本發(fā)明涉及一種基于灰色關(guān)聯(lián)的并聯(lián)供電系統(tǒng)優(yōu)化控制方法，用于優(yōu)化控制電源模塊運(yùn)行數(shù)量和電源模塊的調(diào)度，確保不同負(fù)載條件下并聯(lián)供電系統(tǒng)的均流性能最優(yōu)，該方法同樣適用于其他電子設(shè)備并聯(lián)均流性能指標(biāo)的要求。

背景技術(shù)：

大功率并聯(lián)供電其為多個電源模塊并聯(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，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)已成為開關(guān)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)精度和動態(tài)響應(yīng)的前提下，有較高精度的均勻分配各個電源模塊負(fù)載電流。所以，開關(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)均流控制方案的并聯(lián)供電系統(tǒng)工作范圍涵蓋輕載，半載，額定負(fù)載及過載等工況。然而，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)最優(yōu)的均流性能?，F(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，但并不能始終實(shí)現(xiàn)并聯(lián)供電系統(tǒng)均流性能最優(yōu)。為了實(shí)現(xiàn)不同負(fù)載情況下并聯(lián)供電系統(tǒng)均流性能始終最優(yōu)，就必須獲取并聯(lián)供電系統(tǒng)均流性能最優(yōu)條件下對應(yīng)負(fù)載電流，進(jìn)而獲取單個電源模塊在系統(tǒng)均流性能最優(yōu)情況下的負(fù)載電流。只要確保并聯(lián)供電系統(tǒng)電源模塊輸出電流始終處于最優(yōu)輸出電流附近，就能確保并聯(lián)供電系統(tǒng)在不同負(fù)載情況下均流性能保持最優(yōu)。所以，在獲取并聯(lián)供電系統(tǒng)電源模塊輸出電流值最優(yōu)的情況下，通過優(yōu)化控制并聯(lián)供電系統(tǒng)中電源模塊的運(yùn)行數(shù)量，使得電源模塊始終工作于均流性能最優(yōu)處。其次，在最優(yōu)確定了并聯(lián)供電系統(tǒng)在線運(yùn)行電源數(shù)量的基礎(chǔ)上，需要對每個在線運(yùn)行的電源模塊的性能進(jìn)行判別和調(diào)度控制，確保在系統(tǒng)均流性能最優(yōu)的基礎(chǔ)上，每個在線的電源模塊的性能也滿足要求，從而確保并聯(lián)供電系統(tǒng)的高效、可靠和長壽命運(yùn)行。

然而，通過查詢現(xiàn)有的論文和專利表明，尚未發(fā)現(xiàn)一種以均流性能最優(yōu)為目標(biāo)的可靠和實(shí)用的并聯(lián)供電系統(tǒng)優(yōu)化控制方法。因而，針對不同負(fù)載條件下，一種可靠和實(shí)用的并聯(lián)供電系統(tǒng)均流優(yōu)化控制方法就顯得尤為重要，其對于并聯(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，提出了一種基于灰色關(guān)聯(lián)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：一種基于灰色關(guān)聯(lián)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個電源模塊組成的并聯(lián)供電系統(tǒng)負(fù)載電流I_out從按照間隔為等間距變化到時(shí)，每個電源模塊在不同負(fù)載電流情況下采集V個輸出電流Data_curr(m')(i)(j)；其中：m'為電源模塊序號；i為負(fù)載電流值對應(yīng)的序號值；j為輸出電流采集數(shù)據(jù)序號；m'，i，j滿足m'＝{1,…K}，i＝{1,…U},j＝{1,…V}；I_N為電源模塊的額定電流；

(2)獲取序號為m'的電源模塊輸出電流與均流期望電流相對偏差數(shù)學(xué)期望和標(biāo)準(zhǔn)偏差獲取K個電源模塊在均流期望電流為時(shí)的S_m'i平均值

