳能微电网的四个关键参数（电池电压、光伏最大功率、光伏最大功率点电压及每串电池板数量）。最终优化指标为日均可输送功率与系统总质量之比（瓦/千克）。该微电网系统由多个?？榛绷?直流微型转换器构成，其中评估比较了四种拓扑结构（降压型、升压型、升降压型及无极性升降压型），确定无极性升降压转换器为最佳方案，并提供了经分析验证的最优系统特性。最终系统设计实现了35.56瓦/千克的比功率，优化参数包括：743.7伏电池电压、439.5瓦光伏最大功率、182.7伏光伏最大电压及每串三块电池板配置。基于优化结果，研制了原型机并针对效率与低温可靠性进行测试分析。该转换器峰值效率达98.4%，功率密度3.54瓦/立方厘米，比功率3.76瓦/克，在0℃至-140℃条件下完成超过267小时的11分钟低温循环测试。