CN102749497B - 卫星太阳电池阵电流输出预测及故障诊断方法 - Google Patents

Abstract

卫星太阳电池阵电流输出预测及故障诊断方法，(1)根据确定的卫星及太阳电池阵参数，选取长期负载工况下的卫星太阳电池阵遥测参数，获取卫星长期负载工况情况下的太阳电池阵电流输出真实值；(2)根据寿命初期太阳电池阵工作温度、衰减因子、输出电流、太阳入射角以及日地距离因子，计算寿命初期太阳入射角为0°、工作温度为25℃、日地距离因子为1时太阳电池阵输出电流；(3)根据寿命初期太阳电池阵输出电流以及在轨太阳电池阵工作温度、衰减因子、日地距离因子和太阳入射角，计算在轨卫星太阳电池阵电流输出预测值；(4)计算太阳电池阵电流输出预测值与真实值之间差值的绝对值ΔI，根据ΔI完成卫星太阳电池阵故障诊断。

Description

卫星太阳电池阵电流输出预测及故障诊断方法

技术领域

本发明利用卫星在轨数据对太阳电池阵电流输出进行预测，并给出故障诊断方法。

背景技术

随着我国航天事业的发展，在轨运行卫星数量逐年增加。为了保障卫星安全、稳定的运行，要求及时发现在轨卫星故障，并做到快速分析与处理。电源是卫星关键分系统，供电状态异常将会危及整星正常工作，如果在电源分系统故障预警、报警中能发现异常并及时处理，可将损失降到最小。

目前，太阳电池阵输出电流计算方法之一是通过太阳电池阵的伏安特性曲线(即I-V曲线)模型求得，但利用太阳电池阵伏安特性曲线计算太阳电池阵电流输出算法比较复杂，且公式计算中所用到的太阳电池阵紫外损失因子、电流辐照损失因子、电压辐照损失因子是根据卫星在轨环境指标(如工作寿命、带电粒子辐照累积通量、轨道高度、紫外辐照情况等)，通过相关试验及查询文献确定的，与在轨真实值差别较大，因此会带来较大的计算误差。且上述损失因子估算的是卫星寿命末期数值，因此无法通过伏安特性曲线模型准确预测出卫星在轨寿命期间的太阳电池阵输出电流。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种卫星太阳电池阵衰减因子确定方法，该方法利用在轨数据计算出太阳电池阵在真实空间环境下的衰减因子，为准确预测在轨卫星寿命过程中太阳电池阵输出电流提供依据。

本发明的技术解决方案是：卫星太阳电池阵电流输出预测及故障诊断方法，步骤如下：

(1)根据确定的卫星及太阳电池阵参数，选取长期负载工况下的卫星太阳电池阵遥测参数，获取卫星长期负载工况情况下的太阳电池阵电流输出真实值；

(2)根据寿命初期太阳电池阵工作温度T₀、衰减因子F₀和输出电流I₀、寿命初期太阳入射角α₀以及日地距离因子F_S0，计算寿命初期太阳入射角为0°、工作温度为25℃、日地距离因子为1时太阳电池阵输出电流I_BOL；

I_BOL＝I₀/(cosα₀×F_S0×F₀)-β×(T₀-25)

(3)根据寿命初期太阳电池阵输出电流I_BOL以及在轨太阳电池阵工作温度T₂、衰减因子F₂、日地距离因子F_S2和太阳入射角α₂，计算在轨卫星太阳电池阵电流输出预测值I₂；

I₂＝[I_BOL+β×(T₂-25)]×F_S2×F₂×cosα₂；

上述，β为电流温度系数；

(4)计算太阳电池阵电流输出预测值与真实值之间差值的绝对值ΔI，当ΔI小于单串太阳电池电路输出电流时，表明卫星在轨期间未发生单串太阳电池电路开路失效的异常现象；当ΔI为单串太阳电池电路输出电流的n倍时，表明有n串太阳电池电路出现开路失效异常现象，n为自然数。

