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)優(yōu)化控制方法，用于并聯(lián)供電系統(tǒng)電源模塊運行數(shù)量優(yōu)化控制和電源模塊的優(yōu)化調(diào)度，確保不同負載條件下并聯(lián)供電系統(tǒng)的效率和均流標準偏差性能處于黃金分割點，該方法同樣適用于其他電子設(shè)備并聯(lián)運行對效率和均流(均功率)性能指標的要求。

背景技術(shù)：

大功率并聯(lián)供電電源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、可N+m冗余備份、可靠性強、性價比高、設(shè)計難度較低、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)是指在多個電源模塊并聯(lián)供電時，在滿足輸出電壓穩(wěn)態(tài)精度和動態(tài)響應的前提下，有較高精度的均勻分配各個電源模塊負載電流。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)負載電流具有時變性和隨機性，導致采用傳統(tǒng)均流控制方案(即在線運行電源模塊數(shù)量不變，通過均流控制算法調(diào)節(jié)每個電源模塊的輸出電流達到均流目標和負荷匹配目標的方案)的并聯(lián)供電系統(tǒng)中電源模塊工作范圍涵蓋輕載，半載，額定負載及過載等工況。一方面，不同負載工況下并聯(lián)供電系統(tǒng)運行時其系統(tǒng)均流性能存在一定差異，因而需要對并聯(lián)供電系統(tǒng)進行優(yōu)化控制，確保系統(tǒng)在不同負載電流情況下始終能實現(xiàn)較高的均流性能；另一方面，電源模塊在不同負載情況下，其工作效率也不同，因而需要對并聯(lián)供電系統(tǒng)在線電源模塊的數(shù)量進行最優(yōu)化控制，確保每個在線電源模塊工作于最高效率點附近，確保系統(tǒng)在任何負載條件下系統(tǒng)效率最優(yōu)。所以，需要一種新的控制策略，能實現(xiàn)并聯(lián)供電系統(tǒng)效率和均流性能綜合指標處于較高水平。

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)負載電流在所有在線工作電源模塊進行平均分配。但是存在以下三個問題：一、不能實現(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)不能實現(xiàn)較高的效率；三、不能實現(xiàn)每個電源模塊運行性能的評估和優(yōu)化調(diào)度，不能確保每個電源模塊均流性能滿足要求。所以，為了實現(xiàn)并聯(lián)供電系統(tǒng)在不同負載情況下效率和均流效果綜合性能指標處于較高，就必須建立效率和均流標準偏差綜合性能評價指標，求取綜合性能指標最優(yōu)時對應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)在不同負載情況下效率和均流效果綜合性能指標最優(yōu)。與此同時，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最優(yōu)點附近的基礎(chǔ)上，還需要對每個在線電源模塊的動態(tài)均流性能指標進行評估及優(yōu)化調(diào)度，確保每個模塊和并聯(lián)供電系統(tǒng)均處于最優(yōu)狀態(tài)，確保并聯(lián)供電系統(tǒng)的高效、可靠和長壽命運行。

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)一種可靠和實用的并聯(lián)供電系統(tǒng)優(yōu)化控制方法來實現(xiàn)系統(tǒng)效率和均流綜合性能指標的優(yōu)化及每個在線電源模塊的優(yōu)化調(diào)度。因而，一種可靠和實用的并聯(lián)供電系統(tǒng)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)的可靠運行具有重要的影響。

技術(shù)實現(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)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性能黃金分割的并聯(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)負載電流I_out從按照間隔為等間距變化到時，每個電源模塊在不同負載電流情況下采集V個輸出電流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；i為負載電流值對應的序號值；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)學期望和標準偏差獲取K個電源模塊在均流期望電流為時的平均標準偏差獲取序號為m'的電源模塊在均流期望電流為時效率和效率數(shù)學期望獲取K個電源模塊在均流期望電流為的工況下平均效率

(3)分別對U個數(shù)據(jù)點和進行處理得出平均標準偏差S與電源模塊負載電流i之間的關(guān)系S＝Ψ(i)及效率η與電源模塊負載電流i之間的關(guān)系η＝Φ(i)；

