本發(fā)明涉及基于效率和均流性能黃金分割的并聯(lián)供電系統(tǒng)模塊數(shù)量控制方法，用于優(yōu)化控制并聯(lián)供電系統(tǒng)電源模塊運(yùn)行數(shù)量，確保不同負(fù)載條件下并聯(lián)供電系統(tǒng)的效率和均流綜合性能最優(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，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。但是存在以下兩個(gè)問題：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。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)處于較高水平，就必須建立效率和均流性能綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，求取綜合性能指標(biāo)最優(yōu)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)，確保并聯(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)模塊數(shù)量控制方法來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)效率和均流綜合性能指標(biāo)的優(yōu)化。因而，一種可靠和實(shí)用的并聯(lián)供電系統(tǒng)模塊數(shù)量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性能黃金分割的并聯(lián)供電系統(tǒng)模塊數(shù)量控制方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于效率和均流性能黃金分割的并聯(lián)供電系統(tǒng)模塊數(shù)量控制方法，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I_out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Data_curr(m')(i)(j)，輸出電壓Data_volt(m')(i)(j)和輸入功率P(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為輸出電流采集數(shù)據(jù)序號(hào)；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(hào)為m'的電源模塊輸出電流與均流期望電流相對(duì)偏差數(shù)學(xué)期望和標(biāo)準(zhǔn)偏差獲取K個(gè)電源模塊在均流期望電流為時(shí)的平均標(biāo)準(zhǔn)偏差獲取序號(hào)為m'的電源模塊在均流期望電流為時(shí)效率和效率數(shù)學(xué)期望獲取K個(gè)電源模塊在均流期望電流為的工況下平均效率

(3)分別對(duì)U個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)和進(jìn)行處理，得出平均標(biāo)準(zhǔn)偏差S與電源模塊負(fù)載電流i之間的關(guān)系S＝Ψ(i)及效率η與電源模塊負(fù)載電流i之間的關(guān)系η＝Φ(i)；

(4)在允許輸出電流范圍內(nèi)，獲得滿足最小的及滿足最大的

(5)應(yīng)用幾何學(xué)黃金分割原理，獲取電源模塊運(yùn)行最優(yōu)負(fù)載電流I_ref，且

(6)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(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)前在線電源模塊的序號(hào)；

(7)獲取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)|I_share-I_ref|≤σ，則繼續(xù)下一個(gè)在線電源模塊的電流采集；反之，則獲取在線電源模塊輸出電流為參考電流I_ref時(shí)的在線電源模塊數(shù)量N^*，即

(9)N^*≤1則設(shè)置N^*＝2；反之，獲取并聯(lián)供電系統(tǒng)需調(diào)節(jié)的在線電源模塊數(shù)量ΔN^*＝N^*-M；

(10)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。

步驟(3)中采用多項(xiàng)式擬合、曲線擬合或插補(bǔ)方法分別對(duì)U個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)和進(jìn)行處理。

所述步驟(1)—步驟(5)中，

(一)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：

(二)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)：Data_curr(m')(i)(j)，(K≥m'≥1，U≥i≥1，V≥j≥1)，并獲得其均流相對(duì)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(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E_m'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)偏差S_m'i：S_m'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)偏差；

(五)獲取K個(gè)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(duì)U個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行處理得出平均標(biāo)準(zhǔn)偏差S與電源模塊負(fù)載電流i之間的關(guān)系：S＝Ψ(i)，并在允許輸出電流范圍內(nèi)，獲得滿足的負(fù)載電流

(七)獲取序號(hào)為m'的電源模塊在條件效率η(m')(i)(j)：

$\mathrm{\η}\left(m^{\′}\right)\left(i\right)\left(j\right)=\frac{{\mathrm{Data}}_{curr}\left(m^{\′}\right)\left(i\right)\left(j\right)\×{\mathrm{Data}}_{volt}\left(m^{\′}\right)\left(i\right)\left(j\right)}{P\left(m^{\′}\right)\left(i\right)\left(j\right)}\×100\%;$

(八)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η_m'i：η_m'i表示序號(hào)為m'的電源模塊在條件下的效率的平均值；

(九)獲取K個(gè)電源模塊在均流期望電流為的工況下平均效率：

(十)對(duì)U個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行處理得出效率η與電源模塊負(fù)載電流i之間的關(guān)系：η＝Φ(i)，并在允許輸出電流范圍內(nèi)，獲取滿足的負(fù)載電流