(3)對U個數(shù)據(jù)點(diǎn)擬合得出Γ與電源模塊負(fù)載電流i之間的關(guān)系Γ＝Ψ(i)；

(4)在允許輸出電流范圍內(nèi)，獲取滿足Γ＝Ψ(I_ref)最小的I_ref；

(5)以周期T_s為間隔計(jì)算并聯(lián)供電系統(tǒng)在線電源模塊數(shù)量M，并對M個在線電源模塊的輸出電流進(jìn)行采集，將第m個序號的在線電源模塊的輸出電流數(shù)據(jù)標(biāo)記為Curr(m)，m為當(dāng)前在線電源模塊序號；

(6)獲取序號為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；T為大于2的正整數(shù)；

(7)獲取序號為m的在線電源模塊的輸出電流平均值：其中：m＝1，2，3，…M；

(8)獲取M個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

(9)將I_ref作為參考量，I_share為比較量，獲取I_ref、I_share的關(guān)聯(lián)度r，第二級最小差Δ(min)＝0，第二級最大差Δ(max)＝1，分辨系數(shù)γ＝0.5，關(guān)聯(lián)度為r；

(10)判斷r＞＝σ是否成立，其中σ為關(guān)聯(lián)度最大閾值，0≤σ＜1；

(11)步驟(10)中r＞＝σ不成立，則獲取在線電源模塊輸出電流調(diào)節(jié)量并得到并聯(lián)供電系統(tǒng)在線電源模塊預(yù)期均流負(fù)載電流I_share＝I_share+ΔI；

(12)獲取在線電源模塊的輸出電流為參考電流I_share時(shí)的在線電源模塊數(shù)量N^*，N^*≤1則設(shè)置N^*＝2；反之，則獲取并聯(lián)供電系統(tǒng)需調(diào)節(jié)在線電源模塊數(shù)量ΔN^*＝N^*-M；

(13)并根據(jù)ΔN^*的正負(fù)，集中控制器增加或減少|(zhì)ΔN^*|個在線電源模塊；

(14)步驟(10)中r＞＝σ成立，則獲取序號為m的在線電源模塊的輸出電流Curr_store(m)(n)與均流目標(biāo)值I_share的偏差θ(m)(n)＝Curr_store(m)(n)-I_share；其中：n＝1，…T；m＝1，2，3，…M，n為電流采樣次數(shù)；

(15)獲取序號為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)偏差其中：n＝1，…T；m＝1，2，3，…M；

(16)則繼續(xù)下一個在線電源模塊電流采集，反之則標(biāo)記序號為m的在線電源模塊均流性能不符合要求，C_θ為標(biāo)準(zhǔn)偏差最大允許值；

(17)將Num個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Num個電源模塊工作；繼續(xù)步驟(5)的操作，其中Num為標(biāo)記為均流性能不符合要求的在線電源模塊的數(shù)量。

步驟(3)應(yīng)用多項(xiàng)式擬合、曲線擬合方法對U個數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行擬合處理。

步驟(1)-步驟(4)中，

(一)在t∈((i-1)T,iT],(U≥i≥1)，電子負(fù)載電流為時(shí)，獲取電源模塊的均流目標(biāo)參考電流：

(二)獲取序號為m'的電源模塊輸出電流采樣數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)：Data_curr(m')(i)(j)，(K≥m'≥1，U≥i≥1，V≥j≥1)，并獲取其均流相對偏差δ(m')(i)(j)：

$\mathrm{\δ}\left(m^{\′}\right)\left(i\right)\left(j\right)=\frac{{\mathrm{Data}}_{curr}\left(m^{\′}\right)\left(i\right)\left(j\right)-I_{ref}\left(i\right)}{I_{ref}\left(i\right)};$

(三)獲取序號為m'的電源模塊在條件下相對偏差δ(m')(i)(j)關(guān)于j的數(shù)學(xué)期望E_m'i：

(四)獲取序號為m'的電源模塊在條件下相對偏差δ(m')(i)(j)關(guān)于j的標(biāo)準(zhǔn)偏差S_m'i：

S_m'i表示序號為m'的電源模塊在條件下的相對偏差的標(biāo)準(zhǔn)偏差；

(五)獲取K個電源模塊在均流期望電流為時(shí)的平均標(biāo)準(zhǔn)偏差：

(六)對U個數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行處理得出Γ與電源模塊負(fù)載電流i之間的關(guān)系：Γ＝Ψ(i)，并在允許輸出電流范圍內(nèi)，獲取滿足Ψ(I_ref)≤Ψ(i)負(fù)載電流I_ref。