(4)在允許輸出電流范圍內(nèi)，獲取滿足最小的及滿足最大的

(5)應用幾何學黃金分割原理，獲得電源模塊運行最優(yōu)負載電流I_ref，且

(6)以周期T_s為間隔計算并聯(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)標記為Curr(m)，m為當前在線電源模塊序號；

(7)獲得序號為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)，n為當前序號的在線電源模塊的電流采集次數(shù)；

(8)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；

(9)獲取M個在線電源模塊組成的并聯(lián)供電系統(tǒng)的負載電流和在線電源模塊均流負載電流

(10)判斷|I_share-I_ref|≤σ；

(11)步驟(10)中|I_share-I_ref|≤σ不成立，則獲取在線電源模塊輸出電流為參考電流I_ref時的在線電源模塊數(shù)量N^*，即

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

(13)步驟(10)中|I_share-I_ref|≤σ成立，則獲得序號為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；

(14)獲取序號為m的在線電源模塊偏差θ(m)(n)的數(shù)學期望和標準差其中：n＝1，…T；m＝1，2，3，…M；

(15)則繼續(xù)下一個在線電源模塊的檢測；反之，則標記序號為m的在線電源模塊均流性能不符合要求，其中，C_θ為標準偏差最大允許值；

(16)將Num個標記為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，并繼續(xù)步驟(6)的操作；其中，Num為標記為均流性能不符合要求的在線電源模塊數(shù)量。

步驟(3)中，應用多項式擬合、曲線擬合、插補方法分別對U個數(shù)據(jù)點和進行處理。

步驟(1)—步驟(5)中：

(一)在t∈((i-1)T,iT],(U≥i≥1)，電子負載電流為獲得電源模塊的均流目標參考電流：

(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)，并得到其均流相對偏差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的標準偏差S_m'i為：

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準偏差；

(五)獲取K個電源模塊在均流期望電流為時的平均標準偏差：

(六)對U個數(shù)據(jù)點進行處理得出平均標準偏差S與電源模塊負載電流i之間的關(guān)系：S＝Ψ(i)；并在在允許輸出電流范圍內(nèi)，獲取滿足的負載電流

(七)獲取序號為m的電源模塊在條件效率η(m')(i)(j)：

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

(八)獲取序號為m'的電源模塊在條件下η(m')(i)(j)關(guān)于j的數(shù)學期望η_m'i：

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

η_m'i表示序號為m'的電源模塊在條件下的效率的平均值；

(九)獲取K個電源模塊在均流期望電流為的工況下平均效率：

(十)對U個數(shù)據(jù)點進行處理得出效率η與電源模塊負載電流i之間的關(guān)系：

η＝Φ(i)，并在允許輸出電流范圍內(nèi)，獲取滿足的負載電流

(十一)應用幾何學中黃金分割原理，通過獲得最優(yōu)負載電流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)時對應的負載電流其次，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準偏差平均值最小時對應的負載電流其中：S_j為第j個電源模塊均流標準偏差；再次，依據(jù)幾何學黃金分割原理，求取最優(yōu)電流I_ref滿足然后，實時獲取并聯(lián)供電系統(tǒng)總的負載電流I_out和求取最優(yōu)在線運行電源模塊數(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)點附近；最后，獲取在線運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)與目標均流值偏差的標準偏差，從而判別每個在線運行的電源模塊是否滿足要求并進行優(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，因而通過測量K(K的大小可由用戶確定，本發(fā)明K暫定為10)個電源模塊組成的并聯(lián)供電系統(tǒng)在不同負載電流下的均流性能指標即可獲得任意N個電源模塊組成的并聯(lián)供電系統(tǒng)在不同負載情況下的均流性能指標。然后，獲取運行的每個電源模塊的輸出電流與目標均流值偏差的標準差。在保證電源模塊數(shù)量最優(yōu)的前提下依據(jù)標準差的大小對運行電源模塊進行調(diào)度控制，確保每個運行的電源模塊的性能滿足要求。

