本發(fā)明涉及基于效率和均流標(biāo)準(zhǔn)差加權(quán)和矩陣的并聯(lián)供電系統(tǒng)優(yōu)化控制方法，用于并聯(lián)供電系統(tǒng)電源模塊運(yùn)行數(shù)量?jī)?yōu)化控制和電源模塊的優(yōu)化調(diào)度，確保任何負(fù)載條件下并聯(lián)供電系統(tǒng)的效率和均流標(biāo)準(zhǔn)差加權(quán)和處于最優(yōu)，該方法同樣適用于其他電子設(shè)備并聯(lián)運(yùn)行對(duì)效率和均流(均功率)性能指標(biāo)的要求。
背景技術(shù)：
：大功率并聯(lián)供電電源其為多個(gè)電源模塊并聯(lián)輸出結(jié)構(gòu)，由于具備兼容性強(qiáng)、可N+m冗余備份、可靠性強(qiáng)、性價(jià)比高、設(shè)計(jì)難度較低、易于管理等一系列優(yōu)勢(shì)，成為解決大功率輸出電源設(shè)計(jì)的首選方案之一，均流技術(shù)已成為電源模塊并聯(lián)供電的核心技術(shù)。均流技術(shù)是指在多個(gè)電源模塊并聯(lián)供電時(shí)，在滿足輸出電壓穩(wěn)態(tài)精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)的前提下，有較高精度的均勻分配各個(gè)電源模塊負(fù)載電流。所以，開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)供電系統(tǒng)均流性能的高低直接關(guān)系到整機(jī)系統(tǒng)的安全、可靠和高性能工作。由于并聯(lián)供電系統(tǒng)負(fù)載電流具有時(shí)變性和隨機(jī)性，導(dǎo)致采用傳統(tǒng)均流控制方案(即在線運(yùn)行電源模塊數(shù)量不變，通過(guò)均流控制算法調(diào)節(jié)每個(gè)電源模塊的輸出電流達(dá)到均流目標(biāo)和負(fù)荷匹配目標(biāo)的方案)的并聯(lián)供電系統(tǒng)中電源模塊工作范圍涵蓋輕載，半載，額定負(fù)載及過(guò)載等工況。一方面，不同負(fù)載工況下并聯(lián)供電系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)其系統(tǒng)均流性能存在一定差異，因而需要對(duì)并聯(lián)供電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化控制，確保系統(tǒng)在不同負(fù)載電流情況下始終能實(shí)現(xiàn)較高的均流性能；另一方面，電源模塊在不同負(fù)載情況下，其工作效率也不同，因而需要對(duì)并聯(lián)供電系統(tǒng)在線電源模塊的數(shù)量進(jìn)行最優(yōu)化控制，確保每個(gè)在線電源模塊工作于最高效率點(diǎn)附近，確保系統(tǒng)在任何負(fù)載條件下系統(tǒng)效率最優(yōu)。所以，需要一種新的控制策略，能實(shí)現(xiàn)并聯(lián)供電系統(tǒng)效率和均流性能綜合指標(biāo)處于較高水平。現(xiàn)有的并聯(lián)供電系統(tǒng)均流控制策略能保證并聯(lián)供電系統(tǒng)負(fù)載電流在所有在線工作電源模塊進(jìn)行平均分配。但是存在以下三個(gè)問(wèn)題：一、不能實(shí)現(xiàn)并聯(lián)供電系統(tǒng)均流性能處于較好狀態(tài)；二、并聯(lián)供電系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)較高的效率；三、不能實(shí)現(xiàn)每個(gè)電源模塊運(yùn)行性能的評(píng)估和優(yōu)化調(diào)度，不能確保每個(gè)電源模塊均流性能滿足要求。所以，為了實(shí)現(xiàn)并聯(lián)供電系統(tǒng)在不同負(fù)載情況下效率和均流效果綜合性能指標(biāo)處于最優(yōu)，須建立效率和均流標(biāo)準(zhǔn)差加權(quán)和表達(dá)式，求取效率和均流標(biāo)準(zhǔn)差加權(quán)和最小時(shí)對(duì)應(yīng)的電源模塊輸出電流值。只要控制并聯(lián)供電系統(tǒng)電源模塊輸出電流處于最優(yōu)輸出電流附近，就能確保并聯(lián)供電系統(tǒng)在不同負(fù)載情況下效率和均流效果綜合性能指標(biāo)最優(yōu)。與此同時(shí)，在優(yōu)化控制并聯(lián)供電系統(tǒng)在線電源模塊的數(shù)量，使得并聯(lián)供電系統(tǒng)始終工作于綜合性能指標(biāo)最優(yōu)點(diǎn)附近的基礎(chǔ)上，還需要對(duì)每個(gè)在線電源模塊的動(dòng)態(tài)均流性能指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估及優(yōu)化調(diào)度，確保每個(gè)模塊和并聯(lián)供電系統(tǒng)均處于最優(yōu)狀態(tài)，確保開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)供電系統(tǒng)的高效、可靠和長(zhǎng)壽命運(yùn)行。