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基于效率和均流性能黃金分割的并聯(lián)供電系統(tǒng)最優(yōu)點確定方法與流程

文檔序號:11865504閱讀:337來源:國知局

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)最優(yōu)點確定方法,能快速確定并聯(lián)供電系統(tǒng)的效率和均流綜合性能指標(biāo)最優(yōu)工作點,為并聯(lián)供電系統(tǒng)實現(xiàn)高的效率和均流性能綜合指標(biāo)優(yōu)化控制提供支撐,該方法同樣適用于其他電子設(shè)備并聯(lián)運行時效率和均流綜合性能指標(biāo)最優(yōu)工作點的確定。



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(qiáng)、可N+m冗余備份、可靠性強(qiáng)、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(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,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(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)運行時其系統(tǒng)均流性能存在一定差異,不能確保系統(tǒng)在不同負(fù)載電流情況下都具有較高的均流性能;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,也不能確保系統(tǒng)在不同負(fù)載工況下均具有較高效率。所以,需要一種方法來確定并聯(lián)供電系統(tǒng)效率和均流性能綜合指標(biāo)最優(yōu)工作點。

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。為了實現(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),首要先決條件是必須確定并聯(lián)供電系統(tǒng)效率和均流效果綜合性能指標(biāo)最優(yōu)情況下的工作點,其為并聯(lián)供電系統(tǒng)效率和均流綜合性能優(yōu)化控制的前提。

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)最優(yōu)工作點確定方法用于確定效率和均流綜合性能最優(yōu)時系統(tǒng)工作點。因而要實現(xiàn)并聯(lián)供電系統(tǒng)效率和均流性能的優(yōu)化控制,一種兼顧效率和均流性能并且可靠和實用的并聯(lián)供電系統(tǒng)最優(yōu)工作點確定方法就顯得尤為重要,其對于并聯(lián)供電系統(tǒng)的優(yōu)化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)最優(yōu)點確定方法。

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)最優(yōu)點確定方法,其步驟如下:

(1)以周期T為間隔時間對K個電源模塊組成的并聯(lián)供電系統(tǒng)負(fù)載電流Iout按照步進(jìn)量為等增量調(diào)節(jié);將第i次程控電子負(fù)載電流值標(biāo)記為對應(yīng)的第i次電源模塊均流目標(biāo)值標(biāo)記為i為當(dāng)前電子負(fù)載次數(shù);

(2)以周期Ts為間隔對并聯(lián)供電系統(tǒng)電源模塊輸出電流、輸出電壓和輸入功率進(jìn)行采集;

(3)建立由K×U×V個元素構(gòu)成的并聯(lián)供電系統(tǒng)電源模塊輸出電流數(shù)組{Datacurr(m)(i)(j)},電源模塊輸出電壓數(shù)組{Datavolt(m)(i)(j)}和電源模塊輸入功率數(shù)組{P(m)(i)(j)},其中m=1,2,...K,i=1,2,...U,j=1,2,...V;K為并聯(lián)供電系統(tǒng)電源模塊數(shù)量,其為大于1的正整數(shù);U為程控電子負(fù)載工作電流的調(diào)節(jié)次數(shù);V為每一次電子負(fù)載情況下需采集電源模塊輸出電流、輸出電壓和輸入功率的次數(shù),其為大于1的正整數(shù);m為當(dāng)前電源模塊序號,i為當(dāng)前電子負(fù)載次數(shù),j為當(dāng)前采集次數(shù);

(4)獲取序號為m的電源模塊在均流期望電流為Iref(i)時的相對偏差其中m=1,2,...K,i=1,2,...U,j=1,2,...V;

(5)獲取序號為m的電源模塊在均流期望電流為Iref(i)時的δ(m)(i)(j)的期望

(6)獲取序號為m的電源模塊δ(m)(i)(j)的標(biāo)準(zhǔn)偏差

(7)獲取K個電源模塊在均流期望電流為Iref(i)時的平均標(biāo)準(zhǔn)偏差

(8)對U個數(shù)據(jù)點i∈[1,U]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);

(9)在允許輸出電流范圍內(nèi),獲得滿足最小的

(10)獲取序號為m的電源模塊效率其中m=1,2,...K,i=1,2,...U,j=1,2,...V;

(11)獲取序號為m的電源模塊η(m)(i)(j)的數(shù)學(xué)期望其中m=1,2,...K,i=1,2,...U;(η(m)(i)(j);

(12)對U個數(shù)據(jù)點i∈[1,U]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);

(13)在允許輸出電流范圍內(nèi),獲得滿足最大的

(14)應(yīng)用幾何學(xué)黃金分割原理,通過獲得電源模塊運行最優(yōu)負(fù)載電流Iref,并通過該Iref值確定并聯(lián)供電系統(tǒng)的效率和均流綜合性能指標(biāo)最優(yōu)工作點。

