智能并网机组(能源并网技术让空间站三舱时刻“电力十足”)

Posted 2023-05-29

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智能并网机组(能源并网技术让空间站三舱时刻“电力十足”)

北京日报客户端 | 记者刘苏雅通讯员郭晓峰何雄陈袁

11月3日，梦天实验舱成功转位，中国空间站T字基本构型组装完成，将持续在轨运行。不过，空间站供电方式复杂、用电需求大，且当航天器太阳能帆板受空间位置、轨道姿态等的影响出现遮挡，不足以满足自身负载功率需求时，就需要组合体间相互并网，解决不同舱段的能源调配问题。

作为空间站供配电单机的重要研制单位，航天科技集团五院529厂实现了空间站三舱之间、空间站与载人飞船、货运飞船等来访飞行器之间的能源系统并网控制，并通过对3000余根电缆的精密生产、检验，织就空间站的“神经网络”。

能源并网技术打造太空智能“供电管家”

在空间站核心舱内，有并网控制器I、并网控制器II和并网控制器III“三兄弟”。其中，并网控制器I负责空间站天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱三舱之间的并网供电控制，并网控制器II负责空间站与货运飞船之间双向并网供电控制，并网控制器III负责空间站与载人船之间并网供电。

“三兄弟”分工明确，把空间站三舱、货运飞船以及载人飞船的能源系统通过并网形成一个五舱互联的大型的能源系统，实现组合体间的能源智能调配和故障重构。相较于其他星载电源产品，“三兄弟”具有功率最大、功能最复杂、工作模式最多、控制方式智能化、可靠性要求高等特点。

为了避免并网接入、退出瞬间产生的电流冲击和电压尖峰对能源系统的影响，保证空间站组合体电源系统的稳定性和安全性，并网控制器采用“并网柔性接入退出、远程电压控制”等技术，按照对接舱体实际供电电压，智能调节并网控制器输出电压，使各单舱能源系统与组合体能源系统之间实现“柔性”并网。高压大功率DC/DC变换等多项关键技术的突破，保证“三兄弟”当好空间站三舱能源系统“管家”，同时还要担任来访飞行器的“兼职并网管家”，实现货运飞船、载人飞船在轨并网，为空间站能源系统保驾护航。

随着空间站三舱、货运飞船、载人飞船并网供电任务的顺利执行，并网控制器及其关键技术得到了在轨验证。

3000多根电缆织就空间站“神经网络”

作为空间站的“神经网络”，电缆网将对其正常运行起到十分重要的作用。空间站电缆网由三千余根电缆组成，接点数量超过40万个，是我国航天史上系统复杂程度最高、工艺难度最大、操作技巧要求最高的电缆网产品。航天科技集团五院529厂宇航电缆网生产团队负责空间站低频电缆网、总线电缆网和以太网电缆生产任务，

空间站电缆网研制开始于2016年，主要包括以核心舱总体电路、机械臂为代表的多个分系统电缆网产品。承担工艺攻关任务的是平均年龄30岁左右的年轻团队，面对庞大复杂的空间站电缆网，班组长夏占军按产品类型划分了责任人，逐个识别电缆网研制过程中的质量风险，形成了空间站电缆网产品保证要素，规范工艺、操作和检验工作。

团队不断攻克低氟超轻导线装联、航天员专用舱外电连接器装联、电连接器防结露密封、电缆预弯成形、舱内电缆无泄露屏蔽防护、舱外无应力热控多层包覆等技术，打造了空间站特有的电缆网工艺体系，保障了天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱电缆产品的成功研制。

由于空间站电缆网结构庞大、分支关系复杂，空间站三个舱电气连接关系有数十万对，检验人员采用了电缆网测试仪与手工精密阻值测试结合的电性能测试方法，实现了精准测试。