本發(fā)明的原理主要包含以下部分：首先，獲取并聯(lián)供電系統(tǒng)電源模塊均流標(biāo)準(zhǔn)偏差平均值Γ與電源模塊負(fù)載電流i之間的表達(dá)式Γ＝Ψ(i)和Ψ(i)最小時(shí)對應(yīng)的負(fù)載電流I_ref；其次，系統(tǒng)集中控制器獲取在線工作電源模塊數(shù)量M和總的負(fù)載電流I_out，并求取對應(yīng)系統(tǒng)均流值I_share；再次，并聯(lián)供電系統(tǒng)集中控制器求出I_ref與I_share的關(guān)聯(lián)度系數(shù)r；然后，根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)控制算法實(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)；最后，在系統(tǒng)工作于最優(yōu)條件下，獲取在線運(yùn)行的每個電源模塊輸出電流數(shù)據(jù)，得出輸出電流數(shù)據(jù)與目標(biāo)均流值偏差的標(biāo)準(zhǔn)偏差，從而判別每個在線運(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。由于同一批次相同規(guī)格的電源模塊其特性基本保持一致，因而通過測量K(K的大小可由用戶確定，其值可以較小比如K設(shè)定為10)個電源模塊組成的并聯(lián)供電系統(tǒng)其電源模塊在不同負(fù)載電流下并聯(lián)系統(tǒng)的均流性能即可確定在任意N個電源模塊組成的并聯(lián)供電系統(tǒng)在不同負(fù)載情況下的均流性能。這是因?yàn)殡娫茨K的性能主要取決于模塊的輸出電流的大小，只要電源模塊的輸出電流不變，則電源模塊的均流性能指標(biāo)就基本相同，而與系統(tǒng)中電源模塊的數(shù)量大小無關(guān)。

本發(fā)明具有以下優(yōu)勢：

(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)明通過構(gòu)建并聯(lián)供電系統(tǒng)均流標(biāo)準(zhǔn)偏差與負(fù)載電流之間的函數(shù)Γ＝Ψ(i)，并且求解均流性能最優(yōu)條件下的負(fù)載電流I_ref，滿足Ψ(I_ref)最小。該I_ref值表征了并聯(lián)供電系統(tǒng)均流動態(tài)響應(yīng)過程中相對超調(diào)量最小對應(yīng)的負(fù)載電流值，即并聯(lián)供電系統(tǒng)均流集中度最優(yōu)情況下對應(yīng)的負(fù)載電流，為并聯(lián)供電系統(tǒng)均流優(yōu)化控制提供依據(jù)。

(3)本發(fā)明以I_ref為參考值，以當(dāng)前均流值I_share為比較值，依據(jù)I_ref、I_share的關(guān)聯(lián)度系數(shù)r來調(diào)節(jié)目標(biāo)期望均流值I_ref的大小，從而通過改變系統(tǒng)在線電源模塊數(shù)量實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)度系數(shù)r趨于1，從而確保系統(tǒng)均流點(diǎn)處于最優(yōu)；

(4)本發(fā)明具有實(shí)時(shí)動態(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)均流性能最優(yōu)目標(biāo)下，通過計(jì)算每個電源模塊的輸出電流與均流目標(biāo)值I_share偏差的標(biāo)準(zhǔn)偏差，對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)系統(tǒng)和電源模塊均工作于最優(yōu)狀態(tài)；

(6)本發(fā)明所述的一種基于灰色關(guān)聯(lián)的并聯(lián)供電系統(tǒng)優(yōu)化控制方法具有可靠性高，實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，可有效降低并聯(lián)供電系統(tǒng)均流性能過低導(dǎo)致的故障，提高系統(tǒng)的壽命和可靠性，為并聯(lián)供電系統(tǒng)安全、高效運(yùn)行提供可靠保證。

