CN107977040A - 一种热负载及其恒功率调节方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热负载及其恒功率调节方法及装置，通过获取预设的目标功率P_w和单步调整功率阈值P_g，以及上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P′_s；确定所有热负载组合中理论功率与目标功率P_w的第一差量小于最小单位功率P₁，且第一差量最小的第一热负载组合；若当前热负载的实际功率P_c与目标功率P_w的第二差量P_d大于或等于单步调整功率阈值P_g，且第一热负载组合的理论功率P_s1与理论功率P′_s不相等，则控制第一热负载组合中的所有电热元件各自对应的控制开关导通，控制除第一热负载组合之外的其他电热元件各自对应的控制开关关断，从而能够减小热负载的输出功率与目标功率之间的误差，使热负载时刻保持目标功率输出。

Description

一种热负载及其恒功率调节方法及装置

技术领域

本发明涉及功率调节技术领域，尤其涉及一种热负载及其恒功率调节方法及装置。

背景技术

UPS(Uninterruptible Power Supply，不间断电源)、备用发电机组及大型机房供电电源等交流电力设备和系统在生产过程中需要经过大量严格的测试，来确保产品的合格性，且在试用过程中需要定期检测，保证达到要求的性能指标。现有技术一般是通过热负载对UPS、备用发电机组等电力设备的性能进行检测的。热负载是大功率阻性负载，通常由多个电热管组合而成。在测试过程中，通常需要热负载能够保持恒定的功率，即需要热负载能够进行自动恒功率调节。

现有的热负载自动恒功率调节方法是直接根据目标功率以及电热管的理论功率对热负载的总功率进行调节。然而，受电热管制作精度、阻值温度漂移以及输入电压变化等因素的影响，电热管的理论功率与实际功率存在误差，因此，导致现有的热负载恒功率调节方法存在误差较大的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热负载及其恒功率调节方法及装置，旨在解决现有的热负载恒功率调节方法所存在的误差较大的问题。

本发明是这样实现的，一种热负载的恒功率调节方法，所述热负载包n个控制开关和n个电热元件；每个所述电热元件与一个所述控制开关串联后并联至输入电源的两端，所述控制开关的控制端接收关断控制信号；所述n个电热元件中第1个所述电热元件的理论功率为最小单位功率P₁，第i个所述电热元件的理论功率为P_i，P_i是P₁的整数倍，2≤i≤n；所述热负载的总理论功率为在所述热负载的恒功率调节过程中，对所述热负载进行至少一轮功率调节，所述热负载的恒功率调节方法包括：

获取预设的热负载的目标功率P_w和单步调整功率阈值P_g，以及上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′；其中，0≤P_w≤P_t，P₁＜P_g≤P_t，0≤P_s′≤P_t；

确定所有热负载组合中，所述热负载组合的理论功率与所述目标功率P_w的第一差量小于所述最小单位功率P₁，且对应的第一差量最小的第一热负载组合；其中，所述热负载组合由任意至少一个所述电热元件组合得到；

计算当前所述热负载的实际功率P_c与所述目标功率P_w的第二差量P_d；

若所述第二差量P_d大于或等于所述单步调整功率阈值P_g，且所述第一热负载组合的理论功率P_s1与所述上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′不相等，则控制所述第一热负载组合中的所有电热元件各自对应的控制开关导通，控制除所述第一热负载组合之外的其他电热元件各自对应的控制开关关断，并进入下一轮功率调节。

本发明还提供了一种热负载的恒功率调节装置，所述热负载包n个控制开关和n个电热元件；每个所述电热元件与一个所述控制开关串联后并联至输入电源的两端，所述控制开关的控制端接收关断控制信号；所述n个电热元件中第1个所述电热元件的理论功率为最小单位功率P₁，第i个所述电热元件的理论功率为P_i，P_i是P₁的整数倍，2≤i≤n；所述热负载的总理论功率为在所述热负载的恒功率调节过程中，对所述热负载进行至少一轮功率调节，所述热负载的恒功率调节装置包括：

获取模块，用于获取预设的热负载的目标功率P_w和单步调整功率阈值P_g，以及上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′；其中，0≤P_w≤P_t，P₁<P_g≤P_t，0≤P_s′≤P_t；

第一确定模块，用于确定所有热负载组合中，所述热负载组合的理论功率与所述目标功率P_w的第一差量小于所述最小单位功率P₁，且对应的第一差量最小的第一热负载组合；其中，所述热负载组合由任意至少一个所述电热元件组合得到；

第一计算模块，用于计算当前所述热负载的实际功率P_c与所述目标功率P_w的第二差量P_d；

控制模块，用于若所述第二差量P_d大于或等于所述单步调整功率阈值P_g，且所述第一热负载组合的理论功率P_s1与所述上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′不相等，则控制所述第一热负载组合中的所有电热元件各自对应的控制开关导通，控制除所述第一热负载组合之外的其他电热元件各自对应的控制开关关断，并进入下一轮功率调节。