然而，通過(guò)檢索現(xiàn)有的論文和專利發(fā)現(xiàn)，尚未發(fā)現(xiàn)一種可靠和實(shí)用的并聯(lián)供電系統(tǒng)控制方法來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)效率和均流綜合性能指標(biāo)的優(yōu)化及每個(gè)在線電源模塊的優(yōu)化調(diào)度。因而，一種可靠和實(shí)用的并聯(lián)供電系統(tǒng)控制方法就顯得尤為重要，其對(duì)于并聯(lián)供電系統(tǒng)的可靠運(yùn)行具有重要的影響。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，提出了基于效率和均流標(biāo)準(zhǔn)差加權(quán)和矩陣的并聯(lián)供電系統(tǒng)優(yōu)化控制方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于效率和均流標(biāo)準(zhǔn)差加權(quán)和矩陣的并聯(lián)供電系統(tǒng)優(yōu)化控制方法，其步驟如下：(1)獲取K個(gè)電源模塊組成的并聯(lián)供電系統(tǒng)負(fù)載電流Iout從按照間隔為等間距變化到時(shí)，每個(gè)電源模塊在不同負(fù)載電流情況下采集V個(gè)輸出電流Datacurr(m')(i)(j)，輸出電壓Datavolt(m')(i)(j)和輸入功率P(m')(i)(j)，并得到對(duì)應(yīng)的V個(gè)電源模塊效率η(m')(i)(j)，其中：m'為電源模塊序號(hào)；i為負(fù)載電流值對(duì)應(yīng)的序號(hào)值；j為輸出電流采集序號(hào)；m'，i，j滿足m'＝{1,…K},i＝{1,…U},j＝{1,…V}，IN為電源模塊的額定電流；(2)獲取電源模塊輸出電流與均流期望電流相對(duì)偏差對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)期望和標(biāo)準(zhǔn)差獲得電源模塊效率的平均值及效率ηm'i和標(biāo)準(zhǔn)差σm'i的加權(quán)和以γm'i為元素構(gòu)建矩陣A＝(γm'i)K×U；m'，i，j滿足m'＝{1,…K},i＝{1,…U},j＝{1,…V}；(3)獲得矩陣A＝(γm'i)K×U的列和最小對(duì)應(yīng)的負(fù)載電流序號(hào)a值，即成立所對(duì)應(yīng)的a值；系統(tǒng)的效率和均流綜合性能指標(biāo)最優(yōu)時(shí)的負(fù)載電流為即(4)以周期Ts為間隔得到并聯(lián)供電系統(tǒng)的在線電源模塊數(shù)量M，并對(duì)M個(gè)在線電源模塊的輸出電流進(jìn)行采集，將第m個(gè)序號(hào)的電源模塊的輸出電流數(shù)據(jù)標(biāo)記為Curr(m)，m為當(dāng)前在線電源模塊的序號(hào)；(5)更新序號(hào)為m的在線電源模塊的輸出電流數(shù)據(jù)數(shù)組：Curr_store(m)(n)＝Curr_store(m)(n+1)，Curr_store(m)(T)＝Curr(m)；其中：n＝1，…T-1；m＝1，2，3，…M；n為當(dāng)前序號(hào)的在線電源模塊的電流采集次數(shù)，T為大于2的正整數(shù)；(6)獲取序號(hào)為m的在線電源模塊的輸出電流平均值：其中：m＝1，2，3，…M；(7)獲得M個(gè)在線電源模塊組成的并聯(lián)供電系統(tǒng)的負(fù)載電流和在線電源模塊均流負(fù)載電流(8)判斷|Ishare-Iref|≤σ是否成立；(9)步驟(8)中|Ishare-Iref|≤σ不成立，則獲得在線電源模塊的輸出電流為參考電流Iref時(shí)的在線電源模塊數(shù)量N*，即(10)N*≤1則設(shè)置N*＝2；反之，則獲得并聯(lián)供電系統(tǒng)需調(diào)節(jié)的在線電源模塊數(shù)量ΔN*＝N*-M，根據(jù)ΔN*的正負(fù)，集中控制器增加或減少|(zhì)ΔN*|個(gè)在線電源模塊；(11)步驟(8)中|Ishare-Iref|≤σ成立，則獲取序號(hào)為m的在線電源模塊的輸出電流Curr_store(m)(n)與均流目標(biāo)值Ishare的偏差θ(m)(n)＝Curr_store(m)(n)-Ishare；其中：n＝1，…T；m＝1，2，3，…M；(12)獲取序號(hào)為m的在線電源模塊偏差θ(m)(n)的數(shù)學(xué)期望和標(biāo)準(zhǔn)差其中：n＝1，…T；m＝1，2，3，…M；(13)則繼續(xù)下一個(gè)在線電源模塊的檢測(cè)；反之，則標(biāo)記序號(hào)為m的在線電源模塊均流性能不符合要求，其中，Cθ為標(biāo)準(zhǔn)差最大允許值；(14)將Num個(gè)標(biāo)記均流性能不符合要求的在線電源模塊離線，并從備用電源中啟動(dòng)Num個(gè)電源模塊工作，并繼續(xù)步驟(4)的操作，其中Num表示為標(biāo)記均流性能不符合要求的在線電源模塊的數(shù)量。