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航天双向电能并网控制器的控制单元研究的中期报告
中期报告：航天双向电能并网控制器的控制单元研究
1.研究背景
双向电能流控制技术是实现分布式电源和电网之间相互调节、相互支持的关键技术之一，能够大大提高电能利用率和电力系统的可靠性。在航天领域应用双向电能流技术将能够实现太阳能、风能等分布式能源的有效利用，为航天探测任务提供可靠的能源保障。因此，开展航天双向电能并网控制器的研究可为我国航天技术的发展做出重要贡献。
2.研究目标和任务
目标：开发一种基于双向电能流控制技术的航天双向电能并网控制器。
任务：
1）总结国内外相关研究进展，分析航天领域双向电能流控制技术面临的难点和瓶颈；
2）设计符合航天应用场景的双向电能并网控制器硬件结构，并进行硬件选型；
3）开发双向电能并网控制器的控制单元，并实现带有能量管理功能的控制策略；
4）编写控制器的上位机控制软件，实现远程控制和监测；
5）进行实验验证，检验控制器性能和可靠性。
3.研究内容和进展
3.1国内外研究进展的总结
通过调研国内外相关研究，总结出具有代表性的双向电能流控制技术，并分析航天领域双向电能流控制技术的应用现状。目前，双向电能流控制技术主要有功率控制、电流控制和电压控制三种控制策略，其应用在航天领域主要面临多电源集成、电源输出功率波动大、电网变化缓慢等问题。
3.2双向电能并网控制器硬件结构的设计与实现
针对双向电能并网控制器硬件结构的设计与实现，本研究基于Cortex-M4内核的STM32F407处理器作为控制核心，并利用Xilinx公司的Spartan-6FPGA作为控制器的逻辑核心，实现对于双向光伏绕组的电流、电压等参数的实时监测和控制。
3.3双向电能并网控制器控制单元的设计
本研究采用功率控制策略，开发了一套双向电能并网控制器的控制单元，并实现了带有能量管理功能的控制策略。该控制单元能够有效提高双向电能并网系统的控制精度和稳定度。
3.4上位机控制软件的编写
本研究编写了上位机控制软件，并实现了远程控制和实时监测功能，方便现场维护和管理。
4.研究成果
本研究针对航天领域双向电能并网控制器的研究，已完成如下成果：
1）总结国内外已有的双向电能流控制技术和航天领域双向电能流控制技术的应用现状；
2）基于Cortex-M4内核的STM32F407处理器和Xilinx公司的Spartan-6FPGA，设计了符合航天应用场景的双向电能并网控制器硬件结构；
3）开发了一套带有能量管理功能的双向电能并网控制器的控制单元，并采用功率控制策略提高控制精度和稳定度；
4）编写了上位机控制软件，实现了远程控制和实时监测功能。
5.下一步工作
下一步工作将聚焦在以下几个方面：
1）优化双向电能并网控制器控制单元的算法，提高控制性能和稳定性；
2）完善双向电能并网控制器的硬件结构，提高可靠性；
3）与国内外的航天企业进行合作，进一步拓展应用场景，提高双向电能并网控制器的商业价值。