所述的在轨太阳电池阵衰减因子F₂计算公式：

$F_2=\frac{I_{\mathrm{BOL}}+\mathrm{\β}(T_0-25)}{I_{\mathrm{BOL}}+\mathrm{\β}(T_2-25)}\·\frac{I_2/(\cos {\mathrm{\α}}_2\·F_{S2})}{I_0/(\cos {\mathrm{\α}}_0\·F_{S0})}.$

本发明与现有技术相比有益效果为：

(1)本发明具有原理简单、算法简便、运算量小、应用性强等优点，利用在轨真实遥测数据进行计算，得到实际可用的太阳电池阵衰减因子，将计算出的衰减因子值代入太阳电池阵输出电流公式，加上太阳入射角、日地距离因子和太阳电池阵温度，即可得到在轨卫星太阳电池阵输出电流预测值，可为在轨故障预警、报警及故障诊断提供依据，对整星的安全和寿命起到至关重要的作用。

(2)本发明利用卫星在轨太阳电池阵输出电流数据，通过对其进行太阳入射角、日地距离因子、太阳电池阵温度影响因素同一条件化计算，最终计算出太阳电池阵在卫星寿命过程中的衰减因子。为了对后续计算太阳电池阵电流输出预测值方便，将计算出的不同寿命期间衰减因子进行拟合，给出太阳电池阵衰减因子的指数函数拟合公式，为准确预测在轨卫星寿命过程中太阳电池阵输出电流提供依据。

附图说明

图1为本发明流程图；

图2为本发明太阳电池阵的伏安特性曲线；

图3为本发明实施例太阳入射角变化趋势；

图4为2006年至2012年在轨卫星太阳电池阵输出电流变化趋势(由于在轨数据有缺失情况，因此图形有不连续现象)；

图5为本发明实施例太阳电池阵输出电流真实值变化趋势；

图6为本发明实施例日地距离因子变化趋势；

图7为本发明实施例太阳电池阵温度变化趋势；

图8为本发明实施例太阳电池阵衰减因子变化趋势；

图9为本发明实施例太阳电池阵输出电流预测值变化趋势；

图10为本发明实施例太阳电池阵输出电流真实值与预测值对比变化趋势；

图11为本发明实施例单串太阳电池输出电流预测值与差绝对值变化趋势；

图12为本发明实施例太阳入射角和太阳电池阵输出电流真实值与预测值之差变化趋势。

具体实施方式

下面从理论分析的角度对本发明的原理及实现做出详细的说明。

从理论上讲，太阳电池阵输出电流预测方法如下：

(1)标准情况下太阳电池阵输出电流预测

太阳电池阵的伏安特性曲线(即I-V曲线)描述了太阳电池阵在特定时间、特定温度下的输出性能。它具有三个特征点，分别是开路电压点、短路电流点、最大功率点。根据开路电压点的开路电压V_oc、短路电流点的短路电流I_sc、最大功率点的电压V_mp和电流I_mp四个值，将其代入I-V曲线的解析表达式，可以描绘出特定条件下的太阳电池阵输出曲线，如图2所示，即求出任何工作点的电压对应的工作电流，从而获得输出电流。

太阳电池阵I-V曲线的数学解析式如下：

I＝I_sc×(1-C₁×{exp[V/(C₂×V_oc)]-1})           (1)

式中I为太阳电池阵输出电流，A；V为太阳电池阵I-V曲线任意一点的输出电压，V；C₁、C₂为曲线因子修正系数，其中

C₁＝(1-I_mp/I_sc)×exp[-V_mp/(C₂×V_oc)]           (2)

C₂＝(V_mp/V_oc-1)/1n(1-I_mp/I_sc)                  (3)