本发明还提供了一种热负载，所述热负载包n个控制开关、n个电热元件及上述的恒功率调节装置；

每个所述电热元件与一个所述控制开关串联后并联至输入电源的两端，所述恒功率调节装置的n个输出端分别与所述n个控制开关的控制端连接，用于输出关断控制信号以控制所述n个控制开关的导通或关断。

本发明通过获取预设的热负载的目标功率P_w和单步调整功率阈值P_g，以及上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′；确定所有热负载组合中，所述热负载组合的理论功率与所述目标功率P_w的第一差量小于所述最小单位功率P₁，且对应的第一差量最小的第一热负载组合；计算当前所述热负载的实际功率P_c与所述目标功率P_w的第二差量P_d；若所述第二差量P_d大于或等于所述单步调整功率阈值P_g，且所述第一热负载组合的理论功率P_s1与所述上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′不相等，则控制所述第一热负载组合中的所有电热元件各自对应的控制开关导通，控制除所述第一热负载组合之外的其他电热元件各自对应的控制开关关断，并进入下一轮功率调节，从而能够减小热负载的输出功率与目标功率之间的误差，使热负载时刻保持目标功率输出，解决了现有的热负载恒功率调节方法存在误差较大的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种热负载的结构框图；

图2是本发明实施例提供的一种热负载的恒功率调节方法的示意流程图；

图3是本发明另一实施例提供的一种热负载的恒功率调节装置的示意流程图；

图4是本发明实施例提供的一种热负载的恒功率调节装置的结构框图；

图5是本发明另一实施例提供的一种热负载的恒功率调节装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，是本发明实施例提供的一种热负载的结构框图。在本发明实施例中，热负载包n个控制开关、n个电热元件及热负载的恒功率调节装置。

其中，每个电热元件与一个控制开关串联后并联至输入电源的两端，控制开关的控制端接收关断控制信号。具体的，恒功率调节装置的n个输出端分别与所述n个控制开关的控制端连接，用于输出关断控制信号以控制n个控制开关的导通或关断。

在实际应用中，n个电热元件可以按照理论功率从小到大的顺序依次排列。其中，第1个电热元件的理论功率为最小单位功率P₁，第i个电热元件的理论功率为P_i，P_i是P₁的整数倍，2≤i≤n；热负载的总理论功率为且热负载的功率调节范围为0到总理论功率P_t之间的最小单位功率P₁的任意整数倍。

在本发明实施例中，热负载的恒功率调节装置可以对热负载进行至少一轮功率调节。

在本发明实施例中，输入电源可以为交流电源，也可以为直流电源，具体根据实际需求进行设置，此处不做限制。

在实际应用中，控制开关可以为继电器或开关管等开关器件，电热元件可以为电热管，具体根据实际需求进行设置，此处不做限制。

在实际应用中，控制开关和电热元件的个数可以根据实际需求进行设置，此处不做限制。

在实际应用中，热负载的恒功率调节装置可以为单片机或工控机等，此处不做限制。

参见图2，是本发明实施例提供的一种热负载的恒功率调节方法的示意流程图。本实施例中热负载的恒功率调节方法的执行主体为热负载的恒功率调节装置。如图2所示，本实施例提供的一种热负载的恒功率调节方法，具体包括以下步骤：

S201：获取预设的热负载的目标功率P_w和单步调整功率阈值P_g，以及上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′；其中，0≤P_w≤P_t，P₁＜P_g≤P_t，0≤P_s′≤P_t。

其中，预设的热负载的目标功率P_w和单步调整功率阈值P_g可以根据实际需求进行设置，此处不做限制。

上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′具体指上一轮功率调节过程中所开启的电热元件的理论功率之和。

S202：确定所有热负载组合中，所述热负载组合的理论功率与所述目标功率P_w的第一差量小于所述最小单位功率P₁，且对应的第一差量最小的第一热负载组合。

其中，热负载组合由任意至少一个电热元件组合得到。每个热负载组合的理论功率为该热负载组合所包括的所有电热元件的理论功率之和。

进一步的，步骤S202具体可以包括以下步骤：

计算由任意至少一个所述电热元件组合得到的所有热负载组合的理论功率；

计算所述所有热负载组合的理论功率与所述目标功率P_w的第一差量；

将所述第一差量小于所述最小单位功率P₁的热负载组合中，对应的差量最小的热负载组合识别为所述第一热负载组合，并将所述第一热负载组合的理论功率P_s1进行存储。

在本发明实施例中，在获取到预设的热负载的目标功率P_w和单步调整功率阈值P_g，以及上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′之后，将n个电热元件进行排列组合得到若干个热负载组合，计算每个热负载组合的理论功率，并计算每个热负载组合的理论功率与目标功率P_w的第一差量，将第一差量小于最小单位功率P₁的热负载组合中，理论功率与目标功率P_w最接近的热负载组合识别为第一热负载组合，且将第一热负载组合的理论功率P_s1进行存储，以供后续步骤中使用。

