基于均流偏差期望矩阵列和最小的并联供电系统优化控制方法技术方案

本发明专利技术涉及基于均流偏差期望矩阵列和最小的并联供电系统优化控制方法，构建由K个电源模块组成数学期望矩阵，确定并联供电系统系统均流性能最优情况下模块的输出电流；集中控制器通过获取均流性能最优情况下在线电源模块的输出电流值，得出最优值；再次集中控制器实时控制在线电源模块数量，确保在线运行电源模块数量处于最优值或附近；最后获取在线运行的每个电源模块输出电流数据，对输出电流数据与目标均流值的偏差进行计算，得出其数学期望，判别运行的电源模块是否满足要求并进行优化调度控制。本发明专利技术对均流性能差的在线电源模块与备用电源模块进行进行优化调度，实现并联供电系统和在线电源模块均工作于均流性能最优点附近。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基于均流偏差期望矩阵列和最小的并联供电系统优化控制方法，用于优化控制电源模块运行数量和电源模块的调度，达到并联系统均流性能最优，该方法同样适用于其他电子设备并联运行时均流优化控制。
技术介绍
大功率并联供电电源其为多个电源模块并联输出结构，由于具备兼容性强、可N+m冗余备份、可靠性强、性价比高、设计难度较低、易于管理等一系列优势，成为解决大功率输出电源设计的首选方案之一。均流技术已成为模块并联供电的核心技术。均流技术是指在多个电源模块并联供电时，在满足输出电压稳态精度和动态响应的前提下，有较高精度的均匀分配各个电源模块负载电流。所以，并联供电系统均流性能的高低直接关系到整机系统的安全、可靠和高性能工作。由于并联供电系统负载电流具有时变性和随机性，导致采用传统均流控制方案(即在线运行电源模块数量不变，通过均流控制算法调节每个电源模块的输出电流达到均流目标和负荷匹配目标的方案)的并联供电系统中电源模块工作范围涵盖轻载，半载，额定负载及过载等工况。然而，不同负载工况下并联供电系统运行时其系统均流性能存在一定差异，因而需要对并联供电系统进行优化控制，确保系统在不同负载电流情况下始终能实现最优的均流性能。均流优化控制主要包含两方面：首先、依据负载大小不同，实时优化控制并联供电系统在线运行电源模块的数量，使得平均到每个电源模块的输出电流等于最优输出电流或附近，从而确保并联供电系统均流性能最优；其次，在最优确定了并联供电系统在线运行电源数量的基础上，需要对每个在线运行的电源模块的性能进行判别和调度控制，确保在系统均流性能最优的基础上，单个电源模块的性能也满足要求。现有的并联供电系统均流控制策略能保证并联供电系统负载电流在所有在线工作电源模块进行平均分配，但并不能始终实现并联供电系统均流性能最优和运行的电源模块其均流性能满足要求。为了实现不同负载情况下并联供电系统均流性能始终处于最优点或附近，就必须获取并联供电系统均流性能最优条件下对应负载电流，进而获取单个电源模块在系统均流性能最优情况下的负载电流。只要确保并联供电系统电源模块输出电流始终处于最优输出电流附近，就能确保并联供电系统在不同负载情况下均流性能保持最优。所以，在获取并联供电系统电源模块输出电流值最优的情况下，通过优化控制并联供电系统中电源模块的运行数量，使得电源模块始终工作于均流性能最优处，从而确并联供电系统的高效、可靠和长寿命运行。于此同时，现有的并联供电系统均流控制策略没有对在线电源模块运行性能的获取、评估和优化控制，不能确保在线电源模块均流性能满足要求。然而，通过查询现有的论文和专利表明，尚未发现一种可靠和实用的并联供电系统均流优化控制方法，只是在逆变电源并联运行系统中存在基于下垂参数的并联运行控制方法。但该方法是基于调节有功，无功场合来优化控制逆变器的运行，并不适合所有并联供电系统均流优化控制。