Моделирование многоуровневой бортовой системы электроснабжения с фотоэлектрическими преобразователями энергии

Статья посвящена современным информационным технологиям анализа бортовых систем электроснабжения на стадии их проектирования. В качестве практического примера используется система электроснабжения, содержащая несколько совместно работающих фотоэнергетических модулей - солнечных батарей, управляемых общей системой автоматического регулирования. Представлена внутренняя структура модуля и раскрыто назначение его элементов. Составлены схема замещения солнечной батареи и её полная математическая модель в аналитическом виде, учитывающем обратный ток p-n -перехода и внутренние сопротивления фотоэлементов. На основе реальных технических параметров фотоэлементов и солнечной батареи в сборе построены вольтамперные характеристики фотоэлектрических преобразователей, подтверждающие адекватность предложенной модели. Cредствами математического пакета MatLab разработана имитационная модель солнечной батареи и получены семейства вольтамперных характеристик по параметрам: плотность светового потока и температура. Составлена имитационная модель многоуровневой системы электроснабжения с тремя модулями солнечных батарей. Описан алгоритм многоуровневого управления системой при совместной работе всех модулей. Исследованы переходные процессы в системе управления в режимах затенения и скачков тока нагрузки. Продемонстрирована работоспособность предложенных моделей и целесообразность их использования при проектировании бортовых систем электроснабжения с фотоэлектрическими преобразователями энергии.