所述步驟(1)-步驟(3)中：(一)在t∈((i-1)T,iT],(U≥i≥1)，電子負(fù)載電流為時(shí)獲得電源模塊的均流目標(biāo)參考電流：(二)獲取序號(hào)為m'的電源模塊的輸出電流采樣數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)：Datacurr(m')(i)(j)，(K≥m'≥1，U≥i≥1，V≥j≥1)，并得到其均流相對(duì)偏差δ(m')(i)(j)：δ(m′)(i)(j)=Datacurr(m′)(i)(j)-Iref(i)Iref(i);]]>(三)獲取序號(hào)為m'的電源模塊在條件下相對(duì)偏差δ(m')(i)(j)關(guān)于j的數(shù)學(xué)期望Em'i：(四)獲取序號(hào)為m'的電源模塊在條件下相對(duì)偏差δ(m')(i)(j)關(guān)于j的標(biāo)準(zhǔn)差σm'i：其中σm'i表示序號(hào)為m'的電源模塊在條件下的相對(duì)偏差的標(biāo)準(zhǔn)差；(五)獲取序號(hào)為m'的電源模塊在條件效率η(m')(i)(j)：η(m′)(i)(j)=Datacurr(m′)(i)(j)×Datavolt(m′)(i)(j)P(m′)(i)(j)×100%;]]>(六)獲取序號(hào)為m'的電源模塊在條件下η(m')(i)(j)關(guān)于j的數(shù)學(xué)期望ηm'i：ηm′i=1VΣj=1Vη(m′)(i)(j),]]>其中ηm'i表示序號(hào)為m'的電源模塊在條件下的效率的平均值；(七)獲取效率ηm'i和均流標(biāo)準(zhǔn)差σm'i的加權(quán)和γm'i：(八)構(gòu)建以效率和均流標(biāo)準(zhǔn)差的加權(quán)和γm'i為元素的矩陣A＝(γm'i)K×U：A=γ11γ12...γ1Uγ21γ22...γ2U............γK1γK2...γKU;]]>(九)得到矩陣A＝(γm'i)K×U的列和最?。罕硎居蒏個(gè)電源模塊組成的并聯(lián)供電系統(tǒng)效率和均流綜合性能最優(yōu)，并從其對(duì)應(yīng)的a值獲得并聯(lián)供電系統(tǒng)效率和均流綜合性能最優(yōu)時(shí)電源模塊對(duì)應(yīng)的負(fù)載電流Iref：本發(fā)明首先，獲取由K個(gè)電源模塊組成的并聯(lián)供電系統(tǒng)在不同負(fù)載情況下(涵蓋輕載、半載，額定負(fù)載及過(guò)載工況)每個(gè)電源模塊效率η和實(shí)際電流值與期望均流值偏差的標(biāo)準(zhǔn)差σ；其次，求取不同負(fù)載情況下電源模塊的效率η和均流偏差的標(biāo)準(zhǔn)差σ加權(quán)和并以γ為元素構(gòu)建K個(gè)電源模塊在不同負(fù)載情況下的矩陣A，計(jì)算該矩陣的列和最小及對(duì)應(yīng)情況下效率和均流綜合性能指標(biāo)最優(yōu)時(shí)模塊的輸出電流Iref；再次，并聯(lián)供電系統(tǒng)集中控制器通過(guò)實(shí)時(shí)獲取在線工作電源模塊的輸出電流求取系統(tǒng)總的負(fù)載電流值Iout并除以事先獲得的Iref，得出并聯(lián)供電系統(tǒng)在線運(yùn)行電源模塊數(shù)量N*；然后，并聯(lián)供電系統(tǒng)集中控制器實(shí)時(shí)控制在線電源模塊數(shù)量，確保系統(tǒng)始終工作于均流性能最優(yōu)點(diǎn)或附近；最后，獲取在線運(yùn)行的每個(gè)電源模塊輸出電流數(shù)據(jù)，求取輸出電流數(shù)據(jù)與目標(biāo)均流值偏差的標(biāo)準(zhǔn)差，從而判別每個(gè)在線運(yùn)行的電源模塊是否滿足要求并進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度控制。由于相同規(guī)格的電源模塊其特性總體保持一致，因而通過(guò)測(cè)量K(K的大小可由用戶確定，本發(fā)明K暫定為10)個(gè)電源模塊組成的并聯(lián)供電系統(tǒng)在不同負(fù)載電流下的效率和均流綜合性能指標(biāo)即可獲得任意N個(gè)電源模塊組成的并聯(lián)供電系統(tǒng)在不同負(fù)載情況下的效率和均流綜合性能指標(biāo)。然后，獲取運(yùn)行的每個(gè)電源模塊的輸出電流與目標(biāo)均流值偏差的標(biāo)準(zhǔn)差。