步驟(2)中將第m個序號的電源模塊在第i次電子負(fù)載電流情況下采樣的第j個電流數(shù)據(jù)標(biāo)記為Datacurr(m)(i)(j);將第m個序號的電源模塊在第i次電子負(fù)載電流情況下采樣的第j個電壓數(shù)據(jù)標(biāo)記為Datavolt(m)(i)(j);將第m個序號的電源模塊在第i次電子負(fù)載電流情況下采樣的第j個輸入功率數(shù)據(jù)標(biāo)記為P(m)(i)(j);將第m個序號的電源模塊在第i次電子負(fù)載電流情況下計算的第j個效率記為η(m)(i)(j);將第m個序號的電源模塊在第i次電子負(fù)載電流情況下效率平均值標(biāo)記為ηmi;將第m個序號的電源模塊在第i次電子負(fù)載電流情況下采樣的第j個電流數(shù)據(jù)與電源模塊均流目標(biāo)值Iref(i)相對偏差標(biāo)記為δ(m)(i)(j);將第m個序號的電源模塊在第i次電子負(fù)載電流情況下的電流數(shù)據(jù)與電源模塊均流目標(biāo)值相對偏差的數(shù)學(xué)期望標(biāo)記為Emi;將第m個序號的電源模塊在第i次電子負(fù)載電流情況下的電流數(shù)據(jù)與電源模塊均流目標(biāo)值相對偏差的標(biāo)準(zhǔn)偏差標(biāo)記為Smi。

步驟(8)中應(yīng)用多項式擬合、曲線擬合或插補方法對U個數(shù)據(jù)點i∈[1,U]進(jìn)行處理。

步驟(12)中應(yīng)用多項式擬合、曲線擬合或插補方法對U個數(shù)據(jù)點i∈[1,U]進(jìn)行處理。

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(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)偏差平均值最小時對應(yīng)的負(fù)載電流其中:Sj為第j個電源模塊均流標(biāo)準(zhǔn)偏差;最后,依據(jù)幾何學(xué)黃金分割原理,求取最優(yōu)電流Iref滿足Iref即為并聯(lián)供電系統(tǒng)效率和均流綜合性能最優(yōu)工作點模塊輸出電流。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)效率和均流綜合性能最優(yōu)工作點即可獲得任意N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)工作點。

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)對應(yīng)最優(yōu)點和的基礎(chǔ)上,應(yīng)用幾何學(xué)中黃金分割原理,得出電源模塊運行綜合最優(yōu)負(fù)載電流Iref。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)最優(yōu)點確定方法具有可靠性高,實用性強(qiáng)、數(shù)據(jù)處理簡單易行等特點;可有效確定并聯(lián)供電系統(tǒng)效率和均流綜合指標(biāo)最優(yōu)對應(yīng)的工作點,為并聯(lián)供電系統(tǒng)安全、高效、可靠運行提供可靠保證。

附圖說明

圖1為并聯(lián)供電系統(tǒng)效率和均流綜合性能最優(yōu)工作點測試系統(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(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)最優(yōu)點確定方法。圖1所示為并聯(lián)供電系統(tǒng)效率和均流綜合性能最優(yōu)工作點測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖1功能是在獲取并聯(lián)供電系統(tǒng)在不同負(fù)載條件下電源模塊效率與輸出電流及均流性能與輸出電流之間的表達(dá)式,并得出對應(yīng)的最優(yōu)值基礎(chǔ)上,應(yīng)用幾何中黃金分割原理確定并聯(lián)供電系統(tǒng)系統(tǒng)最優(yōu)工作點。主要包括上位機(jī)(PC機(jī))、程控電子負(fù)載、電源模塊、功率計等。上位機(jī)(PC機(jī))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、計算電源模塊效率與輸出電流及均流性能與輸出電流之間的表達(dá)式,并應(yīng)用幾何黃金分割原理得出對應(yīng)的最優(yōu)點;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);功率計主要用于測量在線模塊的輸入功率。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。

并聯(lián)供電系統(tǒng)效率和均流性能最優(yōu)工作點測試系統(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。IN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)載電流點數(shù)量,即并聯(lián)供電系統(tǒng)負(fù)載電流Iout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點時輸出電流,其中:U≥i≥1;m為電源模塊序號,滿足:K個模塊的IP按照從小到大的次序映射為m=1,2,…K,即m=1為IP最小的模塊序號,m=2為IP次最小模塊序號,…,以此類推m=K為IP最大的模塊序號;V為并聯(lián)供電系統(tǒng)處于某一負(fù)載電流點時需對當(dāng)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。Datacurr(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);Datavolt(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:ηmi為序號為m的電源模塊在條件下V個η(m)(i)(j)的數(shù)學(xué)期望,滿足:Iref(i)為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:Emi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:Smi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:

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(fù)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(fù)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(jī)共需采集3×K×V個數(shù)據(jù)。假設(shè)上位機(jī)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Ttotal=3×K×V×T1時間,因而必須滿足T≥Ttotal。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(biāo)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(yīng)的超調(diào)量,調(diào)整時間和穩(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,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(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);其次,并聯(lián)供電系統(tǒng)在滿足均流性能指標(biāo)的同時,應(yīng)該兼顧系統(tǒng)運行的經(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Iref,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:

<mrow> <msub> <mi>I</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>e</mi> <mi>f</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mfrac> <mi>i</mi> <mn>20</mn> </mfrac> <msubsup> <mi>I</mi> <mi>N</mi> <mi>p</mi> </msubsup> </mrow> <mi>K</mi> </mfrac> <mo>=</mo> <mfrac> <mi>i</mi> <mn>20</mn> </mfrac> <msub> <mi>I</mi> <mi>N</mi> </msub> <mo>,</mo> <mi>U</mi> <mo>&GreaterEqual;</mo> <mi>i</mi> <mo>&GreaterEqual;</mo> <mn>1</mn> <mo>,</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

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):Datacurr(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:

<mrow> <mi>&delta;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>m</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>j</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>Data</mi> <mrow> <mi>c</mi> <mi>u</mi> <mi>r</mi> <mi>r</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>m</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>j</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <msub> <mi>I</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>e</mi> <mi>f</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mrow> <msub> <mi>I</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>e</mi> <mi>f</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> <mo>,</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

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Emi為:

<mrow> <msub> <mi>E</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>V</mi> </mfrac> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>V</mi> </munderover> <mi>&delta;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>m</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>j</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>,</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

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Smi為:

<mrow> <msub> <mi>S</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msqrt> <mrow> <mfrac> <mn>1</mn> <mrow> <mi>V</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </mfrac> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>V</mi> </munderover> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>&delta;</mi> <mo>(</mo> <mi>m</mi> <mo>)</mo> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> <mo>(</mo> <mi>j</mi> <mo>)</mo> <mo>-</mo> <msub> <mi>E</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> <mo>,</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>4</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

Smi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,Smi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(biāo)準(zhǔn)偏差:

<mrow> <msub> <mi>S</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>K</mi> </mfrac> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>m</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>K</mi> </munderover> <msub> <mi>S</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>,</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>5</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

應(yīng)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(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:

<mrow> <mi>&Psi;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>I</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>e</mi> <mi>f</mi> </mrow> <mn>1</mn> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&le;</mo> <mi>&Psi;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>,</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>7</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

求取序號為m的電源模塊在條件效率η(m)(i)(j)為:

<mrow> <mi>&eta;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>m</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>j</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>Data</mi> <mrow> <mi>c</mi> <mi>u</mi> <mi>r</mi> <mi>r</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>m</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>j</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&times;</mo> <msub> <mi>Data</mi> <mrow> <mi>v</mi> <mi>o</mi> <mi>l</mi> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>m</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>j</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mrow> <mi>P</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>m</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>j</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> <mo>&times;</mo> <mn>100</mn> <mi>%</mi> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>8</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

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(xué)期望ηmi為:

<mrow> <msub> <mi>&eta;</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>V</mi> </mfrac> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>V</mi> </munderover> <mi>&eta;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>m</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>j</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>,</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>9</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

ηmi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,ηmi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;

計算K個電源模塊在均流期望電流為的工況下平均效率:

<mrow> <msub> <mi>&eta;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>K</mi> </mfrac> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>m</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>K</mi> </munderover> <msub> <mi>&eta;</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>,</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>10</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

應(yīng)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(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:

<mrow> <mi>&Phi;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>I</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>e</mi> <mi>f</mi> </mrow> <mn>2</mn> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&GreaterEqual;</mo> <mi>&Phi;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>,</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>12</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

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

<mrow> <mo>|</mo> <msub> <mi>I</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>e</mi> <mi>f</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msubsup> <mi>I</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>e</mi> <mi>f</mi> </mrow> <mn>1</mn> </msubsup> <mo>|</mo> <mo>=</mo> <mn>0.618</mn> <mo>|</mo> <msub> <mi>I</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>e</mi> <mi>f</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msubsup> <mi>I</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>e</mi> <mi>f</mi> </mrow> <mn>2</mn> </msubsup> <mo>|</mo> <mo>,</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>13</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

Iref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(fù)載電流。

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)最優(yōu)點確定方法,包括如下步驟:

(1)以周期T為間隔時間對K個電源模塊組成的并聯(lián)供電系統(tǒng)負(fù)載電流Iout按照步進(jìn)量為等增量調(diào)節(jié);將第一次程控電子負(fù)載電流值標(biāo)記為對應(yīng)的第一次電源模塊均流目標(biāo)值標(biāo)記為當(dāng)前電子負(fù)載次數(shù)為i,令i=1;

(2)以周期Ts為間隔對并聯(lián)供電系統(tǒng)電源模塊輸出電流、輸出電壓和輸入功率進(jìn)行采集。將第一個序號的電源模塊在第一次電子負(fù)載電流情況下采樣的第一個電流數(shù)據(jù)標(biāo)記為Datacurr(1)(1)(1);將第一個序號的電源模塊在第一次電子負(fù)載電流情況下采樣的第一個電壓數(shù)據(jù)標(biāo)記為Datavolt(1)(1)(1);將第一個序號的電源模塊在第一次電子負(fù)載電流情況下采樣的第一個輸入功率數(shù)據(jù)標(biāo)記為P(1)(1)(1);將第一個序號的電源模塊在第一次電子負(fù)載電流情況下計算的第一個效率記為η(1)(1)(1);將第一個序號的電源模塊在第一次電子負(fù)載電流情況下效率平均值標(biāo)記為η11;將第一個序號的電源模塊在第一次電子負(fù)載電流情況下采樣的第一個電流數(shù)據(jù)與模塊均流目標(biāo)值Iref(1)相對偏差標(biāo)記為δ(1)(1)(1);將第一個序號的電源模塊在第一次電子負(fù)載電流情況下的電流數(shù)據(jù)與模塊均流目標(biāo)值相對偏差的數(shù)學(xué)期望標(biāo)記為E11;將第一個序號的電源模塊在第一次電子負(fù)載電流情況下的電流數(shù)據(jù)與模塊均流目標(biāo)值相對偏差的標(biāo)準(zhǔn)偏差標(biāo)記為S11;當(dāng)前電源模塊序號為m,令m=1;當(dāng)前電子負(fù)載次數(shù)為i,令i=1;當(dāng)前采集電流次數(shù)為j,令j=1;

(3)建立由K×U×V個元素構(gòu)成的并聯(lián)供電系統(tǒng)模塊輸出電流數(shù)組{Datacurr(m)(i)(j)},電源模塊輸出電壓數(shù)組{Datavolt(m)(i)(j)}和電源模塊輸入功率數(shù)組{P(m)(i)(j)},其中m=1,2,...K,i=1,2,...U,j=1,2,...V;K為并聯(lián)供電系統(tǒng)電源模塊數(shù)量,其為大于1的正整數(shù);U為程控電子負(fù)載工作電流的調(diào)節(jié)次數(shù),為滿足評價覆蓋輕載、半載、額定負(fù)載和過載情況,U的值大于20;V為每一次電子負(fù)載情況下需采集電源模塊輸出電流、輸出電壓和輸入功率的次數(shù),其為大于1的正整數(shù);m為當(dāng)前電源模塊序號,i為當(dāng)前電子負(fù)載次數(shù),j為當(dāng)前采集次數(shù)。

(4)求解序號為m的電源模塊在均流期望電流為Iref(i)時相對偏差其中m=1,2,...K,i=1,2,...U,j=1,2,...V;

(5)求解序號為m的電源模塊在均流期望電流為Iref(i)時δ(m)(i)(j)的期望

(6)求解序號為m的電源模塊δ(m)(i)(j)的標(biāo)準(zhǔn)偏差

(7)計算K個電源模塊在均流期望電流為Iref(i)時的平均標(biāo)準(zhǔn)偏差

(8)應(yīng)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i∈[1,U]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);

(9)在允許輸出電流范圍內(nèi),求解滿足最??;

(10)求解序號為m的電源模塊效率

其中m=1,2,...K,i=1,2,...U,j=1,2,...V;

(11)求解序號為m的電源模塊η(m)(i)(j)的數(shù)學(xué)期望其中m=1,2,...K,i=1,2,...U;η(m)(i)(j),ηmi越大表明模塊的效率性能越好;

(12)應(yīng)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i∈[1,U]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);

(13)在允許輸出電流范圍內(nèi),求解滿足最大;

(14)應(yīng)用幾何學(xué)黃金分割原理,求解電源模塊運行最優(yōu)負(fù)載電流Iref,滿足該Iref值即為并聯(lián)供電系統(tǒng)的效率和均流綜合性能指標(biāo)最優(yōu)工作點;

(15)并聯(lián)供電系統(tǒng)最優(yōu)點確定結(jié)束。

實施例不應(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)。

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