本發(fā)明具有以下優(yōu)勢：

(1)本發(fā)明覆蓋了負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，具有顯著的經(jīng)濟性和系統(tǒng)可靠性；

(3)本發(fā)明在分別獲得標準偏差S與電源模塊負載電流i之間的表達式S＝Ψ(i)及效率η與電源模塊負載電流i之間的表達式η＝Φ(i)對應最優(yōu)點和的基礎(chǔ)上，應用幾何學中黃金分割原理，得出模塊運行綜合最優(yōu)負載電流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集中度綜合性能指標最優(yōu)及其對應的在線模塊負載電流值，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)明具有實時動態(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)工作點附近的目標下即在線運行電源模塊數(shù)量最優(yōu)，通過計算每個電源模塊的輸出電流與均流目標值I_share偏差的標準差，對性能不滿足要求的在線電源模塊與備用電源模塊進行優(yōu)化調(diào)度，實現(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)點附近；

(6)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)優(yōu)化控制方法具有可靠性高，實用性強等特點；可有效兼顧并聯(lián)供電系統(tǒng)均流性能和效率指標，提高系統(tǒng)的運行經(jīng)濟性和可靠性，為并聯(lián)供電系統(tǒng)安全、高效運行提供可靠保證。

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試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面針對附圖對本發(fā)明的實施例作進一步說明：

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)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；電源模塊主要實現(xiàn)向負載供電、接收集中控制器的運行控制命令及上傳輸出電流；用電負載主要包含各類用電設(shè)備。均流調(diào)節(jié)功能的實現(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)模塊均流標準偏差與負載電流的數(shù)學關(guān)系S＝Ψ(i)和效率與負載電流的函數(shù)關(guān)系η＝Φ(i)，并確定各自的最優(yōu)負載電流和在此基礎(chǔ)上，應用幾何學黃金分割原理進而確定效率和均流綜合性能最優(yōu)時的負載電流I_ref。圖2主要包括上位機(PC機)、程控電子負載、電源模塊、功率計等。上位機(PC機)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、控制程控電子負載工作電流、計算S＝Ψ(i)、η＝Φ(i)和最優(yōu)負載電流I_ref；程控電子負載用于調(diào)節(jié)并聯(lián)供電系統(tǒng)的負載電流；電源模塊主要實現(xiàn)接收IP設(shè)定、接收上位機命令數(shù)據(jù)和上傳輸出電流、輸出功率給上位機；功率計主要用于測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為負載電流點數(shù)量，即并聯(lián)供電系統(tǒng)負載電流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)工作的最大負載電流值確定)；為電子負載在第i點時輸出電流，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)處于某一負載電流點時需對當單個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)；Data_volt(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)為序號為m'的電源模塊在條件下第j個輸入功率采樣數(shù)據(jù)；η(m')(i)(j)，(K≥m'≥1，U≥i≥1，V≥j≥1)為序號為m'的電源模塊在條件下計算出來的第j個效率數(shù)據(jù)，滿足：η_m'i為序號為m'的電源模塊在條件下V個η(m')(i)(j)的數(shù)學期望，滿足：I_ref(i)為電源模塊在條件下均流目標參考值，滿足：其中：U≥i≥1；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)的標準偏差，滿足：

定義t＝0為并聯(lián)供電系統(tǒng)空載運行的最后時刻；T為相鄰兩個負載電流間隔時間；則t∈((i-1)T,iT],(U≥i≥1)為并聯(lián)供電系統(tǒng)負載電流的運行時間。由于在運行過程中需要對每個電源模塊采集3V個樣本數(shù)據(jù)，因而，上位機共需采集3×K×V個數(shù)據(jù)。假設(shè)上位機采集一個數(shù)據(jù)的時間為T₁，則系統(tǒng)工作于狀態(tài)需要T_total＝3×K×V×T₁時間，因而必須滿足T≥T_total。又由于均流性能數(shù)據(jù)可靠性與采樣點數(shù)和采樣時間T₁相關(guān)，因而需根據(jù)實際需求綜合考慮T和T₁大小，確保均流性能指標的可靠性。