由于在电压为零或电流为零的情况下，电池输出功率为零，输出的最大功率点对应于电流电压特性曲线的拐点，太阳电池电路设计的工作点一般设计在拐点偏左，即在短路电流点和最大功率点中间某一点。同时，一定要防止工作点设在拐点右侧，否则会出现随着电压稍微上升，电流便迅速下降的情况。

(2)在轨情况下太阳电池阵输出电流预测

首先对在轨不同寿命的I_sc、V_oc、I_mp、V_mp根据下列各式进行修正。

估算在轨太阳电池阵I-V曲线的短路电流

I_sc1＝[I_sc+β×(T-25)]×F_S×F_u×F_ir×cosα       (4)

式中I_sc1为在轨太阳电池阵I-V曲线短路电流，A；β为电流温度系数；T为在轨太阳电池阵的温度，℃；F_S为日地距离因子(参考值：春分点1、夏至点0.9673、冬至点1.03、秋分0.994)；F_u为紫外损失因子(参考值：0.97～0.98)；F_ir为太阳电池阵电流辐照损失因子；α为太阳入射角。

估算在轨太阳电池阵I-V曲线的最佳工作点电流

I_mp1＝[I_mp+β×(T-25)]×F_S×F_u×F_ir×cosα        (5)

式中I_mp1为在轨太阳电池阵I-V曲线最佳功率点电流，A。

估算在轨太阳电池阵I-V曲线的最佳工作点电压

V_mp1＝[V_mp+θ×(T-25)]×F_vr              (6)

式中V_mp1为在轨太阳电池阵I-V曲线最佳功率点电压，V；θ为电压温度系数；F_vr为太阳电池阵电压辐照损失因子。

估算在轨太阳电池阵I-V曲线的开路电压

V_oc1＝[V_oc+θ×(T-25)]×F_vr               (7)

式中V_oc1为在轨太阳电池阵I-V曲线开路电压，V。

将根据温度等因素外推到轨道上的I_sc1、V_oc1、I_mp1、V_mp1代入式(2)、式(3)，求得C₁、C₂，确定V值后，一起代入式(1)，可求得需要的太阳电池阵输出电流预测值I。

目前太阳电池阵紫外辐照衰减因子、粒子辐照衰减因子、电压辐照损失因子参数是根据卫星在轨环境指标，包括工作寿命、带电粒子辐照累积通量、轨道高度、紫外辐照情况等，通过相关试验及查询文献确定的，与在轨真实值差别较大，因此计算出的太阳电池阵输出电流预测值误差较大。

但如果卫星母线电压稳定，且知道与本卫星相同轨道、相同太阳电池片类型的太阳电池阵衰减因子，将卫星在轨初始数据及相关参数代入在轨太阳电池阵输出电流公式(4)、(5)进行计算，最终可以推算出卫星太阳电池阵电流输出预测值。

但通过在轨卫星太阳电池阵电流输出真实值与预测值进行比对，发现两者数值差别较大，这是因为卫星在轨的工况较多，且不同工况下的太阳电池阵输出电流会有相应变化，太阳电池阵电流输出真实值汇集了卫星所有不同工况条件下的数值，而计算得到的太阳电池阵电流输出预测值是在卫星长期负载工况情况下的预测值，因此无法将单一工况条件下的太阳电池阵电流输出预测值与多工况条件下的太阳电池阵电流输出真实值进行有效比对。这需要将在轨卫星太阳电池阵电流输出真实值进行整理，筛选出与预测值相同工况条件下的太阳电池阵电流输出真实值，这时两者数值才具有可比性。

基于上述原理，本发明通过大量的研究，确定先利用卫星在轨初始数据及卫星太阳入射角、日地距离因子、太阳电池阵温度、太阳电池阵衰减因子，代入太阳电池阵电流输出公式进行计算，得到在轨卫星长期负载工况条件下的太阳电池阵电流输出预测值。再将在轨卫星太阳电池阵电流输出真实值进行整理，筛选出卫星长期负载工况条件下的太阳电池阵电流输出真实值，通过这两者差值变化的大小，可判断太阳电池电路是否出现开路失效等异常现象。