S203：计算当前所述热负载的实际功率P_c与所述目标功率P_w的第二差量P_d。

检测当前热负载的实际功率P_c，并计算当前热负载的实际功率P_c与目标功率P_w的第二差量P_d。

其中，第二差量P_d为当前热负载的实际功率P_c与目标功率P_w的差值的绝对值，即第二差量P_d＝|P_c-P_w|。

S204：若所述第二差量P_d大于或等于所述单步调整功率阈值P_g，且所述第一热负载组合的理论功率P_s1与所述上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′不相等，则控制所述第一热负载组合中的所有电热元件各自对应的控制开关导通，控制除所述第一热负载组合之外的其他电热元件各自对应的控制开关关断，并进入下一轮功率调节。

本发明实施例中，在计算得到第二差量P_d后，将第二差量P_d与所述单步调整功率阈值P_g进行比较，若第二差量P_d大于或等于单步调整功率阈值P_g，则判断第一热负载组合的理论功率P_s1与上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′是否相等，若第一热负载组合的理论功率P_s1与上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′不相等，则控制第一热负载组合中的所有电热元件各自对应的控制开关导通，控制除第一热负载组合之外的其他电热元件各自对应的控制开关关断，并进入下一轮功率调节。

本发明实施例提供的一种热负载的恒功率调节方法，通过获取预设的热负载的目标功率P_w和单步调整功率阈值P_g，以及上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′；确定所有热负载组合中，所述热负载组合的理论功率与所述目标功率P_w的第一差量小于所述最小单位功率P₁，且对应的第一差量最小的第一热负载组合；计算当前所述热负载的实际功率P_c与所述目标功率P_w的第二差量P_d；若所述第二差量P_d大于或等于所述单步调整功率阈值P_g，且所述第一热负载组合的理论功率P_s1与所述上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′不相等，则控制所述第一热负载组合中的所有电热元件各自对应的控制开关导通，控制除所述第一热负载组合之外的其他电热元件各自对应的控制开关关断，并进入下一轮功率调节，从而能够减小热负载的输出功率与目标功率之间的误差，使热负载时刻保持目标功率输出，解决了现有的热负载恒功率调节方法存在误差较大的问题。

参见图3，是本发明另一实施例提供的一种热负载的恒功率调节方法的示意流程图。本实施例中热负载的恒功率调节方法的执行主体为热负载的恒功率调节装置。如图3所示，本实施例提供的一种热负载的恒功率调节方法，具体包括以下步骤：

S301：获取预设的热负载的目标功率P_w和单步调整功率阈值P_g，以及上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′；其中，0≤P_w≤P_t，P₁＜P_g≤P_t，0≤P_s′≤P_t。

S302：确定所有热负载组合中，所述热负载组合的理论功率与所述目标功率P_w的第一差量小于所述最小单位功率P₁，且对应的第一差量最小的第一热负载组合。

S303：计算当前所述热负载的实际功率P_c与所述目标功率P_w的第二差量P_d。

S304：若所述第二差量P_d大于或等于所述单步调整功率阈值P_g，且所述第一热负载组合的理论功率P_s1与所述上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′不相等，则控制所述第一热负载组合中的所有电热元件各自对应的控制开关导通，控制除所述第一热负载组合之外的其他电热元件各自对应的控制开关关断，并进入下一轮功率调节。

需要说明的是，本实施例中的步骤S301～步骤S304的具体实现方式与图2对应的实施例中的步骤S201～步骤S204的实现方式完全相同，具体可参考图2对应的实施例中的步骤S201～步骤S204的相关描述，此处不再赘述。

S305：若所述第二差量P_d大于或等于所述单步调整功率阈值P_g，且所述第一热负载组合的理论功率P_s1与所述上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′相等，或者若所述第二差量P_d小于所述单步调整功率阈值P_g，则根据当前所述热负载的实际功率P_c与所述目标功率P_w的大小关系、所述第一热负载组合的理论功率P_s1及所述单步调整功率阈值P_g计算第二热负载组合的理论功率P_s2。

在本发明实施例中，若第二差量P_d大于或等于单步调整功率阈值P_g，则判断第一热负载组合的理论功率P_s1与上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′是否相等，若第一热负载组合的理论功率P_s1与上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′相等，则检测并计算当前热负载的实际功率P_c。将热负载组合的实际功率P_c1与目标功率P_w进行比较，根据当前热负载的实际功率P_c与目标功率P_w的大小关系、第一热负载组合的理论功率P_s1及单步调整功率阈值P_g计算第二热负载组合的理论功率P_s2，从而通过单步调整实现了对热负载的恒功率控制。