在保證電源模塊數(shù)量最優(yōu)的前提下依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差的大小對(duì)運(yùn)行電源模塊進(jìn)行調(diào)度控制，確保每個(gè)運(yùn)行的電源模塊的性能滿足要求。其具有以下優(yōu)勢(shì)：(1)本發(fā)明覆蓋了負(fù)載電流全工作范圍工況，具有廣泛的適用性；(2)本發(fā)明能綜合兼顧并聯(lián)供電系統(tǒng)效率和均流性能指標(biāo)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)性和系統(tǒng)可靠性；(3)本發(fā)明通過(guò)構(gòu)建全負(fù)載情況下的效率和均流標(biāo)準(zhǔn)差加權(quán)和構(gòu)成的矩陣A＝(γmi)K×U的列和最小對(duì)應(yīng)的負(fù)載電流Iref。和Iref表征了并聯(lián)供電系統(tǒng)均流過(guò)程中效率和均流響應(yīng)集中度綜合性能指標(biāo)最優(yōu)及其對(duì)應(yīng)的在線模塊負(fù)載電流值，為并聯(lián)供電系統(tǒng)效率和均流優(yōu)化控制提供依據(jù)。(4)本發(fā)明具有實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整在線電源模塊數(shù)量，確保并聯(lián)供電系統(tǒng)始終工作于均流最優(yōu)工作點(diǎn)附近。(5)本發(fā)明在確保并聯(lián)供電系統(tǒng)效率和均流綜合性能處于最優(yōu)工作點(diǎn)附近的目標(biāo)下即在線運(yùn)行電源模塊數(shù)量最優(yōu)，通過(guò)計(jì)算每個(gè)電源模塊的輸出電流與均流目標(biāo)值Ishare偏差的標(biāo)準(zhǔn)差，對(duì)性能不滿足要求的在線電源模塊與備用電源模塊進(jìn)行進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，實(shí)現(xiàn)并聯(lián)供電系統(tǒng)和在線電源模塊均工作于性能最優(yōu)點(diǎn)附近；(6)本發(fā)明所述的基于效率和均流標(biāo)準(zhǔn)差加權(quán)和矩陣的并聯(lián)供電控制方法具有可靠性高，實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)；可有效兼顧并聯(lián)供電系統(tǒng)均流性能和效率指標(biāo)，提高系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和可靠性，為并聯(lián)供電系統(tǒng)安全、高效運(yùn)行提供可靠保證。附圖說(shuō)明圖1為并聯(lián)供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖2為并聯(lián)供電系統(tǒng)效率和均流綜合性能測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。具體實(shí)施方式下面針對(duì)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明：本發(fā)明提供了基于效率和均流標(biāo)準(zhǔn)差加權(quán)和矩陣的并聯(lián)供電系統(tǒng)優(yōu)化控制方法，圖1所示為并聯(lián)供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，圖2所示為并聯(lián)供電系統(tǒng)效率和均流綜合性能測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖1主要包括并聯(lián)供電系統(tǒng)集中控制器，開(kāi)關(guān)電源模塊和用電負(fù)載。集中控制器通過(guò)通信總線獲取在線模塊的IP及其輸出電流，優(yōu)化控制在線電源模塊的數(shù)量和優(yōu)化調(diào)度性能不合格的電源模塊；電源模塊主要實(shí)現(xiàn)向負(fù)載供電、接收集中控制器的運(yùn)行控制命令及上傳輸出電流；用電負(fù)載主要包含各類用電設(shè)備。均流調(diào)節(jié)功能的實(shí)現(xiàn)有無(wú)通信總線自主均流方式和有通信總線均流方式，由專門的均流功能模塊實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明不贅述。圖2主要功能是獲取并聯(lián)供電系統(tǒng)在不同負(fù)載條件下在線模塊效率和均流標(biāo)準(zhǔn)差加權(quán)和矩陣，進(jìn)而確定該矩陣列和最小對(duì)應(yīng)的最優(yōu)負(fù)載電流，主要包括上位機(jī)(PC機(jī))、程控電子負(fù)載、電源模塊、功率計(jì)等。