卫星太阳电池阵电流输出预测值计算及故障诊断流程如附图1所示。

1)明确卫星及太阳电池阵参数

包括卫星采用太阳电池片类型，轨道高度，太阳电池片尺寸，太阳电池阵串、并联组成，电流温度系数，相同太阳电池片类型及轨道高度的太阳电池阵衰减因子。

2)太阳电池阵输出电流真实值选取要求

首先选取卫星母线电压变化小于1.2％的太阳电池阵输出电流的在轨数据为主要选取数据，其中太阳电池阵输出电压V组成为

V＝V_B+V_D1+V_D2             (8)

式中：V_B为母线电压，V；V_D1为太阳电池阵上电缆及接插件平均压降，V；V_D2为隔离二极管压降，V。

由于太阳电池阵工作点设计在的伏安特性曲线最大功率点左边，且V_B变化量较小，V_D1和V_D2也基本为常量，因此可视此太阳电池阵输出电压基本为常量，因而太阳电池阵输出功率变化主要体现在其输出电流的变化。

由于卫星工作状态分长期负载和短期负载，为了使卫星母线电压控制平稳，需随时通过分流调节器进行功率调节。其中，被分流的太阳电池分阵工作点处于短路分流状态，其输出电流比其他正常工作点的太阳电池分阵略高，造成太阳电池阵总输出电流随之变化。由于目前只有太阳电池阵输出总电流的测量，不对短路电流和正常工作点输出电流进行区分，且计算得到的太阳电池阵电流输出预测值也是以卫星长期负载工况情况下的预测值。因此需要通过选取长期负载工况数据为研究对象，得到太阳电池阵电流输出真实值I₁，使接下来计算的太阳电池阵电流输出预测值I₂与太阳电池阵电流输出真实值I₁具有可比性。

3)太阳电池阵输出电流预测计算公式

由于卫星母线电压稳定，太阳电池阵输出功率变化主要体现在其输出电流的变化，根据式(4)、(5)可得，太阳电池阵输出电流的大小，除了受衰减因子影响外，还与日地距离因子、太阳入射角、太阳电池阵温度等因素有关，卫星寿命初期太阳电池阵输出电流公式如下

I＝[I_BOL+β×(T-25)]×F_S×F×cosα             (9)

式中：I_BOL为寿命初期太阳入射角为0°、工作温度为25℃、日地距离因子为1时太阳电池阵输出电流，A；F为太阳电池阵衰减因子，包括空间粒子辐照衰减因子、紫外辐照衰减因子、受微流星体碰撞和冷热交变等因素影响衰减因子及其他衰减因子。

由式(9)得到寿命初期太阳电池阵输出电流

I_BOL＝I₀/(cosα₀×F_S0×F₀)-β×(T₀-25)          (10)

式中：T₀，F₀，I₀为寿命初期太阳电池阵工作温度、衰减因子和输出电流(A)，设寿命初期F₀为1；α₀为寿命初期太阳入射角；F_S0为寿命初期日地距离因子。

将太阳电池阵在轨工作温度、衰减因子、日地距离因子和太阳入射角进行拟和、推算，得到预测值，代入下式(11)，可得到在轨卫星太阳电池阵电流输出预测值。

I₂＝[I_BOL+β×(T₂-25)]×F_S2×F₂×cosα₂          (11)

式中：T₂，F₂，F_S2，α₂为在轨太阳电池阵工作温度、衰减因子、日地距离因子和太阳入射角预测值；I₂为在轨太阳电池阵输出电流预测值，A。

$F_2=\frac{I_{\mathrm{BOL}}+\mathrm{\β}(T_0-25)}{I_{\mathrm{BOL}}+\mathrm{\β}(T_2-25)}\·\frac{I_2/(\cos {\mathrm{\α}}_2\·F_{S2})}{I_0/(\cos {\mathrm{\α}}_0\·F_{S0})}---\left(12\right)$

