面對這個“龐然大物”，空間站3位管家使出“看家本領”

2022年11月30日，神舟十五號載人飛船順利與“T”字構型空間站組合體交會對接。此時，空間站組合體首次形成了三艙三船的構型。如此大型的組合體，要實現正常在軌運行，艙段的供電管理十分重要。

空間站由天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙這三個超大型航天器組成，供電方式複雜，用電需求大，採用了單艙獨立供電和組合體併網供電兩種模式。

當航天器太陽能帆板受空間位置、軌道姿態等的影響出現遮擋，不足以滿足自身負載功率需求時，就需要組合體間相互併網來解決大型組合體中不同艙段的能源調配問題 。

為此，空間站供配電單機的研製單位開展了併網控制器 的研製和攻關工作，實現空間站三艙之間、空間站與神舟載人飛船以及天舟貨運飛船等來訪飛行器之間的能源系統併網控制，是空間站組合體大能源系統的“供電管家” 。

在空間站建造任務中，研製人員共為空間站能源系統提供3類6台併網供電設備，分別為併網控制器I、併網控制器II和併網控制器III，“三兄弟”皆“居住”在空間站核心艙內 。

其中，“老大”（併網控制器I）負責空間站天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙三艙之間的併網供電控制，“老二”（併網控制器II）負責空間站與貨運飛船之間雙向併網供電控制，“老三”（併網控制器III）負責空間站與載人船之間併網供電。“三兄弟”分工明確、責任清楚，把空間站三艙、貨運飛船以及載人飛船的能源系統通過併網形成一個大型的能源系統，實現組合體間的能源智能調配和故障重構。

相較於其他星載電源產品，“三兄弟”具有功率最大 、功能最複雜 、工作模式最多 、控制方式智能化 、可靠性要求高 等特點，是研製人員在五十多年宇航電源研製基礎上打造的核心電源產品。

為了保障空間站能源系統的可靠工作，研製團隊開展了大量調研、理論分析和試驗驗證等工作，在原理樣機、試驗件、電性件、鑑定件以及正樣件的研製過程中突破多項關鍵技術。

為避免併網接入、退出瞬間產生的電流衝擊和電壓尖峯對能源系統的影響，保證空間站組合體電源系統的穩定性和安全性，併網控制器採用“併網柔性接入退出、遠程電壓控制 ”等技術，按照對接艙體實際供電電壓，智能調節併網控制器輸出電壓，使各單艙能源系統與組合體能源系統之間實現“柔性”併網，從而保證各能源系統可靠併網。

此外，併網控制器還採用“高壓大功率DC/DC變換”、“雙向雙模式併網控制”、“短路檢測和過載保護”等多項關鍵技術，可保證“三兄弟”當好空間站三艙能源系統的“併網管家”，同時還要承擔來訪飛行器“兼職併網管家”的重任，實現貨運飛船、載人飛船在軌併網，為我國空間站能源系統保駕護航。

面對我國載人航天工程後續任務，航天工作者們將加快腳步，加大預先研究和關鍵技術攻關的力度，為完成後續航天器產品研製工作繼續貢獻力量！

來源/中國空間技術研究院