(十一)應(yīng)用幾何學(xué)中黃金分割原理，通過獲取最優(yōu)負(fù)載電流I_ref。

本發(fā)明的原理主要包含以下部分：首先，在允許輸出電流范圍內(nèi)，獲取并聯(lián)供電系統(tǒng)電源模塊效率最優(yōu)時(shí)對(duì)應(yīng)的負(fù)載電流其次，在允許輸出電流范圍內(nèi)，獲取并聯(lián)供電系統(tǒng)所有電源模塊均流標(biāo)準(zhǔn)偏差平均值最小時(shí)對(duì)應(yīng)的負(fù)載電流其中：S_j為第j個(gè)電源模塊均流標(biāo)準(zhǔn)偏差；再次，依據(jù)幾何學(xué)黃金分割原理，求取最優(yōu)電流I_ref滿足最后，實(shí)時(shí)獲取并聯(lián)供電系統(tǒng)總的負(fù)載電流I_out和求取最優(yōu)在線運(yùn)行電源模塊數(shù)量控制在線電源模塊數(shù)量等于或逼近N*，確保系統(tǒng)始終工作于均流性能最優(yōu)點(diǎn)附近。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)載情況下的均流性能指標(biāo)。

本發(fā)明具有以下優(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)明在分別獲得標(biāo)準(zhǔn)偏差S與電源模塊負(fù)載電流i之間的表達(dá)式S＝Ψ(i)及效率η與電源模塊負(fù)載電流i之間的表達(dá)式η＝Φ(i)對(duì)應(yīng)最優(yōu)點(diǎn)和的基礎(chǔ)上，應(yīng)用幾何學(xué)中黃金分割原理，得出模塊運(yùn)行綜合最優(yōu)負(fù)載電流I_ref。該值表征了并聯(lián)供電系統(tǒng)均流過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)明所述的基于效率和均流性能黃金分割的并聯(lián)供電系統(tǒng)模塊數(shù)量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)一步說明：

本發(fā)明提供了基于效率和均流性能黃金分割的并聯(lián)供電系統(tǒng)模塊數(shù)量控制方法。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，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；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。圖2主要功能是獲取并聯(lián)供電系統(tǒng)模塊均流標(biāo)準(zhǔn)偏差與負(fù)載電流的數(shù)學(xué)關(guān)系S＝Ψ(i)和效率與負(fù)載電流的函數(shù)關(guān)系η＝Φ(i)，并確定各自的最優(yōu)負(fù)載電流和在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用幾何學(xué)黃金分割原理進(jìn)而確定效率和均流綜合性能最優(yōu)時(shí)的負(fù)載電流I_ref。圖2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))1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S＝Ψ(i)、η＝Φ(i)和最優(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、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。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(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。Data_curr(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)；Data_volt(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)算出來的第j個(gè)效率數(shù)據(jù)，滿足：η_m'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：I_ref(i)為電源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：E_m'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：S_mi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)偏差，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(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T_total＝3×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(shí)可知，評(píng)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(cè)量電源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)來評(píng)價(jià)電源模塊的均流性能。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)偏差表征的是系統(tǒng)均流動(dòng)態(tài)響應(yīng)過程相對(duì)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)；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；最后，通過求取標(biāo)準(zhǔn)偏差S與電源模塊負(fù)載電流i之間的表達(dá)式S＝Ψ(i)及效率η與電源模塊負(fù)載電流i之間的表達(dá)式η＝Φ(i)及其對(duì)應(yīng)的最優(yōu)負(fù)載電流和的基礎(chǔ)上，應(yīng)用幾何學(xué)黃金分割原理確定效率和均流綜合性能最優(yōu)負(fù)載電流I_ref，其物理意義表明并聯(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：

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

獲取序號(hào)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(duì)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(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(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)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(hào)為m'的電源模塊在條件下的相對(duì)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(gè)電源模塊在均流期望電流為時(shí)的平均標(biāo)準(zhǔn)偏差：

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

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(duì)U個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行處理得出平均標(biāo)準(zhǔn)偏差S與電源模塊負(fù)載電流i之間的表達(dá)式：

S＝Ψ(i)， (6)

在允許輸出電流范圍內(nèi)，求解負(fù)載電流滿足：

$\mathrm{\Ψ}\left(I_{ref}^1\right)\≤\mathrm{\Ψ}\left(i\right),---\left(7\right)$

求取序號(hào)為m'的電源模塊在條件效率η(m')(i)(j)為：

$\mathrm{\η}\left(m^{\′}\right)\left(i\right)\left(j\right)=\frac{{\mathrm{Data}}_{curr}\left(m^{\′}\right)\left(i\right)\left(j\right)\×{\mathrm{Data}}_{volt}\left(m^{\′}\right)\left(i\right)\left(j\right)}{P\left(m^{\′}\right)\left(i\right)\left(j\right)}\×100\%,---\left(8\right)$

