[发明专利]一种数据驱动的对地观测卫星电源系统应急保障能力评估方法

权利要求书

1.一种数据驱动的对地观测卫星电源系统应急保障能力评估方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：获取卫星遥测数据集中关于太阳电池阵及蓄电池组相关历史数据集，并对所获取的历史数据集进行预处理；

步骤2：根据预处理后的太阳电池阵历史数据集，对未来某一时间段内任一时间点太阳电池阵输出功率进行预测；

步骤3：根据预处理后的蓄电池组相关参数历史数据集，计算卫星在轨执行各类型任务的功率，表示任务类型；

步骤4：根据所预测出的太阳电池阵输出功率及卫星在轨执行各类型任务的功率构建蓄电池组荷电状态仿真流程；

步骤5：将待评估的应急任务输入蓄电池组荷电状态仿真流程，得到蓄电池组荷电状态预测值；

步骤6：将所述蓄电池组荷电状态预测值与放电深度阈值进行比较，如果荷电状态预测值大于放电深度阈值，则卫星电源系统能保障卫星完成应急任务，否则，卫星电源系统不能保障卫星完成应急任务；

构建蓄电池组荷电状态仿真流程的方法是：

步骤4.1：初始化参数，设定仿真开始时刻为t₀，仿真步长为，蓄电池处于满充状态，仿真总时长为；

步骤4.2：根据步骤2预测时间点的太阳电池阵输出功率；

步骤4.3：根据所述太阳电池阵输出功率，计算当前时间点的太阳电池阵输出电流，表示太阳电池阵输出电压；

步骤4.4：根据任务列表中当前时间点卫星所执行的任务类型，以及步骤3中计算出的执行该任务类型的功率，得到当前时间点的母线电流，为时间点的卫星未执行任务期间的母线电压，为时间点的卫星未执行任务期间的母线电流；

步骤4.5：根据太阳电池阵输出电流和母线电流的大小，计算蓄电池组荷电状态值；

当时，卫星处于光照区；

1）如果，则当前时间点的蓄电池组荷电状态值:

，

为时间点的蓄电池组荷电状态，为仿真步长，为蓄电池额定容量；为蓄电池充电电流；

2）如果，则蓄电池组荷电状态值：

，

其中，蓄电池组放电电流；

当时，卫星处于地影区，则蓄电池组荷电状态值：

其中蓄电池组放电电流；

步骤4.6：使预测时间点增加一个仿真步长并更新，如果预测时间点超过仿真总时长为，则仿真结束，反之，转步骤4.2。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2中未来某一时间段内任一时间点太阳电池阵输出功率进行预测的方法是：

步骤2.1：从预处理后的太阳电池阵遥测数据集中，提取出条与时间相对应的太阳电池阵电流以及电压数据；

步骤2.2：对该条数据按时间顺序进行标识并排序，，为赋予每条数据的时间标识，为日期和为时刻；

步骤2.3：计算所述条数据的历史输出功率，，

为第条数据的太阳电池阵电压，为第条数据的太阳电池阵电流，为第条数据历史输出功率；

步骤2.4：根据每条数据的历史输出功率，判断时间标识时卫星位置处于阴影区或光照区；

当时，卫星处于光照区；当时，卫星处于阴影区，为卫星太阳电池阵的历史输出功率的均值，；

步骤2.5：根据周期变化规律求出每个周期的长度，一个所述周期包括卫星处在阴影区的不供电阶段和处在光照区的供电阶段，每个周期长度的计算方法为：

当时，令，组成序列，表示所有从光照区向阴影区转换节点的时间标识值依次提取出来组成的转换节点序列，则每个周期的长度

；

步骤2.6：计算平均周期的长度，将该平均周期长度作为预测周期长度；

步骤2.7：预测未来时间段内任一时间点的输出功率，获取预测时间点在提取的n条历史数据中每个周期位置与之相对应的时间点的输出功率，其中

，令集合，为集合内元素的中位数，则时间点的预测输出功率为

。