上位機(jī)(PC機(jī))主要功能為獲取在線模塊IP地址、輸入功率、模塊輸出電流、輸出功率、控制程控電子負(fù)載工作電流、計(jì)算效率和均流標(biāo)準(zhǔn)差加權(quán)和矩陣列和最小對(duì)應(yīng)的負(fù)載電流；程控電子負(fù)載用于調(diào)節(jié)并聯(lián)供電系統(tǒng)的負(fù)載電流；電源模塊主要實(shí)現(xiàn)接收IP設(shè)定、接收上位機(jī)命令數(shù)據(jù)和上傳輸出電流、輸出功率給上位機(jī)；功率計(jì)主要用于測(cè)量在線模塊的輸入功率。一、并聯(lián)供電系統(tǒng)效率和均流綜合性能測(cè)試系統(tǒng)變量說(shuō)明如下：K為并聯(lián)供電測(cè)試系統(tǒng)電源模塊數(shù)量，K的具體值可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定。IN為電源模塊額定電流；為并聯(lián)供電系統(tǒng)額定輸出電流，滿足U為負(fù)載電流點(diǎn)數(shù)量，即并聯(lián)供電系統(tǒng)負(fù)載電流Iout從按照間隔為等間距變化到(涵蓋輕載、半載、額定載及過(guò)載工況，U必須為不小于20的正整數(shù)，由用戶可根據(jù)系統(tǒng)工作的最大負(fù)載電流值確定)；為電子負(fù)載在第i點(diǎn)時(shí)輸出電流，其中：U≥i≥1；m'為電源模塊序號(hào)，滿足：K個(gè)電源模塊的IP按照從小到大的次序映射為m'＝1，2，…K，即m'＝1為IP最小的電源模塊序號(hào)，m'＝2為IP次最小電源模塊序號(hào)，…，以此類推m'＝K為IP最大的電源模塊序號(hào)；V為并聯(lián)供電系統(tǒng)處于某一負(fù)載電流點(diǎn)時(shí)需對(duì)當(dāng)單個(gè)在線電源模塊輸出電流、輸出電壓和輸入功率數(shù)據(jù)采樣數(shù)量，V可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定大小。Datacurr(m')(i)(j)，(K≥m'≥1，U≥i≥1，V≥j≥1)為序號(hào)為m'的電源模塊在條件下第j個(gè)電流采樣數(shù)據(jù)；Datavolt(m')(i)(j)，(K≥m'≥1，U≥i≥1，V≥j≥1)為序號(hào)為m'的電源模塊在條件下第j個(gè)輸出電壓采樣數(shù)據(jù)；P(m')(i)(j)，(K≥m'≥1，U≥i≥1，V≥j≥1)為序號(hào)為m'的電源模塊在條件下第j個(gè)輸入功率采樣數(shù)據(jù)；η(m')(i)(j)，(K≥m'≥1，U≥i≥1，V≥j≥1)為序號(hào)為m'的電源模塊在條件下計(jì)算出來(lái)的第j個(gè)效率數(shù)據(jù)，滿足：ηm'i為序號(hào)為m'的電源模塊在條件下V個(gè)η(m')(i)(j)的數(shù)學(xué)期望，滿足：Iref(i)為模塊在條件下均流目標(biāo)參考值，滿足：其中：U≥i≥1；δ(m')(i)(j)為序號(hào)為m'的電源模塊在條件下第j個(gè)采樣電流與均流參考目標(biāo)電流的相對(duì)偏差值，滿足：Em'i為序號(hào)為m'的電源模塊在條件下V個(gè)δ(m')(i)(j)的數(shù)學(xué)期望，滿足：σm'i為序號(hào)為m'的電源模塊在條件下V個(gè)δ(m')(i)(j)的標(biāo)準(zhǔn)差，滿足：α為加權(quán)系數(shù)，滿足：α∈[0,1]；γm'i為序號(hào)為m'的電源模塊在條件下效率和均流標(biāo)準(zhǔn)差加權(quán)和，滿足：A＝(γm'i)K×U為效率和均流標(biāo)準(zhǔn)差加權(quán)和矩陣；定義t＝0為并聯(lián)供電系統(tǒng)空載運(yùn)行的最后時(shí)刻；T為相鄰兩個(gè)負(fù)載電流間隔時(shí)間；則t∈((i-1)T,iT],(U≥i≥1)為并聯(lián)供電系統(tǒng)負(fù)載電流的運(yùn)行時(shí)間。由于在運(yùn)行過(guò)程中需要對(duì)每個(gè)電源模塊采集3V個(gè)樣本數(shù)據(jù)，因而，上位機(jī)共需采集3×K×V個(gè)數(shù)據(jù)。假設(shè)上位機(jī)采集一個(gè)數(shù)據(jù)的時(shí)間為T1，則系統(tǒng)工作于狀態(tài)需要Ttotal＝3×K×V×T1時(shí)間，因而必須滿足T≥Ttotal。又由于均流性能數(shù)據(jù)可靠性與采樣點(diǎn)數(shù)和采樣時(shí)間T1相關(guān)，因而需根據(jù)實(shí)際需求綜合考慮T和T1大小，確保均流性能指標(biāo)的可靠性。首先，由控制工程知識(shí)可知，評(píng)價(jià)系統(tǒng)的性能可通過(guò)系統(tǒng)階躍響應(yīng)的超調(diào)量，調(diào)整時(shí)間和穩(wěn)態(tài)偏差指標(biāo)來(lái)衡量。