基于效率和均流偏差期望加权和矩阵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效率和均流偏差期望加权和矩阵的并联供电系统优化控制方法，通过构建全负载情况下的效率和均流偏差期望加权和矩阵A＝(γmi)K×U并计算A＝(γmi)K×U的1范数||A||1及其对应的负载电流Iref。具有实时动态调整在线电源模块数量，确保并联供电系统始终工作于均流最优工作点附近，使并联供电系统效率和均流综合性能处于最优工作点附近的目标下即在线运行电源模块数量最优，通过计算每个电源模块的输出电流与均流目标值Ishare偏差数学期望，对性能不满足要求的在线电源模块与备用电源模块进行优化调度，实现并联供电系统和在线电源模块均工作于性能最优点附近，有效兼顾并联供电系统均流性能和效率指标，提高系统的运行经济性和可靠性，为并联供电系统安全、高效运行提供可靠保证。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基于效率和均流偏差期望加权和矩阵的并联供电系统优化控制方法，用于并联供电系统电源模块数量优化控制和电源模块的优化调度，确保任何负载条件下并联供电系统的效率和均流偏差期望加权和处于最优，该方法同样适用于其他电子设备并联运行对效率和均流(均功率)性能指标的要求。
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。一方面，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较高的均流性能；另一方面，电源模块在不同负载情况下，其工作效率也不同，因而需要对并联供电系统在线电源模块的数量进行最优化控制，确保每个在线电源模块工作于最高效率点附近，确保系统在任何负载条件下系统效率最优。所以，需要一种新的控制策略，能实现并联供电系统效率和均流性能综合指标处于较高水平。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。但是存在以下三个问题：一、不能实现并联供电系统均流性能处于较好状态；二、并联供电系统不能实现较高的效率；三、不能实现每个电源模块运行性能的评估和优化调度，不能确保每个电源模块均流性能满足要求。所以，为了实现并联供电系统在不同负载情况下效率和均流效果综合性能指标处于最优，需建立效率和均流偏差期望加权和表达式，求取效率和均流偏差期望加权和最大时对应的电源模块输出电流值。只要控制并联供电系统电源模块输出电流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效率和均流效果综合性能指标最优。与此同时，在优化控制并联供电系统在线电源模块的数量，使得并联供电系统始终工作于综合性能指标最优点附近的基础上，还需要对每个在线电源模块的动态均流性能指标进行评估及优化调度，确保每个模块和并联供电系统均处于最优状态，确保并联供电系统的高效、可靠和长寿命运行。然而，通过检索现有的论文和专利发现，尚未发现一种可靠和实用的并联供电系统优化控制方法来实现系统效率和均流综合性能指标的优化及每个在线电源模块的优化调度。因而，一种可靠和实用的并联供电系统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，提出了基于效率和均流偏差期望加权和矩阵的并联供电系统优化控制方法。本专利技术的技术方案是：一种基于效率和均流偏差期望加权和矩阵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采集V个输出电流Datacurr(m')(i)(j)，输出电压Datavolt(m')(i)(j)和输入功率P(m')(i)(j)，并获取对应的V个电源模块效率η(m')(i)(j)；其中：m'为电源模块序号；i为负载电流值对应的序号值；j为输出电流采集序号；m'，i，j满足m'＝{1,…K本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于效率和均流偏差期望加权和矩阵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采集V个输出电流Datacurr(m')(i)(j)，输出电压Datavolt(m')(i)(j)和输入功率P(m')(i)(j)，并获取对应的V个电源模块效率η(m')(i)(j)；其中：m'为电源模块序号；i为负载电流值对应的序号值；j为输出电流采集序号；m'，i，j满足m'＝{1,…K},i＝{1,…U},j＝{1,…V}，IN为电源模块的额定电流；(2)获取电源模块的输出电流与均流期望电流相对偏差绝对值及对应的数学期望获取电源模块效率的平均值及效率ηm'i和的加权和以γm'i为元素构建矩阵A＝(γm'i)K×U；m'，i，j满足m'＝{1,…K},i＝{1,…U},j＝{1,…V}；(3)求解矩阵A＝(γm'i)K×U的1‑范数对应的负载电流序号a值，即成立所对应的a值，其中：a∈[1,U],i∈[1,U]；该a值即为电源模块的负载电流为时系统的效率和均流综合性能指标最优；并获得效率和均流综合性能指标最优情况下的电源模块的输出电流为Iref：(4)以周期Ts为间隔计算并联供电系统的在线电源模块数量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)，m为当前在线电源模块的序号；(5)获取序号为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)(T)＝Curr(m)；其中：n＝1，…T‑1；m＝1，2，3，…M；T为大于2的正整数，n为当前序号的在线电源模块的电流采样次数；(6)获取序号为m的在线电源模块的输出电流平均值：其中：m＝1，2，3，…M；(7)获取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负载电流(8)判断|Ishare‑Iref|≤σ是否成立；(9)步骤(8)中|Ishare‑Iref|≤σ不成立，获取在线电源模块输出电流为参考电流Iref时的在线电源模块数量N*，即N*≤1则设置N*＝2；反之，则获取并联供电系统需调节在线电源模块数量ΔN*＝N*‑M，根据ΔN*的正负，集中控制器增加或减少|ΔN*|个在线电源模块；(10)步骤(8)中|Ishare‑Iref|≤σ成立，则获取序号为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，…T；m＝1，2，3，…M；(11)获取序号为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)判断成立则继续下一个在线电源模块检测，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，Cθ为偏差期望最大允许值；(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(4)的操作，Num为标记为均流性能不符合要求的在线电源模块的数量。...

【技术特征摘要】
1.一种基于效率和均流偏差期望加权和矩阵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采集V个输出电流Datacurr(m')(...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱德华，彭志辉，潘敏辉，陈益丰，周晨，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33