具体的，可以通过检测当前开启的所有电热元件的实际功率，并将当前开启的所有电热元件的实际功率进行相加得到当前热负载的实际功率P_c。

进一步的，步骤S305可以包括以下步骤：

若所述第二差量P_d大于或等于所述单步调整功率阈值P_g，且所述第一热负载组合的理论功率P_s1与所述上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′相等，或者若所述第二差量P_d小于所述单步调整功率阈值P_g，则检测并计算当前所述热负载的实际功率P_c；

若当前所述热负载的实际功率P_c大于所述目标功率P_w，则用所述第一热负载组合的理论功率P_s1减去所述单步调整功率阈值P_g得到第二热负载组合的理论功率P_s2；

若当前所述热负载的实际功率P_c小于所述目标功率P_w，则用所述第一热负载组合的理论功率P_s1加上所述单步调整功率阈值P_g得到第二热负载组合的理论功率P_s2。

在本发明实施例中，若当前热负载的实际功率P_c大于目标功率P_w，则用第一热负载组合的理论功率P_s1减去单步调整功率阈值P_g得到第二热负载组合的理论功率P_s2；若当前热负载的实际功率P_c小于目标功率P_w，则用第一热负载组合的理论功率P_s1加上单步调整功率阈值P_g得到第二热负载组合的理论功率P_s2，从而通过单步调整实现了对热负载的恒功率控制，使热负载能够时刻保持目标功率输出。

S306：根据所述第二热负载组合的理论功率P_s2确定所述第二热负载组合所包含的电热元件，并控制所述第二热负载组合中的所有电热元件各自对应的控制开关导通，控制除所述第二热负载组合之外的其他电热元件各自对应的控制开关关断，且进入下一轮功率调节。

本发明实施例中，在计算得到第二热负载组合的理论功率P_s2后，根据第二热负载组合的理论功率P_s2，确定第二热负载组合所包含的电热元件，并控制第二热负载组合中的所有电热元件各自对应的控制开关导通，控制除第二热负载组合之外的其他电热元件各自对应的控制开关关断，且进入下一轮功率调节。

在本发明实施例中，进入下一轮功率调节的目的是为了使热负载能够时刻保持目标功率输出。

本发明实施例提供的一种热负载的恒功率调节方法，通过获取预设的热负载的目标功率P_w和单步调整功率阈值P_g，以及上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′；确定所有热负载组合中，所述热负载组合的理论功率与所述目标功率P_w的第一差量小于所述最小单位功率P₁，且对应的第一差量最小的第一热负载组合；计算当前所述热负载的实际功率P_c与所述目标功率P_w的第二差量P_d；若所述第二差量P_d大于或等于所述单步调整功率阈值P_g，且所述第一热负载组合的理论功率P_s1与所述上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′不相等，则控制所述第一热负载组合中的所有电热元件各自对应的控制开关导通，控制除所述第一热负载组合之外的其他电热元件各自对应的控制开关关断，并进入下一轮功率调节，从而能够减小热负载的输出功率与目标功率之间的误差，使热负载时刻保持目标功率输出，解决了现有的热负载恒功率调节方法存在误差较大的问题。

以下以热负载包括10个控制开关和10个电热元件为例，对一种热负载的恒功率调节方法进行具体说明：

假设第1个电热元件至第10个电热元件的理论功率分别为：0.1kw、0.2kw、0.4kw、0.8kw、1.6kw、3.2kw、6.4kw、12.8kw、25.6kw及51.2kw，目标功率P_w＝10kw，单步调整功率阈值P_g＝1kw，在理论计算过程中，电热元件的实际功率与理论功率的误差为+5％。

热负载的恒功率调节过程如下：

第一轮功率调节过程如下：

由于当前为第一轮功率调节，因此，上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′＝0kw。

第3个电热元件、第6个电热元件及第7个电热元件的理论功率分别为0.4kw、3.2kw及6.4kw，由第3个电热元件、第6个电热元件及第7个电热元件组合而成的热负载组合的理论功率为0.4kw+3.2kw+6.4kw＝10kw，其与目标功率P_w的差值为0kw，因此，将由第3个电热元件、第6个电热元件及第7个电热元件组合而成的热负载组合识别为第一热负载组合，即第一热负载组合的理论功率P_s1＝10kw。

由于当前并没有控制开关导通，因此，当前热负载的实际功率P_c＝0kw。当前热负载的实际功率P_c与目标功率P_w的第二差量P_d＝|P_c-P_w|＝|0-10|＝10kw，此时，P_d≥P_g，P_s≠P_s′，因此，控制第3个电热元件、第6个电热元件及第7个电热元件对应的控制开关导通，控制除第3个电热元件、第6个电热元件及第7个电热元件之外的其他电热元件对应的控制开关关断，并进入第二轮功率调节。