因而，并聯(lián)供電系統(tǒng)在電子負(fù)載由階躍為時(shí)，我們同樣可以通過(guò)測(cè)量模塊的電流輸出與均流目標(biāo)參考值之間的動(dòng)態(tài)響應(yīng)來(lái)評(píng)價(jià)模塊的均流性能。由數(shù)理統(tǒng)計(jì)知識(shí)可知，并聯(lián)系統(tǒng)均流標(biāo)準(zhǔn)差表征的是系統(tǒng)均流動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程相對(duì)超調(diào)量大小，體現(xiàn)其均流階躍響應(yīng)過(guò)程中的輸出電流的集中度，可反映電源模塊均流性能指標(biāo)；其次，并聯(lián)供電系統(tǒng)在滿足均流性能指標(biāo)的同時(shí)，應(yīng)該兼顧系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益由運(yùn)行效率決定，其體現(xiàn)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的能耗指標(biāo)。為使并聯(lián)供電系統(tǒng)綜合考慮效率和均流指標(biāo)，應(yīng)構(gòu)建效率和均流標(biāo)準(zhǔn)差加權(quán)和及其對(duì)應(yīng)的矩陣；最后，通過(guò)求取效率和均流標(biāo)準(zhǔn)差加權(quán)和矩陣A＝(γm'i)K×U的列和最小確定并聯(lián)供電系統(tǒng)綜合性能最優(yōu)及其對(duì)應(yīng)的負(fù)載電流。這是基于A＝(γm'i)K×U的列和最小的物理意義表明并聯(lián)供電系統(tǒng)處在何種負(fù)載電流下效率和均流綜合性能最好。在t∈((i-1)T,iT],(U≥i≥1)，電子負(fù)載電流為則電源模塊的均流目標(biāo)參考電流為：Iref(i)=i20INpK=i20IN,U≥i≥1,---(1)]]>獲取序號(hào)為m'的電源模塊輸出電流采樣數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)：Datacurr(m')(i)(j)，(K≥m'≥1，U≥i≥1，V≥j≥1)，因而，其均流相對(duì)偏差δ(m')(i)(j)為：δ(m′)(i)(j)=Datacurr(m′)(i)(j)-Iref(i)Iref(i),---(2)]]>求取序號(hào)為m'的電源模塊在條件下相對(duì)偏差δ(m')(i)(j)關(guān)于j的數(shù)學(xué)期望Em'i為：Em′i=1VΣj=1Vδ(m′)(i)(j),---(3)]]>求取序號(hào)為m'的電源模塊在條件下相對(duì)偏差δ(m')(i)(j)關(guān)于j的標(biāo)準(zhǔn)差σm'i為：σm′i=1VΣj=1V(δ(m′)(i)(j)-Em′i)2,---(4)]]>σm'i的物理意義為：序號(hào)為m'的電源模塊在條件下的相對(duì)偏差的標(biāo)準(zhǔn)差，σm'i越小表明電源模塊的在條件下均流集中度性能越好。求取序號(hào)為m'的電源模塊在條件效率η(m')(i)(j)為：η(m′)(i)(j)=Datacurr(m′)(i)(j)×Datavolt(m′)(i)(j)P(m′)(i)(j)×100%,---(5)]]>求取序號(hào)為m'的電源模塊在條件下η(m')(i)(j)關(guān)于j的數(shù)學(xué)期望ηm'i為：ηm′i=1VΣj=1Vη(m′)(i)(j),---(6)]]>ηm'i的物理意義為：序號(hào)為m'的電源模塊在條件下的效率的平均值，ηm'i越大表明電源模塊的在條件下經(jīng)濟(jì)性能越好，越節(jié)能；求取效率ηm'i和均流標(biāo)準(zhǔn)差σm'i的加權(quán)和γm'i為：γm′i=(1-α)ηm′i+ασm′i,---(7)]]>γm'i的物理意義為：將系統(tǒng)效率性能和均流性能統(tǒng)一到一個(gè)綜合的性能指標(biāo)來(lái)考慮，其有利于系統(tǒng)的性能優(yōu)化設(shè)計(jì)；γm'i越小表明系統(tǒng)的綜合性能越好。構(gòu)建以效率和均流標(biāo)準(zhǔn)差的加權(quán)和γm'i為元素的矩陣A＝(γm'i)K×U：A=γ11γ12...γ1Uγ21γ22...γ2U............γK1γK2...γKU,---(8)]]>求解矩陣A＝(γm'i)K×U的列和最小：mina(Σm′=1K|γm′a|),a=1,2,...U,---(9)]]>的物理意義為：由K個(gè)電源模塊組成的并聯(lián)供電系統(tǒng)效率和均流綜合性能最優(yōu)，其對(duì)應(yīng)的a值即為并聯(lián)供電系統(tǒng)效率和均流綜合性能最優(yōu)時(shí)電源模塊對(duì)應(yīng)的負(fù)載電流Iref為：Iref=a20IN.