Способ дистанционного мониторинга запасов устойчивости электроэнергетической системы космического аппарата с длительным ресурсом работы
SPACECRAFT WITH THE LONG SERVICE LIFE ELECTRIC POWER SYSTEM SUSTAINABILITY RESERVES REMOTE MONITORING METHOD

Изобретение относится электротехнике и может быть использовано в процессе эксплуатации электроэнергетических систем, которые характеризуются электрической энергией, имеющей тенденцию к понижению своего качества в процессе эксплуатации, например из-за старения и отказа элементов, система электроснабжения модулей международной космической станции, работающих за пределами гарантийного ресурса (более 15 лет).
Согласно требованиям стандарта ГОСТ Р 32144-2013 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» контроль качества электрической энергии подразумевает оценку соответствия отклонения напряжения в переходном процессе и длительности его действия при скачкообразном изменении нагрузки установленным требованиям.
Известен способ автоматизированного активного контроля показателей качества электрической энергии, который включает оценку показателей качества электрической энергии, определение степени соответствия этих показателей нормативным значениям, формирование сигнала управления корректирующими устройствами и прогнозирование ожидаемых после действия этих устройств характеристик электрической энергии (Патент №2248038, G01F 15/16), принятый за прототип.
Недостаток прототипа заключается в сложности его реализации и невозможности использования в действующих энергетических системах модулей международной космической станции.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности и достоверности определения времени наступления неустойчивой работы электроэнергетической системы для своевременного принятия мер по повышению устойчивости работы или прекращению эксплуатации космического аппарата (КА).
Поставленная задача решается тем, что при дистанционном мониторинге запасов устойчивости электроэнергетической системы космического аппарата с длительным ресурсом работы, в процессе мониторинга подают воздействующий сигнал на систему, оценивают показатели качества электрической энергии, определяют степень соответствия этих показателей нормативным значениям, прогнозируют ожидаемые показатели качества электрической энергии при этом указанное воздействие проводят периодически дистанционно нормированными по току и времени сигналами, после каждого воздействия осуществляют синхронизированную с воздействием запись и оперативное хранение информации о показателях качества электрической энергии и последующую передачу данных для наземной обработки и формирования базы данных, проводят сравнительный анализ изменения полученных показателей качества электроэнергии в процессе длительной эксплуатации путем сравнения этих показателей с заданными нормативными значениями и прогнозируют время наступления возможной неустойчивой работы системы.
Алгоритм работы предлагаемого способа дистанционного мониторинга запасов устойчивости электроэнергетической системы, например КА, приведен на фиг. 1. На фиг. 2 представлена функциональная схема возможного устройства для реализации предлагаемого способа.
Устройство для реализации способа содержит:
1 - устройство дистанционного воздействия на систему 2 нормированным значением нагрузки 3 (по току и времени);
4 - устройство синхронизированной записи и оперативного хранения показателей качества переходного процесса на выходных шинах системы 2 (например, цифровой осциллограф …);
5 - устройство передачи информации для наземной обработки показателей качества переходного процесса (по каналам телеметрии или через носители информации);
6 - устройство формирования базы данных для сравнительного анализа изменений показателей качества переходных режимов с графическим представлением;
7 - блок расчета времени наступления возможной неустойчивой работы системы с использованием метода экстраполяции для прогноза;
8 - блок выработки решений по эксплуатации электроэнергетической системы;
Заявляемый способ реализуют следующим образом. На электроэнергетическую систему 2, работающую в нестационарных режимах, например, на электроэнергетическую систему космического аппарата с длительным ресурсом работы, воздействуют посредством устройства 1 дистанционным воздействием периодически, один раз в 1-3 месяца, нормированной по току и времени нагрузкой 3.
Полученные данные записываются и хранятся в устройстве 4 синхронизированной записи и оперативного хранения переходного процесса на выходных шинах электроэнергетической системы на разных интервалах времени (например, цифровом запоминающем осциллографе MSO-19).
Посредством устройства 5 по каналам телеметрии или через носители информации осуществляют передачу информации в устройство 6 формирования базы данных для сравнительного анализа изменений показателей переходных режимов.
В блоке 7 производят сравнительный анализ полученной информации, характеризующей изменения показателей качества электроэнергии, путем сравнения их с заданными нормативными значениями, например, графическим способом, т.е. проводят оценку поведения параметров переходного процесса в процессе при длительной эксплуатации и по степени их деградации прогнозируют порядок устойчивости системы на будущие интервалы времени эксплуатации.
Расчет времени наступления возможной неустойчивой работы системы проводят методом экстраполяции, и направляют полученные данные в блок 8 выработки решений по эксплуатации электроэнергетической системы.
Предложенный способ дистанционного мониторинга запасов устойчивости электроэнергетической системы космического аппарата позволяет прогнозировать момент наступления времени неустойчивой работы электроэнергетической системы и может быть использован для заблаговременного принятия мер по повышению устойчивости электроэнергетической системы (путем замены выработавших ресурс приборов, введения дополнительных фильтров для повышения устойчивости, разработки рекомендаций и ограничений по динамичности нагрузок) и тем самым продлить ресурс работы космического аппарата.