由此可知，第一轮功率调节过后，处于开启状态的电热元件为第3个电热元件、第6个电热元件及第7个电热元件，而其他电热元件未开启。

第二轮功率调节过程如下：

假设第二轮功率调节的目标功率P_w依然为10kw，单步调整功率阈值P_g仍为1kw。获取到的上一轮(即第一轮)功率调节对应的热负载(即第一轮功率调节开启的电热元件组合)的理论功率P_s′＝10kw。

第3个电热元件、第6个电热元件及第7个电热元件的理论功率分别为0.4kw、3.2kw及6.4kw，由第3个电热元件、第6个电热元件及第7个电热元件组合而成的热负载组合的理论功率为0.4kw+3.2kw+6.4kw＝10kw，其与目标功率P_w的差值为0kw，因此，将由第3个电热元件、第6个电热元件及第7个电热元件组合而成的热负载组合识别为第一热负载组合，即第一热负载组合的理论功率P_s1＝10kw。

在理论计算过程中，假设当前热负载(即第一轮功率调节开启的电热元件组合)的实际功率P_c＝10+0.5＝10.5kw，则当前热负载的实际功率P_c与目标功率P_w的第二差量P_d＝|P_c-P_w|＝|10.5-10|＝0.5kw，此时，P_d＜P_g，由于当前热负载的实际功率P_c＞P_w，第一热负载组合的理论功率P_s1＝10kw，因此，第二热负载组合的理论功率P_s2＝P_s1-P₁＝10-0.1＝9.9kw。

由第1个电热元件、第2个电热元件、第6个电热元件及第7个电热元件组合而成的热负载组合的理论功率为0.1kw+0.2kw+.2kw+6.4kw＝9.9kw，因此，确定第二热负载组合所包含的电热元件为：第1个电热元件、第2个电热元件、第6个电热元件及第7个电热元件。控制第1个电热元件、第2个电热元件、第6个电热元件及第7个电热元件对应的控制开关导通，控制除第1个电热元件、第2个电热元件、第6个电热元件及第7个电热元件之外的其他电热元件对应的控制开关关断，并进入第三轮功率调节。

由此可知，第二轮功率调节过后，处于开启状态的电热元件为第1个电热元件、第2个电热元件、第6个电热元件及第7个电热元件，而其他电热元件未开启。

第三轮功率调节过程如下：

假设第三轮功率调节的目标功率P_w依然为10kw，单步调整功率阈值P_g仍为1kw。获取到的上一轮(即第二轮)功率调节对应的热负载(即第二轮功率调节开启的电热元件组合)的理论功率P_s′＝9.9kw。

第3个电热元件、第6个电热元件及第7个电热元件的理论功率分别为0.4kw、3.2kw及6.4kw，由第3个电热元件、第6个电热元件及第7个电热元件组合而成的热负载组合的理论功率为0.4kw+3.2kw+6.4kw＝10kw，其与目标功率P_w的差值为0kw，因此，将由第3个电热元件、第6个电热元件及第7个电热元件组合而成的热负载组合识别为第一热负载组合，即第一热负载组合的理论功率P_s1＝10kw。

在理论计算过程中，假设当前热负载(即第二轮功率调节开启的电热元件组合)的实际功率P_c＝10+0.395＝10.395kw，则当前热负载的实际功率P_c与目标功率P_w的第二差量P_d＝|P_c-P_w|＝|10.395-10|＝0.395kw，此时，P_d<P_g，由于当前热负载的实际功率P_c＞P_w，第一热负载组合的理论功率P_s1＝9.9kw，因此，第二热负载组合的理论功率P_s2＝P_s1-P₁＝9.9-0.1＝9.8kw。

由第2个电热元件、第6个电热元件及第7个电热元件组合而成的热负载组合的理论功率为0.2kw+.2kw+6.4kw＝9.8kw，因此，确定第二热负载组合所包含的电热元件为：第2个电热元件、第6个电热元件及第7个电热元件。控制第2个电热元件、第6个电热元件及第7个电热元件对应的控制开关导通，控制除第2个电热元件、第6个电热元件及第7个电热元件之外的其他电热元件对应的控制开关关断，并进入第四轮功率调节。

由此可知，第三轮功率调节过后，处于开启状态的电热元件为第2个电热元件、第6个电热元件及第7个电热元件。

之后的每一轮功率调节过程与上述调节过程相同，此处不再赘述。

参见图4，是本发明实施例提供的一种热负载的恒功率调节装置的结构示意图。本实施例中的一种热负载的恒功率调节装置400包括的各单元用于执行图2对应的实施例中的各步骤，具体请参阅图2以及图2对应的实施例中的相关描述，此处不赘述。本实施例的一种热负载的恒功率调节装置400包括：获取模块401、第一确定模块402、第一计算模块403及控制模块404。具体地：