附圖說明

圖1為并聯(lián)供電系統(tǒng)均流性能測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖2為并聯(lián)供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面針對附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步說明：

本發(fā)明提供了一種基于灰色關(guān)聯(lián)的并聯(lián)供電系統(tǒng)優(yōu)化控制方法。圖1所示為并聯(lián)供電系均流性能測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，圖2所示為并聯(lián)供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖1主要功能是獲取并聯(lián)供電系統(tǒng)電源模塊均流標(biāo)準(zhǔn)偏差平均值與負(fù)載電流的數(shù)學(xué)關(guān)系Γ＝Ψ(i)，并確定最優(yōu)負(fù)載電流I_ref。圖1主要包括上位機(jī)(PC機(jī))、程控電子負(fù)載、電源模塊。上位機(jī)(PC機(jī))主要功能為獲取在線模塊IP地址、模塊輸出電流、控制程控電子負(fù)載工作電流、計(jì)算Γ＝Ψ(i)對應(yīng)的最優(yōu)負(fù)載電流I_ref；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)和上傳輸出電流給上位機(jī)。圖2主要包括并聯(lián)供電系統(tǒng)集中控制器，電源模塊和用電負(fù)載。集中控制器通過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。

一、并聯(lián)供電系統(tǒng)效率和均流綜合性能測試系統(tǒng)變量說明如下：K為并聯(lián)供電測試系統(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。I_N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I_out從按照間隔為等間距變化到(涵蓋輕載、半載、額定載及過載工況，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，滿足：K個電源模塊的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，m'＝2為IP次最小電源模塊序號，…，以此類推m'＝K為IP最大的電源模塊序號；V為并聯(lián)供電系統(tǒng)處于某一負(fù)載電流點(diǎn)時(shí)需對當(dāng)單個在線電源模塊輸出電流采樣數(shù)量，V可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定大小。Data_curr(m')(i)(j)，(K≥m'≥1，U≥i≥1，V≥j≥1)為序號為m'的電源模塊在條件下第j個電流采樣數(shù)據(jù)；δ(m')(i)(j)為序號為m'的電源模塊在條件下第j個采樣電流與均流參考目標(biāo)電流的相對偏差值，滿足：E_m'i為序號為m'的電源模塊在條件下V個δ(m')(i)(j)的數(shù)學(xué)期望，滿足：S_m'i為序號為m'的電源模塊在條件下V個δ(m')(i)(j)的標(biāo)準(zhǔn)偏差，滿足：Γ_i為K個電源模塊標(biāo)準(zhǔn)偏差平均值，滿足

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)行過程中需要對每個電源模塊采集V個樣本數(shù)據(jù)，因而，上位機(jī)共需采集K×V個數(shù)據(jù)。假設(shè)上位機(jī)采集一個數(shù)據(jù)的時(shí)間為T₁，則系統(tǒng)工作于狀態(tài)需要T_total＝K×V×T₁時(shí)間，因而必須滿足T≥T_total。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，由控制工程知識可知，評價(jià)系統(tǒng)的性能可通過系統(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)，我們同樣可以通過測量電源模塊的電流輸出與均流目標(biāo)參考值之間的動態(tài)響應(yīng)來評價(jià)電源模塊的均流性能。其次，由數(shù)理統(tǒng)計(jì)知識可知，并聯(lián)系統(tǒng)均流標(biāo)準(zhǔn)偏差表征的是系統(tǒng)均流動態(tài)響應(yīng)過程相對超調(diào)量大小，體現(xiàn)其均流階躍響應(yīng)過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)；最后，通過求取均流標(biāo)準(zhǔn)偏差平均值Γ與電源模塊負(fù)載電流i之間的表達(dá)式Γ＝Ψ(i)及其對應(yīng)的最優(yōu)負(fù)載電流I_ref，I_ref物理意義表明并聯(lián)供電系統(tǒng)處在何種負(fù)載電流下均流集中度性能最好。

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：

$I_{ref}\left(i\right)=\frac{\frac{i}{20}{I}_N^p}{K}=\frac{i}{20}{I}_N,U\≥i\≥1,---\left(1\right)$