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η_m'i為：

${\mathrm{\η}}_{m^{\′}i}=\frac{1}{V}\underset{j=1}{\overset{V}{\Σ}}\mathrm{\η}\left(m^{\′}\right)\left(i\right)\left(j\right),---\left(9\right)$

η_m'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，η_m'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；

計(jì)算K個(gè)電源模塊在均流期望電流為的工況下平均效率：

${\mathrm{\η}}_i=\frac{1}{K}\underset{m^{\′}=1}{\overset{K}{\Σ}}{\mathrm{\η}}_{m^{\′}i},---\left(10\right)$

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(duì)U個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行處理得出效率η與電源模塊負(fù)載電流i之間的表達(dá)式：

η＝Φ(i)， (11)

在允許輸出電流范圍內(nèi)，求解負(fù)載電流滿足：

$\mathrm{\Φ}\left(I_{ref}^2\right)\≥\mathrm{\Φ}\left(i\right),---\left(12\right)$

應(yīng)用幾何學(xué)中黃金分割原理，計(jì)算最優(yōu)負(fù)載電流I_ref，滿足：

$|I_{ref}-I_{ref}^1|=0.618|I_{ref}-I_{ref}^2|,---\left(13\right)$

I_ref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)時(shí)負(fù)載電流：

二、并聯(lián)供電系統(tǒng)優(yōu)化控制結(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(hào)為m的在線電源模塊的輸出電流采樣值，m＝1,2，┄，m為當(dāng)前在線電源模塊的序號(hào)，M；I_ref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；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I_share與I_ref之差的絕對(duì)值；σ為I_share與I_ref之差絕對(duì)值的最大允許值。

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(gè)在線電源模塊的輸出電流Curr(m)，m＝1,2，┄，M；計(jì)算并聯(lián)供電系統(tǒng)負(fù)載電流I_out，滿足：

$I_{out}=\underset{m=1}{\overset{M}{\Σ}}Curr\left(m\right),---\left(14\right)$

計(jì)算在線電源模塊輸出電流目標(biāo)值I_share，滿足：

$I_{share}=\frac{I_{out}}{M},---\left(15\right)$

計(jì)算在線電源模塊輸出電流目標(biāo)值I_share與I_ref之差的絕對(duì)值ΔI，滿足：

ΔI＝|I_share-I_ref|， (16)

判斷ΔI是否滿足不等式：

ΔI＜σ， (17)

在不等式(17)不滿足的情況下，計(jì)算并聯(lián)供電系統(tǒng)負(fù)載電流為I_out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^{*}=\[\frac{I_{out}}{I_{ref}}\],---\left(18\right)$

在不等式(17)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， (19)

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性能黃金分割的并聯(lián)供電系統(tǒng)模塊數(shù)量控制方法，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(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Data_curr(m')(i)(j)，輸出電壓Data_volt(m')(i)(j)和輸入功率P(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為輸出電流采集數(shù)據(jù)序號(hào)；m'，i，j滿足m'＝{1,…K},i＝{1,…U},j＝{1,…V}；

(2)計(jì)算序號(hào)為m'的電源模塊輸出電流與均流期望電流相對(duì)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(gè)電源模塊在均流期望電流為時(shí)的平均標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算序號(hào)為m'的電源模塊在均流期望電流為時(shí)效率和效率數(shù)學(xué)期望(η_mi越大表明電源模塊的效率越高)；計(jì)算K個(gè)電源模塊在均流期望電流為的工況下平均效率

(3)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)分別對(duì)U個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)和進(jìn)行處理得出平均標(biāo)準(zhǔn)偏差S與電源模塊負(fù)載電流i之間的表達(dá)式S＝Ψ(i)及效率η與電源模塊負(fù)載電流i之間的表達(dá)式η＝Φ(i)；

(4)在允許輸出電流范圍內(nèi)，求解滿足最小及滿足最大；

(5)應(yīng)用幾何學(xué)黃金分割原理，求解電源模塊運(yùn)行最優(yōu)負(fù)載電流I_ref，滿足

(6)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(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；

(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|I_share-I_ref|≤σ是否成立？如果是，則進(jìn)入步驟(6)；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I_ref時(shí)的在線電源模塊數(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(6)；

(15)集中控制器減少ΔN^*個(gè)在線電源模塊，然后進(jìn)入步驟(6)。

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)。