获取模块401用于获取预设的热负载的目标功率P_w和单步调整功率阈值P_g，以及上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′；其中，0≤P_w≤P_t，P₁<P_g≤P_t，0≤P_s′≤P_t。

第一确定模块402用于确定所有热负载组合中，所述热负载组合的理论功率与所述目标功率P_w的第一差量小于所述最小单位功率P₁，且对应的第一差量最小的第一热负载组合；其中，所述热负载组合由任意至少一个所述电热元件组合得到。

第一计算模块403用于计算当前所述热负载的实际功率P_c与所述目标功率P_w的第二差量P_d。

控制模块404用于若所述第二差量P_d大于或等于所述单步调整功率阈值P_g，且所述第一热负载组合的理论功率P_s1与所述上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′不相等，则控制所述第一热负载组合中的所有电热元件各自对应的控制开关导通，控制除所述第一热负载组合之外的其他电热元件各自对应的控制开关关断，并进入下一轮功率调节。

本发明实施例提供的一种热负载及其恒功率调节装置，通过获取预设的目标功率P_w和单步调整功率阈值P_g，以及上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′；确定所有热负载组合中理论功率与目标功率P_w的第一差量小于最小单位功率P₁，且第一差量最小的第一热负载组合；若当前热负载的实际功率P_c与目标功率P_w的第二差量P_d大于或等于单步调整功率阈值P_g，且第一热负载组合的理论功率P_s1与理论功率P_s′不相等，则控制第一热负载组合中的所有电热元件各自对应的控制开关导通，控制除第一热负载组合之外的其他电热元件各自对应的控制开关关断，从而能够减小热负载的输出功率与目标功率之间的误差，使热负载时刻保持目标功率输出。

参见图5，是本发明另一实施例提供的一种热负载的恒功率调节装置的结构示意图。本实施例中的一种热负载的恒功率调节装置500包括的各单元用于执行图3对应的实施例中的各步骤，具体请参阅图3以及图3对应的实施例中的相关描述，此处不赘述。本实施例的一种热负载的恒功率调节装置500包括：获取模块501、第一确定模块502、第一计算模块503、控制模块504及第二计算模块505。具体地：

获取模块501用于获取预设的热负载的目标功率P_w和单步调整功率阈值P_g，以及上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′；其中，0≤P_w≤P_t，P₁<P_g≤P_t，0≤P_s′≤P_t。

第一确定模块502用于确定所有热负载组合中，所述热负载组合的理论功率与所述目标功率P_w的第一差量小于所述最小单位功率P₁，且对应的第一差量最小的第一热负载组合；其中，所述热负载组合由任意至少一个所述电热元件组合得到。

第一计算模块503用于计算当前所述热负载的实际功率P_c与所述目标功率P_w的第二差量P_d。

控制模块504用于若所述第二差量P_d大于或等于所述单步调整功率阈值P_g，且所述第一热负载组合的理论功率P_s1与所述上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′不相等，则控制所述第一热负载组合中的所有电热元件各自对应的控制开关导通，控制除所述第一热负载组合之外的其他电热元件各自对应的控制开关关断，并进入下一轮功率调节。

第二计算模块505用于若所述第二差量P_d大于或等于所述单步调整功率阈值P_g，且所述第一热负载组合的理论功率P_s1与所述上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′相等，或者若所述第二差量P_d小于所述单步调整功率阈值P_g，则根据当前所述热负载的实际功率P_c1与所述目标功率P_w的大小关系、所述第一热负载组合的理论功率P_s1及所述单步调整功率阈值P_g计算第二热负载组合的理论功率P_s2。

控制模块504还用于根据所述第二热负载组合的理论功率P_s2确定所述第二热负载组合所包含的电热元件，并控制所述第二热负载组合中的所有电热元件各自对应的控制开关导通，控制除所述第二热负载组合之外的其他电热元件各自对应的控制开关关断，且进入下一轮功率调节。

进一步的，第二计算模块505包括实际功率计算单元和第一理论功率计算单元。

实际功率计算单元用于若所述第二差量P_d大于或等于所述单步调整功率阈值P_g，且所述第一热负载组合的理论功率P_s1与所述上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′相等，或者若所述第二差量P_d小于所述单步调整功率阈值P_g，则检测并计算当前所述热负载的实际功率P_c1。

第一理论功率计算单元用于若当前所述热负载的实际功率P_c1大于所述目标功率P_w，则用所述第一热负载组合的理论功率P_s1减去所述单步调整功率阈值P_g得到第二热负载组合的理论功率P_s2。

进一步的，第一理论功率计算单元还用于若当前所述热负载的实际功率P_c1小于所述目标功率P_w，则用所述第一热负载组合的理论功率P_s1加上所述单步调整功率阈值P_g得到第二热负载组合的理论功率P_s2。