獲取序號為m'的電源模塊輸出電流采樣數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)：Data_curr(m')(i)(j)，(K≥m'≥1，U≥i≥1，V≥j≥1)，因而，其均流相對偏差δ(m')(i)(j)為：

$\mathrm{\δ}\left(m^{\′}\right)\left(i\right)\left(j\right)=\frac{{\mathrm{Data}}_{curr}\left(m^{\′}\right)\left(i\right)\left(j\right)-I_{ref}\left(i\right)}{I_{ref}\left(i\right)},---\left(2\right)$

求取序號為m'的電源模塊在條件下相對偏差δ(m')(i)(j)關(guān)于j的數(shù)學(xué)期望E_m'i為：

$E_{m^{\′}i}=\frac{1}{V}\underset{j=1}{\overset{V}{\Σ}}\mathrm{\δ}\left(m^{\′}\right)\left(i\right)\left(j\right),---\left(3\right)$

求取序號為m'的電源模塊在條件下相對偏差δ(m')(i)(j)關(guān)于j的標(biāo)準(zhǔn)偏差S_m'i為：

$S_{m^{\′}i}=\sqrt{\frac{1}{V-1}\underset{j=1}{\overset{V}{\Σ}}{\left(\mathrm{\δ}\right(m^{\′}\left)\right(i\left)\right(j)-E_{m^{\′}i})}^2},---\left(4\right)$

S_m'i的物理意義為：序號為m'的電源模塊在條件下的相對偏差的標(biāo)準(zhǔn)偏差，S_m'i越小表明電源模塊的在條件下均流集中度性能越好。

計(jì)算K個電源模塊在均流期望電流為時(shí)的平均標(biāo)準(zhǔn)偏差：

${\mathrm{\Γ}}_i=\frac{1}{K}\underset{m^{\′}=1}{\overset{K}{\Σ}}{S}_{m^{\′}i},---\left(5\right)$

應(yīng)用相關(guān)計(jì)算方法(諸如多項(xiàng)式擬合、曲線擬合、插補(bǔ)方法等)對U個數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行處理得出Γ與電源模塊負(fù)載電流i之間的表達(dá)式：

Γ＝Ψ(i)， (6)

在允許輸出電流范圍內(nèi)，求解負(fù)載電流I_ref，滿足：

Ψ(I_ref)≤Ψ(i)。 (7)

二、并聯(lián)供電系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖變量說明如下：

T_s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；I_out為并聯(lián)供電系統(tǒng)的負(fù)載電流；Curr(m)為序號為m的在線電源模塊的輸出電流采樣值，m＝1,2，┄，M；I_share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為均流目標(biāo)值調(diào)節(jié)值；Δ(min)為第二級最小差，令Δ(min)＝0；Δ(max)為第二級最大差，令Δ(max)＝1；γ為分辨系數(shù)，令γ＝0.5；r為關(guān)聯(lián)度；σ為設(shè)定關(guān)聯(lián)度閾值，滿足0≤σ＜1；Curr_store(m)(n)為序號為m的在線電源模塊的輸出電流存儲數(shù)組，m＝1,2，┄，M；n＝1,2，┄，T；為序號為m的在線電源模塊的輸出電流存儲數(shù)組Curr_store(m)(n)的平均值；θ(m)(n)為序號為m的在線電源模塊的Curr_store(m)(n)與均流目標(biāo)值I_share的偏差：為θ(m)(n)的數(shù)學(xué)期望；為θ(m)(n)的標(biāo)準(zhǔn)偏差；C_θ為最大允許值；

在t＝KT_s,K＝0,1,2,3，…時(shí)刻，并聯(lián)供電系統(tǒng)集中控制器通過通信總線開始采集M個在線電源模塊的輸出電流Curr(m)，m＝1,2，┄，M；

更新序號為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)， (8)

Curr_store(m)(T)＝Curr(m)， (9)

其中：m＝1,2，┄，M，n＝1,2，┄，T-1；

計(jì)算序號為m的在線電源模塊輸出電流平均值：

$\stackrel{\‾}{Curr\left(m\right)}=\frac{1}{T}\underset{n=1}{\overset{T}{\Σ}}Curr\_store\left(m\right)\left(n\right),---\left(10\right)$

