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资料介绍

UPS系统在太空太阳能电站电力传输系统中的应用

引言

太空太阳能电站(Space Solar Power Station, SSPS)的电力传输系统——包括微波无线传能系统和激光传能系统——是太空太阳能电站的核心子系统,负责将太空采集的太阳能以无线方式传输至地面接收站。太空太阳能电站电力传输系统UPS的特殊性在于:超高功率传输(太空太阳能电站的传输功率可达吉瓦级,微波发射系统的功率放大器需要高功率供电,UPS需在功率放大器切换时提供稳定的电压支撑)、高精度相位控制(微波发射系统的相位控制精度直接影响微波波束的聚焦效率和传输效率,UPS需提供极低相位噪声的供电电压,供电电压的相位噪声<0.1μrad/√Hz)以及太空环境适应(电力传输系统在太空环境中运行,UPS需适应极端温差(-150~150°C)、高能粒子辐射和微重力环境)。本文从太空太阳能电站电力传输系统的供电需求出发,系统阐述太空电站电力传输UPS的技术要求和解决方案。

电力传输系统供电需求

微波发射系统

太空太阳能电站的微波发射系统由数千个微波发射模块组成,每个模块需要高功率供电。微波发射系统UPS需在功率放大器切换时提供稳定的电压支撑,电压跌落<0.5%,恢复时间<1μs,确保微波发射系统的相位控制精度和微波波束的聚焦效率。

波束控制系统

太空太阳能电站的波束控制系统(相位控制、波束指向控制)需要高精度供电,供电电压的相位噪声直接影响微波波束的相位控制精度。波束控制系统UPS需满足以下要求:输出电压纹波<0.1μV,电压稳定度<0.001%,相位噪声<0.1μrad/√Hz,零地电压<0.005V。


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