进一步的，第一确定模块502包括：第二理论功率计算单元、差量计算单元及识别单元。

第二理论功率计算单元用于计算由任意至少一个所述电热元件组合得到的所有热负载组合的理论功率。

差量计算单元用于计算所述所有热负载组合的理论功率与所述目标功率P_w的第一差量。

识别单元用于将所述第一差量小于所述最小单位功率P₁的热负载组合中，对应的差量最小的热负载组合识别为所述第一热负载组合，并将所述第一热负载组合的理论功率P_s1进行存储。

本发明实施例提供的一种热负载及其恒功率调节装置，通过获取预设的目标功率P_w和单步调整功率阈值P_g，以及上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′；确定所有热负载组合中理论功率与目标功率P_w的第一差量小于最小单位功率P₁，且第一差量最小的第一热负载组合；若当前热负载的实际功率P_c与目标功率P_w的第二差量P_d大于或等于单步调整功率阈值P_g，且第一热负载组合的理论功率P_s1与理论功率P_s′不相等，则控制第一热负载组合中的所有电热元件各自对应的控制开关导通，控制除第一热负载组合之外的其他电热元件各自对应的控制开关关断，从而能够减小热负载的输出功率与目标功率之间的误差，使热负载时刻保持目标功率输出。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的步骤或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤，而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种热负载的恒功率调节方法，其特征在于，所述热负载包n个控制开关和n个电热元件；每个所述电热元件与一个所述控制开关串联后并联至输入电源的两端，所述控制开关的控制端接收关断控制信号；所述n个电热元件中第1个所述电热元件的理论功率为最小单位功率P₁，第i个所述电热元件的理论功率为P_i，P_i是P₁的整数倍，2≤i≤n；所述热负载的总理论功率为在所述热负载的恒功率调节过程中，对所述热负载进行至少一轮功率调节，所述热负载的恒功率调节方法包括：

获取预设的热负载的目标功率P_w和单步调整功率阈值P_g，以及上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′；其中，0≤P_w≤P_t，P₁＜P_g≤P_t，0≤P_s′≤P_t；

确定所有热负载组合中，所述热负载组合的理论功率与所述目标功率P_w的第一差量小于所述最小单位功率P₁，且对应的第一差量最小的第一热负载组合；其中，所述热负载组合由任意至少一个所述电热元件组合得到；

计算当前所述热负载的实际功率P_c与所述目标功率P_w的第二差量P_d；

若所述第二差量P_d大于或等于所述单步调整功率阈值P_g，且所述第一热负载组合的理论功率P_s1与所述上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′不相等，则控制所述第一热负载组合中的所有电热元件各自对应的控制开关导通，控制除所述第一热负载组合之外的其他电热元件各自对应的控制开关关断，并进入下一轮功率调节。

2.如权利要求1所述的热负载的恒功率调节方法，其特征在于，所述热负载的恒功率调节方法还包括：

若所述第二差量P_d大于或等于所述单步调整功率阈值P_g，且所述第一热负载组合的理论功率P_s1与所述上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′相等，或者若所述第二差量P_d小于所述单步调整功率阈值P_g，则根据当前所述热负载的实际功率P_c与所述目标功率P_w的大小关系、所述第一热负载组合的理论功率P_s1及所述单步调整功率阈值P_g计算第二热负载组合的理论功率P_s2；

根据所述第二热负载组合的理论功率P_s2确定所述第二热负载组合所包含的电热元件，并控制所述第二热负载组合中的所有电热元件各自对应的控制开关导通，控制除所述第二热负载组合之外的其他电热元件各自对应的控制开关关断，且进入下一轮功率调节。

3.如权利要求2所述的热负载的恒功率调节方法，其特征在于，所述若所述第二差量P_d大于或等于所述单步调整功率阈值P_g，且所述第一热负载组合的理论功率P_s1与所述上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′相等，或者若所述第二差量P_d小于所述单步调整功率阈值P_g，则根据当前所述热负载的实际功率P_c与所述目标功率P_w的大小关系、所述第一热负载组合的理论功率P_s1及所述单步调整功率阈值P_g确定第二热负载组合的理论功率P_s2包括：

若所述第二差量P_d大于或等于所述单步调整功率阈值P_g，且所述第一热负载组合的理论功率P_s1与所述上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′相等，或者若所述第二差量P_d小于所述单步调整功率阈值P_g，则检测并计算当前所述热负载的实际功率P_c；

若当前所述热负载的实际功率P_c大于所述目标功率P_w，则用所述第一热负载组合的理论功率P_s1减去所述单步调整功率阈值P_g得到第二热负载组合的理论功率P_s2；

若当前所述热负载的实际功率P_c小于所述目标功率P_w，则用所述第一热负载组合的理论功率P_s1加上所述单步调整功率阈值P_g得到第二热负载组合的理论功率P_s2。