---(10)]]>二、并聯(lián)供電系統(tǒng)優(yōu)化控制結(jié)構(gòu)圖變量說(shuō)明如下：Ts為集中控制器計(jì)算在線電源模塊數(shù)量和采集電源模塊輸出電流數(shù)據(jù)的周期；M為在線電源模塊數(shù)量且M<K；Iout為并聯(lián)供電系統(tǒng)的負(fù)載電流；Curr(m)為序號(hào)為m的在線電源模塊的輸出電流采樣值，m＝1,2，┄，M，m為當(dāng)前在線電源模塊的序號(hào)；Iref為并聯(lián)供電系統(tǒng)效率和均流綜合性能最優(yōu)時(shí)在線電源模塊對(duì)應(yīng)的負(fù)載電流；Ishare為并聯(lián)供電系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)在線電源模塊輸出電流均流目標(biāo)值；ΔI為Ishare與Iref之差的絕對(duì)值；σ為Ishare與Iref之差絕對(duì)值的最大允許值。Curr_store(m)(n)為序號(hào)為m的在線電源模塊的輸出電流存儲(chǔ)數(shù)組，m＝1,2，┄，M；n＝1,2，┄，T；n為當(dāng)前序號(hào)在線電源模塊的電流采集次數(shù)，T為大于2的正整數(shù)，為序號(hào)為m的在線電源模塊的輸出電流存儲(chǔ)數(shù)組Curr_store(m)(n)的平均值；θ(m)(n)為序號(hào)為m的在線電源模塊的Curr_store(m)(n)與均流目標(biāo)值Ishare的偏差：為θ(m)(n)的數(shù)學(xué)期望；為θ(m)(n)的標(biāo)準(zhǔn)差；Cθ為最大允許值；在t＝KTs,K＝0,1,2,3，…時(shí)刻，并聯(lián)供電系統(tǒng)集中控制器通過(guò)通信總線開(kāi)始采集M個(gè)在線電源模塊的輸出電流Curr(m)，m＝1,2，┄，M；更新序號(hào)為m的在線電源模塊的輸出電流數(shù)據(jù)：Curr_store(m)(n)＝Curr_store(m)(n+1)，(11)Curr_store(m)(T)＝Curr(m)，(12)其中：m＝1,2，┄，M，n＝1,2，┄，T-1；計(jì)算序號(hào)為m的在線電源模塊輸出電流平均值：Curr(m)‾=1TΣn=1TCurr_store(m)(n),---(13)]]>其中：m＝1，2，3，…M；計(jì)算并聯(lián)供電系統(tǒng)負(fù)載電流Iout，滿足：Iout=Σm=1MCurr(m)‾,---(14)]]>計(jì)算在線電源模塊輸出電流目標(biāo)值Ishare，滿足：Ishare=IoutM,---(15)]]>計(jì)算序號(hào)為m的在線電源模塊輸出電流存儲(chǔ)數(shù)據(jù)Curr_store(m)(n)與均流目標(biāo)值Ishare的偏差：θ(m)(n)＝Curr_store(m)(n)-Ishare，(16)其中：n＝1，…T；m＝1，2，3，…M；計(jì)算序號(hào)為m的在線電源模塊偏差θ(m)(n)的數(shù)學(xué)期望；Eθm=1TΣn=1Tθ(m)(n),---(17)]]>其中：n＝1，…T；m＝1，2，3，…M；計(jì)算序號(hào)為m的在線電源模塊偏差θ(m)(n)的標(biāo)準(zhǔn)差；σθm=1TΣn=1T(θ(m)(n)-Eθm)2,---(18)]]>其中：n＝1，…T；m＝1，2，3，…M；計(jì)算在線電源模塊輸出電流目標(biāo)值Ishare與Iref之差的絕對(duì)值ΔI，滿足：ΔI＝|Ishare-Iref|，(19)判斷ΔI是否滿足不等式：ΔI＜σ，(20)在不等式(20)滿足的情況下，判斷序號(hào)為m的在線電源模塊的輸出電流與均流目標(biāo)值偏差的標(biāo)準(zhǔn)差是否滿足不等式：|σθm|≤Cθ,---(21)]]>如果序號(hào)為m的在線電源模塊滿足不等式(21)，說(shuō)明在線電源模塊性能合格；否則，在線電源模塊性能不合格，需要從備用電源模塊中切入合格電源模塊工作。在不等式(20)不滿足的情況下，計(jì)算并聯(lián)供電系統(tǒng)負(fù)載電流為Iout時(shí)，效率和均流綜合性能最優(yōu)條件下在線電源模塊數(shù)量N*，滿足：N*=[IoutIref],---(22)]]>在不等式(20)不滿足的情況下，計(jì)算并聯(lián)供電系統(tǒng)在線電源模塊調(diào)節(jié)量ΔN*，滿足：ΔN*＝N*-M，(23)集中控制器增加(減少)|ΔN*|個(gè)在線電源模塊，確保并聯(lián)供電系統(tǒng)效率和均流綜合性能最優(yōu)。