其中：m＝1，2，3，…M；

計(jì)算并聯(lián)供電系統(tǒng)負(fù)載電流I_out，滿足：

$I_{out}=\underset{m=1}{\overset{M}{\Σ}}\stackrel{\‾}{Curr\left(m\right)},---\left(11\right)$

計(jì)算在線電源模塊輸出電流目標(biāo)值I_share，滿足：

$I_{share}=\frac{I_{out}}{M},---\left(12\right)$

將I_ref作為參考量，I_share為比較量，求解I_ref、I_share的關(guān)聯(lián)度r，

$r=\frac{\mathrm{\Δ}\left(min\right)+\mathrm{\γ}\mathrm{\Δ}\left(max\right)}{\left|\frac{I_{ref}-I_{share}}{I_{ref}}\right|+\mathrm{\γ}\mathrm{\Δ}\left(max\right)},---\left(13\right)$

判斷r是否滿足不等式：

r≥σ， (14)

在不等式(14)不滿足的情況下，表明系統(tǒng)在線電源模塊數(shù)量不是處于最優(yōu)值附近，計(jì)算在線電源模塊輸出電流調(diào)節(jié)量ΔI：

$\mathrm{\Δ}I=\frac{1}{r}\mathrm{sgn}(I_{ref}-I_{share}),---\left(15\right)$

計(jì)算并聯(lián)供電系統(tǒng)在線電源模塊預(yù)期均流負(fù)載電流：

I_share＝I_share+ΔI， (16)

計(jì)算在線電源模塊輸出電流為參考電流I_share時(shí)的在線電源模塊數(shù)量N^*，

$N^{*}=\[\frac{I_{out}}{I_{share}}\],---\left(17\right)$

計(jì)算并聯(lián)供電系統(tǒng)在線電源模塊數(shù)量調(diào)節(jié)量ΔN^*，滿足：

ΔN^*＝N^*-M， (18)

集中控制器增加(減少)|ΔN^*|個在線電源模塊，確保并聯(lián)供電系統(tǒng)效率和均流綜合性能最優(yōu)。

在不等式(14)滿足的情況下，表明系統(tǒng)在線電源模塊數(shù)量處于最優(yōu)值附近。此時(shí)，計(jì)算序號為m的在線電源模塊輸出電流存儲數(shù)據(jù)Curr_store(m)(n)與均流目標(biāo)值I_share的偏差：

θ(m)(n)＝Curr_store(m)(n)-I_share， (19)

其中：n＝1，…T；m＝1，2，3，…M；

計(jì)算序號為m的在線電源模塊偏差θ(m)(n)的數(shù)學(xué)期望；

$E_{\mathrm{\θ}}^m=\frac{1}{T}\underset{n=1}{\overset{T}{\Σ}}\mathrm{\θ}\left(m\right)\left(n\right),---\left(20\right)$

其中：n＝1，…T；m＝1，2，3，…M；

計(jì)算序號為m的在線電源模塊偏差θ(m)(n)的標(biāo)準(zhǔn)偏差；

$S_{\mathrm{\θ}}^m=\sqrt{\frac{1}{T-1}\underset{n=1}{\overset{T}{\Σ}}{\left(\mathrm{\θ}\right(m\left)\right(n)-E_{\mathrm{\θ}}^m)}^2},---\left(21\right)$