4.如权利要求1所述的热负载的恒功率调节方法，其特征在于，所述确定所有热负载组合中，热负载组合的理论功率与所述目标功率P_w的第一差量小于所述最小单位功率P₁，且对应的第一差量最小的第一热负载组合包括：

计算由任意至少一个所述电热元件组合得到的所有热负载组合的理论功率；

计算所述所有热负载组合的理论功率与所述目标功率P_w的第一差量；

将所述第一差量小于所述最小单位功率P₁的热负载组合中，对应的差量最小的热负载组合识别为所述第一热负载组合，并将所述第一热负载组合的理论功率P_s1进行存储。

5.一种热负载的恒功率调节装置，其特征在于，所述热负载包n个控制开关和n个电热元件；每个所述电热元件与一个所述控制开关串联后并联至输入电源的两端，所述控制开关的控制端接收关断控制信号；所述n个电热元件中第1个所述电热元件的理论功率为最小单位功率P₁，第i个所述电热元件的理论功率为P_i，P_i是P₁的整数倍，2≤i≤n；所述热负载的总理论功率为在所述热负载的恒功率调节过程中，对所述热负载进行至少一轮功率调节，所述热负载的恒功率调节装置包括：

获取模块，用于获取预设的热负载的目标功率P_w和单步调整功率阈值P_g，以及上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′；其中，0≤P_w≤P_t，P₁<P_g≤P_t，0≤P_s′≤P_t；

第一确定模块，用于确定所有热负载组合中，所述热负载组合的理论功率与所述目标功率P_w的第一差量小于所述最小单位功率P₁，且对应的第一差量最小的第一热负载组合；其中，所述热负载组合由任意至少一个所述电热元件组合得到；

第一计算模块，用于计算当前所述热负载的实际功率P_c与所述目标功率P_w的第二差量P_d；

控制模块，用于若所述第二差量P_d大于或等于所述单步调整功率阈值P_g，且所述第一热负载组合的理论功率P_s1与所述上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′不相等，则控制所述第一热负载组合中的所有电热元件各自对应的控制开关导通，控制除所述第一热负载组合之外的其他电热元件各自对应的控制开关关断，并进入下一轮功率调节。

6.如权利要求5所述的热负载的恒功率调节装置，其特征在于，所述热负载的恒功率调节装置还包括：

第二计算模块，用于若所述第二差量P_d大于或等于所述单步调整功率阈值P_g，且所述第一热负载组合的理论功率P_s1与所述上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′相等，或者若所述第二差量P_d小于所述单步调整功率阈值P_g，则根据当前所述热负载的实际功率P_c与所述目标功率P_w的大小关系、所述第一热负载组合的理论功率P_s1及所述单步调整功率阈值P_g计算第二热负载组合的理论功率P_s2；

所述控制模块还用于根据所述第二热负载组合的理论功率P_s2确定所述第二热负载组合所包含的电热元件，并控制所述第二热负载组合中的所有电热元件各自对应的控制开关导通，控制除所述第二热负载组合之外的其他电热元件各自对应的控制开关关断，且进入下一轮功率调节。

7.如权利要求6所述的热负载的恒功率调节装置，其特征在于，所述第二计算模块包括：

实际功率计算单元，用于若所述第二差量P_d大于或等于所述单步调整功率阈值P_g，且所述第一热负载组合的理论功率P_s1与所述上一轮功率调节对应的热负载的理论功率P_s′相等，或者若所述第二差量P_d小于所述单步调整功率阈值P_g，则检测并计算当前所述热负载的实际功率P_c；

第一理论功率计算单元，用于若当前所述热负载的实际功率P_c大于所述目标功率P_w，则用所述第一热负载组合的理论功率P_s1减去所述单步调整功率阈值P_g得到第二热负载组合的理论功率P_s2；

所述第一理论功率计算单元还用于若当前所述热负载的实际功率P_c小于所述目标功率P_w，则用所述第一热负载组合的理论功率P_s1加上所述单步调整功率阈值P_g得到第二热负载组合的理论功率P_s2。

8.如权利要求5所述的热负载的恒功率调节装置，其特征在于，所述第一确定模块包括：

第二理论功率计算单元，用于计算由任意至少一个所述电热元件组合得到的所有热负载组合的理论功率；

差量计算单元，用于计算所述所有热负载组合的理论功率与所述目标功率P_w的第一差量；

识别单元，用于将所述第一差量小于所述最小单位功率P₁的热负载组合中，对应的差量最小的热负载组合识别为所述第一热负载组合，并将所述第一热负载组合的理论功率P_s1进行存储。

9.一种热负载，其特征在于，所述热负载包n个控制开关、n个电热元件及如权利要求5至8任一项所述的热负载的恒功率调节装置；

每个所述电热元件与一个所述控制开关串联后并联至输入电源的两端，所述恒功率调节装置的n个输出端分别与所述n个控制开关的控制端连接，用于输出关断控制信号以控制所述n个控制开关的导通或关断。