ΔI＝|I₁-I₂|                (13)

式中：ΔI为太阳电池阵电流输出预测值与真实值之间差值的绝对值。

当ΔI为单串太阳电池电路输出电流的n(n为自然数)倍时，说明有n串太阳电池电路出现开路失效异常现象。当ΔI小于单串太阳电池电路输出电流时，表明卫星在轨期间未发生太阳电池电路开路失效的异常现象。

实施例

以某太阳同步轨道卫星为算例，应用本发明方法进行太阳电池阵电流输出预测计算。

1.卫星及太阳电池阵参数

卫星采用效率大于14.5％的背场硅太阳电池和掺铈玻璃盖片，轨道高度为600km，卫星降交点地方时为6：30AM，太阳电池片尺寸为35mm×54mm，太阳电池阵由88个太阳电池片串联，再由28组相同太阳电池串并联组成，单个太阳电池片电流温度系数为0.043mA/(cm²·℃)，单个太阳电池片电压温度系数为-2.1mV/℃。经计算，太阳电池阵电流温度系数为0.0228A/(℃)，太阳电池阵电压温度系数为-0.185V/℃。

由设计单位提供标准条件下(太阳入射角为0°、工作温度为25℃、日地距离因子为1)太阳电池片的性能参数分别为

I_sc＝41.4mA/cm²，V_oc＝605mV，I_mp＝38.9mA/cm²，V_mp＝505mV

可得到寿命初期太阳入射角为0°、工作温度为25℃、日地距离因子为1时单个太阳电池串最大输出电流真实值为0.78A。

2.在轨卫星太阳电池阵电流输出真实值选取

经过在轨数据查询，由于卫星母线电压大部分维持在28.76～29.09V，太阳电池阵上电缆及接插件平均压降小于1.0V，隔离二极管压降小于0.5V，太阳电池阵输出电压可基本视为常量，因而太阳电池阵输出功率衰减主要体现为太阳电池阵输出电流的衰减。

利用卫星轨道根数计算出太阳电池阵太阳入射角，得到太阳入射角变化趋势，见图3。卫星太阳电池阵与轨道面平行，太阳入射角变化呈波浪形，并且每年都按这个规律变化。从年初开始，太阳入射角开始减小，直到2月22日左右达到第1个极小值；随后，入射角开始增大，直到6月4日左右达到第1个极大值；接着，入射角又开始减小，直到10月5日左右达到第2个极小值；之后，入射角开始增大，直到12月10日左右达到第2个极大值；入射角又开始减小......当太阳入射角大于23°时，卫星进入地影，即每年4月底至8月初为卫星非全日照期。由于卫星不进行轨道控制，因此轨道漂移使太阳入射角2个极小值和2个极大值出现逐年增大的趋势。

太阳电池阵输出电流是指卫星太阳电池阵总输出电流，由分流电流、负载电流和充电电流三部分组成。由于卫星每年4月底至8月初为卫星非全日照期，所以在卫星进、出阴影区时太阳电池阵总输出电流有减少的趋势，在阴影区时太阳电池阵总输出电流为0A。2006年至2012年在轨卫星太阳电池阵输出电流，见下图4所示(由于在轨数据有缺失情况，因此图形有不连续现象)。

卫星分短期负载和长期负载，由于太阳电池阵电流输出预测值预测的是卫星长期负载情况下的预测电流值，为了使在轨卫星太阳电池阵电流输出真实值与预测值能进行有效比对，因此需要对在轨卫星太阳电池阵电流输出真实值进行整理，筛选出长期负载条件下的太阳电池阵电流输出真实值。