其中：n＝1，…T；m＝1，2，3，…M；

判斷序號為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)偏差是否滿足不等式：

$\left|S_{\mathrm{\θ}}^m\right|\≤C_{\mathrm{\θ}},---\left(22\right)$

如果序號為m的在線電源模塊滿足不等式(22)，說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。

本發(fā)明提供了一種基于灰色關(guān)聯(lián)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個電源模塊組成的并聯(lián)供電系統(tǒng)負(fù)載電流I_out從按照間隔為等間距變化到時(shí)(為滿足涵蓋輕載、半載、額定載及過載工況，U必須為不小于20的正整數(shù)；I_N為電源模塊的額定電流)，每個電源模塊在不同負(fù)載電流情況下采集V個輸出電流Data_curr(m')(i)(j)(V可由用戶根據(jù)實(shí)際確定大小)；令第二級最小差Δ(min)＝0，第二級最大差Δ(max)＝1，分辨系數(shù)γ＝0.5，關(guān)聯(lián)度為r，σ為關(guān)聯(lián)度最大閾值，滿足0≤σ＜1。其中：m'為電源模塊序號；i為負(fù)載電流值對應(yīng)的序號值；j為輸出電流采集數(shù)據(jù)序號；m'，i，j滿足m'＝{1,…K},i＝{1,…U},j＝{1,…V}；

(2)計(jì)算序號為m'的電源模塊輸出電流與均流期望電流相對偏差數(shù)學(xué)期望和標(biāo)準(zhǔn)偏差(S_m'i越小表明電源模塊的均流集中度性能越好)；計(jì)算K個電源模塊在均流期望電流為時(shí)的S_m'i平均值

(3)應(yīng)用相關(guān)計(jì)算方法(諸如多項(xiàng)式擬合、曲線擬合等)對U個數(shù)據(jù)點(diǎn)擬合得出Γ與電源模塊負(fù)載電流i之間的表達(dá)式Γ＝Ψ(i)；

(4)在允許輸出電流范圍內(nèi)，求解I_ref滿足Γ＝Ψ(I_ref)最??；

(5)以周期T_s為間隔計(jì)算并聯(lián)供電系統(tǒng)在線電源模塊數(shù)量M，并對M個在線電源模塊的輸出電流進(jìn)行采集，將第一個序號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為m，令m＝1；

(6)更新序號為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)；n為電流采樣次數(shù)。

(7)計(jì)算序號為m的在線電源模塊的輸出電流平均值：其中：m＝1，2，3，…M；

(8)計(jì)算M個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

(9)將I_ref作為參考量，I_share為比較量，求解I_ref、I_share的關(guān)聯(lián)度r，

(10)判斷r＞＝σ是否成立；若成立，返回步驟(19)；否則，計(jì)算在線電源模塊輸出電流調(diào)節(jié)量

(11)計(jì)算并聯(lián)供電系統(tǒng)在線電源模塊預(yù)期均流負(fù)載電流I_share＝I_share+ΔI；

(12)計(jì)算在線電源模塊輸出電流為參考電流I_share時(shí)的在線電源模塊數(shù)量N^*，即

(13)判斷N^*≤1？是否成立？如果是，則進(jìn)入步驟(14)；反之，進(jìn)入步驟(15)；

(14)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；

(15)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；

(16)判斷ΔN^*＞0？是否成立？如果是，則進(jìn)入步驟(17)；反之，進(jìn)入步驟(18)；

(17)集中控制器增加ΔN^*個在線電源模塊，然后進(jìn)入步驟(5)；

(18)集中控制器減少ΔN^*個在線電源模塊，然后進(jìn)入步驟(5)；

(19)計(jì)算序號為m的在線電源模塊的輸出電流Curr_store(m)(n)與均流目標(biāo)值I_share的偏差θ(m)(n)＝Curr_store(m)(n)-I_share；其中：n＝1，…T；m＝1，2，3，…M；

(20)計(jì)算序號為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)偏差其中：n＝1，…T；m＝1，2，3，…M；

(21)初始化m＝1；

(22)初始化不合格電源模塊數(shù)量Num＝0；

(23)判斷(C_θ為標(biāo)準(zhǔn)偏差最大允許值)如果是，進(jìn)入步驟(26)；反之，進(jìn)入步驟(24)；

(24)標(biāo)記序號為m的在線電源模塊均流性能不符合要求；

(25)更新變量Num＝Num+1；

(26)更新m＝m+1；

(27)判斷m<＝M，如果是，進(jìn)入步驟(23)；否則，進(jìn)入步驟(28)；

(28)將Num個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Num個電源模塊工作；然后進(jìn)入步驟(5)，其中Num為標(biāo)記為均流性能不符合要求的在線電源模塊的數(shù)量。

實(shí)施例不應(yīng)視為對發(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)。