首先，由控制工程知識可知，評價系統(tǒng)的性能可通過系統(tǒng)階躍響應的超調(diào)量，調(diào)整時間和穩(wěn)態(tài)偏差指標來衡量。因而，并聯(lián)供電系統(tǒng)在電子負載由階躍為時，我們同樣可以通過測量電源模塊的電流輸出與均流目標參考值之間的動態(tài)響應來評價電源模塊的均流性能。由數(shù)理統(tǒng)計知識可知，并聯(lián)系統(tǒng)均流標準偏差表征的是系統(tǒng)均流動態(tài)響應過程相對超調(diào)量大小，體現(xiàn)其均流階躍響應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；其次，并聯(lián)供電系統(tǒng)在滿足均流性能指標的同時，應該兼顧系統(tǒng)運行的經(jīng)濟效益；最后，通過求取標準偏差S與電源模塊負載電流i之間的表達式S＝Ψ(i)及效率η與電源模塊負載電流i之間的表達式η＝Φ(i)及其對應的最優(yōu)負載電流和的基礎(chǔ)上，應用幾何學黃金分割原理確定效率和均流綜合性能最優(yōu)負載電流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)，電子負載電流為則電源模塊的均流目標參考電流為：

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

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)學期望E_m'i為：

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

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的標準偏差S_m'i為：

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

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準偏差，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。

計算K個電源模塊在均流期望電流為時的平均標準偏差：

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

應用相關(guān)計算方法(諸如多項式擬合、曲線擬合、插補方法等)對U個數(shù)據(jù)點進行處理得出平均標準偏差S與電源模塊負載電流i之間的表達式：

S＝Ψ(i)， (6)

在允許輸出電流范圍內(nèi)，求解負載電流滿足：

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

求取序號為m'的電源模塊在條件效率η(m')(i)(j)為：

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

求取序號為m'的電源模塊在條件下η(m)(i)(j)關(guān)于j的數(shù)學期望η_m'i為：

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

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)濟性能越好，越節(jié)能；

計算K個電源模塊在均流期望電流為的工況下平均效率：

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

應用相關(guān)計算方法(諸如多項式擬合、曲線擬合、插補方法等)對U個數(shù)據(jù)點進行處理得出效率η與電源模塊負載電流i之間的表達式：

η＝Φ(i)， (11)

在允許輸出電流范圍內(nèi)，求解負載電流滿足：

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

應用幾何學中黃金分割原理，計算最優(yōu)負載電流I_ref，滿足：

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

I_ref的物理意義為：由K個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)時負載電流：

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；m為當前在線電源模塊的序號，I_ref為并聯(lián)供電系統(tǒng)效率和均流綜合性能最優(yōu)時在線電源模塊對應的負載電流；I_share為并聯(lián)供電系統(tǒng)運行時在線電源模塊輸出電流均流目標值；ΔI為I_share與I_ref之差的絕對值；σ為I_share與I_ref之差絕對值的最大允許值。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)與均流目標值I_share的偏差：為θ(m)(n)的數(shù)學期望；為θ(m)(n)的標準偏差；C_θ為最大允許值；

在t＝KT_s,K＝0,1,2,3，…時刻，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)， (14)

Curr_store(m)(T)＝Curr(m)， (15)

其中：m＝1,2，┄，M，n＝1,2，┄，T-1；

計算序號為m的在線電源模塊輸出電流平均值：

$\stackrel{\‾}{Curr\left(m\right)}=\frac{1}{T}\underset{n=1}{\overset{T}{\mathrm{\Σ}}}Curr\_store\left(m\right)\left(n\right),---\left(16\right)$

其中：m＝1，2，3，…M；

計算并聯(lián)供電系統(tǒng)負載電流I_out，滿足：

$I_{out}=\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\stackrel{\‾}{Curr\left(m\right)},---\left(17\right)$