卫星姿态正常且在长期负载条件下，太阳电池阵输出电流状态：充电电流为0.09～0.13A；负载电流为4.80～7.44A；放电电流为0A；供电母线电压为28.76～29.09V。卫星分流调节采用6级分流调节，多数工况处于第5级开关性分流状态。统计卫星太阳电池阵电流输出日平均值，得到在轨卫星太阳电池阵电流输出真实值，见图5。太阳电池阵输出电流由于受太阳入射角及日地距离因子等因素影响，呈双驼峰曲线，并在2月底和10月初时达到极大值，其他时间呈下降趋势，电流相差最大约4A。由图5与图3比较可以看出，太阳电池阵输出电流变化趋势与太阳入射角变化趋势正好相反，这是因为太阳电池阵输出电流与太阳入射角的余弦成正比。在2月底和10月初，太阳入射角最小，因此太阳电池阵输出电流为极大值，以后随太阳入射角逐渐增大而变小。

3.在轨卫星太阳电池阵电流输出预测值计算

1)将卫星日地距离的平方进行归一化处理，得到卫星日地距离因子变化趋势，即日地距离因子逐年呈规律性变化，见图6。由图6可知：日地距离因子在春秋分时为1；冬至(12月22日)离太阳最近，为近日点，日地距离因子约为1.03；夏至(6月22日)离太阳最远，为远日点，日地距离因子约为0.9673。

2)选取阳照区太阳电池阵温度，以月平均值进行计算，得到太阳电池阵温度变化趋势，见图7。从图7可以看出，太阳电池阵温度变化趋势与太阳入射角变化趋势相似，太阳电池阵月平均温度都在60℃以上，随着每年4月份～8月份太阳入射角开始增大，太阳电池阵温度就开始逐渐降低，而其他月份，随着太阳入射角开始减小，太阳电池阵温度就开始逐渐增高。

3)根据已知的同样轨道高度及相同类型太阳电池阵在轨数据，经过整理代入公式(12)进行计算，最终计算出太阳电池阵在卫星寿命过程中的衰减因子，为计算方便，将衰减因子进行拟合，得到太阳电池阵衰减因子随时间变化指数函数拟合公式如下：其变化趋势如图8所示。

F＝a·e^bx+c·e^dx                    (14)

式中：a＝0.01099；b＝-0.01946；c＝0.9896；d＝-5.629×10^-6；x为在轨天数。

4)太阳电池阵电流输出预测值

根据寿命初期太阳电池阵输出电流真实值及式(10)，计算出寿命初期太阳入射角为0°、工作温度为25℃、日地距离因子为1时太阳电池阵输出电流I_BOL，再将I_BOL、电流温度系数β和太阳电池阵温度、衰减因子、日地距离因子和太阳入射角代入式(11)，就可得到太阳电池阵电流输出预测值，见图9。

4.太阳电池阵电流输出真实值与预测值的数值处理及故障诊断

先将卫星太阳电池阵输出电流真实值与预测值进行对比，比对结果参见下图10。

由图10可以看出，太阳电池阵输出电流真实值与预测值变化趋势相同，数值差别不大，说明计算太阳电池阵电流输出预测值方法合理有效。

然后按照相同方法计算单串太阳电池电路输出电流，其数值在0.63A～0.79A之间变化。再将太阳电池阵电流输出预测值与真实值之间做差，差的绝对值在0A～0.68A之间变化，最终将这两个数据进行比较，具体结果参见下图11。