因而，针对不同负载条件下，一种可靠和实用的并联供电系统均流优化控制方法就显得尤为重要，其对于并联供电系统的可靠运行具有重要的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足之处，提出了基于均流偏差期望矩阵列和最小的并联供电系统优化控制方法。本专利技术的技术方案是：一种基于均流偏差期望矩阵列和最小的并联供电系统优化控制方法，其步骤如下：(1)获取K个电源模块组成的并联供电系统负载电流Iout从按照间隔为等间距变化到时每个电源模块在不同负载电流情况下的均流偏差期望矩阵A＝(Em'i)K×U，其中：偏差期望电源模块均流相对偏差电源模块输出电流采样数据为Data(m')(i)(j)；m'＝{1,…K本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于均流偏差期望矩阵列和最小的并联供电系统优化控制方法，其特征在于：其步骤如下：(1)获取K个电源模块组成的并联供电系统负载电流Iout从按照间隔为等间距变化到时每个电源模块在不同负载电流情况下的均流偏差期望矩阵A＝(Em'i)K×U，其中：偏差期望电源模块均流相对偏差电源模块输出电流采样数据为Data(m')(i)(j)；m'＝{1,…K},i＝{1,…U},j＝{1,…V}，IN为电源模块的额定电流；(2)从步骤(1)获得的均流偏差期望矩阵A＝(Em'i)K×U中得到满足成立所对应的a值，其中：a∈[1,U]；该a值即为电源模块负载电流为时系统的均流性能最优；均流性能最优情况下的电源模块参考电流为(3)以周期Ts为间隔计算并联供电系统在线电源模块数量M，并对M个在线电源模块的输出电流进行采集，将第m个序号的在线电源模块的输出电流数据标记为Curr(m)，其中m为当前在线电源模块的序号；(4)更新序号为m的在线电源模块的输出电流数据数组：Curr_store(m)(n)＝Curr_store(m)(n+1)，Curr_store(m)(N)＝Curr(m)，其中：n＝1，…N‑1；m＝1，2，3，…M；N为大于2的正整数；(5)获得序号为m的在线电源模块的输出电流平均值：其中：m＝1，2，3，…M；(6)获得M个在线电源模块组成的并联供电系统的负载电流和在线电源模块均流目标负载电流(7)判断|Ishare‑Iref|≤σ；(8)步骤(7)中|Ishare‑Iref|≤σ不成立，则获得在线电源模块输出电流为最优电流Iref时的电源模块数量T：(9)判断T<＝1，成立则设置T＝2；不成立则获得并联供电系统需调节在线电源模块数量ΔT＝T‑M，当ΔT＞0，集中控制器则增加ΔT个在线电源模块，反之集中控制器则减少ΔT个在线电源模块；(10)步骤(7)中|Ishare‑Iref|≤σ成立，则得到序号为m的在线电源模块的输出电流Curr_store(m)(n)与均流目标值Ishare的偏差θ(m)(n)＝Curr_store(m)(n)‑Ishare；其中：n＝1，…N；m＝1，2，3，…M；(11)得到序号为m的在线电源模块偏差θ(m)(n)的数学期望其中：n＝1，…N；m＝1，2，3，…M；(12)判断不成立则标记序号为m的在线电源模块均流性能不符合要求，其中Cθ为偏差期望最大允许值，若成立继续下一个在线电源模块的检测；(13)将Num个标记为均流性能不符合要求的在线电源模块离线，并从备用电源中启动Num个电源模块工作，并继续步骤(3)的操作，其中Num为均流性能不符合要求的在线电源的数量。...

【技术特征摘要】
1.一种基于均流偏差期望矩阵列和最小的并联供电系统优化控制方法，其特征在于：其步骤如下：(1)获取K个电源模块组成的并联供电系统负载电流Iout从按照间隔为等间距变化到时每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凯，彭志辉，瞿建武，周晨，潘晓铭，陈益丰，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33