計算在線電源模塊輸出電流目標值I_share，滿足：

$I_{share}=\frac{I_{out}}{M},---\left(18\right)$

計算序號為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；

計算序號為m的在線電源模塊偏差θ(m)(n)的數(shù)學期望；

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

其中：n＝1，…T；m＝1，2，3，…M；

計算序號為m的在線電源模塊偏差θ(m)(n)的標準偏差；

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

其中：n＝1，…T；m＝1，2，3，…M；

計算在線電源模塊輸出電流目標值I_share與I_ref之差的絕對值ΔI，滿足：

ΔI＝|I_share-I_ref|， (22)

判斷ΔI是否滿足不等式：

ΔI＜σ， (23)

在不等式(23)滿足的情況下，判斷序號為m的在線電源模塊的輸出電流與均流目標值偏差的標準偏差是否滿足不等式：

$\left|S_{\mathrm{\θ}}^m\right|\≤C_{\mathrm{\θ}},---\left(24\right)$

如果序號為m的在線電源模塊滿足不等式(24)，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，需要從備用模塊中切入合格電源模塊工作。

在不等式(23)不滿足的情況下，計算并聯(lián)供電系統(tǒng)負載電流為I_out時，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(25\right)$

在不等式(23)不滿足的情況下，計算并聯(lián)供電系統(tǒng)在線電源模塊調(diào)節(jié)量ΔN^*，滿足：

ΔN^*＝N^*-M， (26)

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)。

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)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)負載電流I_out從按照間隔為等間距變化到時(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載電流情況下采集V個輸出電流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)實際確定大小)。其中：m'為電源模塊序號；i為負載電流值對應的序號值；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)學期望和標準偏差(S_m'i越小表明模塊的均流集中度性能越好)；計算K個電源模塊在均流期望電流為時的平均標準偏差計算序號為m'的電源模塊在均流期望電流為時效率和效率數(shù)學期望(η_m'i越大表明模塊的效率越高)；計算K個電源模塊在均流期望電流為的工況下平均效率

(3)應用相關(guān)計算方法(諸如多項式擬合、曲線擬合、插補方法等)分別對U個數(shù)據(jù)點和進行處理得出平均標準偏差S與電源模塊負載電流i之間的表達式S＝Ψ(i)及效率η與電源模塊負載電流i之間的表達式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)應用幾何學黃金分割原理，求解電源模塊運行最優(yōu)負載電流I_ref，滿足

(6)以周期T_s為間隔計算并聯(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)標記為Curr(1)，當前在線電源模塊序號為m，令m＝1；

(7)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)；

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

(9)計算M個在線電源模塊組成的并聯(lián)供電系統(tǒng)的負載電流和在線電源模塊均流負載電流

(10)判斷|I_share-I_ref|≤σ是否成立？如果是，則進入步驟(18)；反之，則進入步驟(11)；

(11)計算在線電源模塊輸出電流為參考電流I_ref時的在線電源模塊數(shù)量N^*，即

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

(13)設(shè)置N^*＝2；這是由于N^*<2時是單電源模塊供電，不具備均流功能。

(14)計算并聯(lián)供電系統(tǒng)需調(diào)節(jié)在線電源模塊數(shù)量ΔN^*＝N^*-M；

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

(16)集中控制器增加ΔN^*個在線電源模塊，然后進入步驟(6)；

(17)集中控制器減少ΔN^*個在線電源模塊，然后進入步驟(6)；

(18)計算序號為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；

(19)計算序號為m的在線電源模塊偏差θ(m)(n)的數(shù)學期望和標準偏差其中：n＝1，…T；m＝1，2，3，…M；

(20)初始化m＝1；

(21)初始化不合格在線電源模塊數(shù)量Num＝0；

(22)判斷(C_θ為標準偏差最大允許值)如果是，進入步驟(25)；反之，進入步驟(23)；

(23)標記序號為m的在線電源模塊均流性能不符合要求；

(24)更新變量Num＝Num+1；

(25)更新m＝m+1；

(26)判斷m<＝M？如果是，進入步驟(22)；否則，進入步驟(27)；

(27)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；然后進入步驟(6)。

實施例不應視為對發(fā)明的限制，但任何基于本發(fā)明的精神所作的改進，都應在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。