由图11可知，太阳电池阵电流输出真实值与预测值之差的绝对值小于单串太阳电池电路输出电流，因此可以判定卫星在轨期间未发生太阳电池电路开路失效的异常现象。

太阳电池阵电流输出真实值与预测值之差随时间呈规律性变化，并与太阳入射角有相关性，现将两者数据放在一起进行比对，具体结果参见下图12。

由图12可知，当太阳入射角变大时，太阳电池阵电流输出真实值与预测值之差出现正误差，原因是随着太阳入射角变大时太阳电池阵温度逐渐减小，由于硅太阳电池的电压温度系数为负数，由式(7)可知真实开路电压V_oc会变大，再通过式(1)可以知道，太阳电池阵输出电流真实值随开路电压V_oc变大而变大，由于太阳电池阵电流输出预测值没有考虑开路电压变化带来的影响，因此出现太阳电池阵电流输出真实值比预测值大，为正误差。同理，当太阳入射角变小时太阳电池阵温度增大，当太阳电池阵温度升高时真实开路电压V_oc会变小，太阳电池阵输出电流真实值随开路电压V_oc变小而变小，因此出现太阳电池阵电流输出真实值比预测值小，为负误差。其它时间，由于温度变化对真实开路电压影响不是很大，因此太阳电池阵电流输出真实值与预测值之差不是很明显。

在轨太阳电池阵电流输出真实值与预测值之间的差值，主要是没有考虑在轨温度对开路电压带来变化的影响，造成太阳电池阵电流输出真实值与预测值的误差。

应用本方法成功完成了某太阳同步轨道卫星太阳电池阵电流输出预测，预测计算结果与真实数据比较可知，两者差值的均方差是0.247A，最大误差为3.17％。本文提出的太阳电池阵电流输出预测方法准确、有效，并给出判断太阳电池电路开路失效的异常现象的故障诊断方法，为在轨卫星太阳电池阵电流输出故障预警、报警及故障诊断提供技术支持。

本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。

Claims (2)

1.卫星太阳电池阵电流输出预测及故障诊断方法，其特征在于步骤如下：

(1)太阳电池阵输出电流的大小，除了受衰减因子F影响外，还与日地距离因子F_S、太阳入射角α、太阳电池阵温度T有关，卫星寿命初期太阳电池阵输出电流公式如下：

I＝[I_BOL+β×(T-25)]×F_S×F×cosα

(2)根据确定的卫星及太阳电池阵参数，选取长期负载工况下的卫星太阳电池阵遥测参数，获取卫星长期负载工况情况下的太阳电池阵电流输出真实值，即统计卫星太阳电池阵电流输出日平均值得到在轨卫星太阳电池阵电流输出真实值；

(3)根据寿命初期太阳电池阵工作温度T₀、衰减因子F₀和输出电流I₀、寿命初期太阳入射角α₀以及日地距离因子F_S0，计算寿命初期太阳入射角为0°、工作温度为25℃、日地距离因子为1时太阳电池阵输出电流I_BOL；

I_BOL＝I₀/(cosα₀×F_S0×F₀)-β×(T₀-25)

(4)根据寿命初期太阳电池阵输出电流I_BOL以及在轨太阳电池阵工作温度T₂、衰减因子F₂、日地距离因子F_S2和太阳入射角α₂，计算在轨卫星太阳电池阵电流输出预测值I₂；

I₂＝[I_BOL+β×(T₂-25)]×F_S2×F₂×cosα₂；

上述，β为电流温度系数；

(5)计算太阳电池阵电流输出预测值与真实值之间差值的绝对值ΔI，当ΔI小于单串太阳电池电路输出电流时，表明卫星在轨期间未发生单串太阳电池电路开路失效的异常现象；当ΔI为单串太阳电池电路输出电流的n倍时，表明有n串太阳电池电路出现开路失效异常现象，n为自然数。

2.根据权利要求1所述的卫星太阳电池阵电流输出预测及故障诊断方法，其特征在于：所述的在轨太阳电池阵衰减因子F²计算公式：

$F_2=\frac{I_{\mathrm{BOL}}+\mathrm{\β}(T_0-25)}{I_{\mathrm{BOL}}+\mathrm{\β}(T_2-25)}\·\frac{I_2/(\cos {\mathrm{\α}}_2\·F_{S2})}{I_0/(\cos {\mathrm{\α}}_0\·F_{S0})}.$