本發(fā)明提供了基于效率和均流標(biāo)準(zhǔn)差加權(quán)和矩陣的并聯(lián)供電系統(tǒng)優(yōu)化控制方法，包括如下步驟：(1)事先獲取K個(gè)電源模塊組成的并聯(lián)供電系統(tǒng)負(fù)載電流Iout從按照間隔為等間距變化到時(shí)(為滿足涵蓋輕載、半載、額定載及過(guò)載工況，U必須為不小于20的正整數(shù)；IN為電源模塊的額定電流)，每個(gè)電源模塊在不同負(fù)載電流情況下采集V個(gè)輸出電流Datacurr(m')(i)(j)，輸出電壓Datavolt(m')(i)(j)和輸入功率P(m')(i)(j)，并計(jì)算出對(duì)應(yīng)的V個(gè)電源模塊效率η(m')(i)(j)(V可由用戶根據(jù)實(shí)際確定大小)。其中：m'為電源模塊序號(hào)；i為負(fù)載電流值對(duì)應(yīng)的序號(hào)值；j為輸出電流采集序號(hào)；m'，i，j滿足m'＝{1,…K},i＝{1,…U},j＝{1,…V}；(2)計(jì)算電源模塊輸出電流與均流期望電流相對(duì)偏差越小表明電源模塊的均流性能越好)、對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)期望和標(biāo)準(zhǔn)差(σm'i越小表明電源模塊的均流集中度性能越好)；計(jì)算電源模塊效率的平均值及效率ηm'i和標(biāo)準(zhǔn)差σm'i的加權(quán)和(γm'i越小表明電源模塊的綜合性能越好)；以γm'i為元素構(gòu)建矩陣A＝(γm'i)K×U；m'，i，j滿足m'＝{1,…K},i＝{1,…U},j＝{1,…V}；(3)求解矩陣A＝(γm'i)K×U的列和最小對(duì)應(yīng)的負(fù)載電流序號(hào)a值，即成立所對(duì)應(yīng)的a值；負(fù)載電流為為系統(tǒng)的效率和均流綜合性能指標(biāo)最優(yōu)；令(4)以周期Ts為間隔計(jì)算并聯(lián)供電系統(tǒng)的在線電源模塊數(shù)量M，并對(duì)M個(gè)在線電源模塊的輸出電流進(jìn)行采集，將第一個(gè)序號(hào)的在線電源模塊的輸出電流數(shù)據(jù)標(biāo)記為Curr(1)，當(dāng)前在線電源模塊序號(hào)為m，令m＝1；(5)更新序號(hào)為m的在線電源模塊的輸出電流數(shù)據(jù)數(shù)組，即：Curr_store(m)(n)＝Curr_store(m)(n+1)，Curr_store(m)(T)＝Curr(m)；其中：n＝1，…T-1；m＝1，2，3，…M；T為大于2的正整數(shù)；(6)計(jì)算序號(hào)為m的在線電源模塊的輸出電流平均值：其中：m＝1，2，3，…M；(7)計(jì)算M個(gè)在線電源模塊組成的并聯(lián)供電系統(tǒng)的負(fù)載電流和在線電源模塊均流負(fù)載電流(8)判斷|Ishare-Iref|≤σ是否成立？如果是，則進(jìn)入步驟(16)；反之，則進(jìn)入步驟(9)；(9)計(jì)算在線電源模塊輸出電流為參考電流Iref時(shí)的數(shù)量N*，即(10)判斷N*≤1？是否成立？如果是，則進(jìn)入步驟(11)；反之，進(jìn)入步驟(12)；(11)設(shè)置N*＝2；這是由于N*<2時(shí)是單電源模塊供電，不具備均流功能。(12)計(jì)算并聯(lián)供電系統(tǒng)需調(diào)節(jié)在線電源模塊數(shù)量ΔN*＝N*-M；(13)判斷ΔN*＞0？是否成立？如果是，則進(jìn)入步驟(14)；反之，進(jìn)入步驟(15)；(14)集中控制器增加ΔN*個(gè)在線電源模塊，然后進(jìn)入步驟(4)；(15)集中控制器減少ΔN*個(gè)在線電源模塊，然后進(jìn)入步驟(4)；(16)計(jì)算序號(hào)為m的在線電源模塊的輸出電流Curr_store(m)(n)與均流目標(biāo)值Ishare的偏差θ(m)(n)＝Curr_store(m)(n)-Ishare；其中：n＝1，…T；m＝1，2，3，…M；(17)計(jì)算序號(hào)為m的在線電源模塊偏差θ(m)(n)的數(shù)學(xué)期望和標(biāo)準(zhǔn)差其中：n＝1，…T；m＝1，2，3，…M；(18)初始化m＝1；(19)初始化不合格電源模塊數(shù)量Num＝0；(20)判斷(Cθ為標(biāo)準(zhǔn)差最大允許值)如果是，進(jìn)入步驟(23)；反之，進(jìn)入步驟(21)；(21)標(biāo)記序號(hào)為m的在線電源模塊均流性能不符合要求；(22)更新變量Num＝Num+1；(23)更新m＝m+1；(24)判斷m<＝M？如果是，進(jìn)入步驟(20)；否則，進(jìn)入步驟(25)；(25)將Num個(gè)均流性能不符合要求的在線電源模塊離線，并從備用電源中啟動(dòng)Num個(gè)電源模塊工作；然后進(jìn)入步驟(4)。實(shí)施例不應(yīng)視為對(duì)發(fā)明的限制，但任何基于本發(fā)明的精神所作的改進(jìn)，都應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3