一种大功率臭氧发生器电源的控制系统及控制方法
阅读说明：本技术 一种大功率臭氧发生器电源的控制系统及控制方法 (control system and control method for power supply of high-power ozone generator ) 是由 陈纪援 陈少梅 刘高斌 张原� 林春源 王建春 于 2019-10-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种大功率臭氧发生器电源的控制系统及控制方法,系统包括：N个氧气流量计、N个臭氧浓度仪、N个功率计、N个臭氧电源和一个上位机,上位机获取臭氧发生区域的出气口处的氧气流量和臭氧浓度,以及臭氧电源的输出功率。本发明根据各个臭氧发生区域的功率点附近的灵敏度来调节各个臭氧发生区域的功率,对灵敏度高的点(意味着电能效率更高)分配更多的功率,反之,对灵敏度低的点(意味着电能效率更低)削减其功率,也就是说,本发明根据臭氧发生区域内臭氧放电管的电能利用率不同,相对应的调整臭氧发生区域对应的臭氧电源的功率,从而提高臭氧发生器的整体电能利用率,降低运行成本,实现节能降耗。(The invention discloses a control system and a control method of high-power ozone generator power supplies, wherein the system comprises N oxygen flowmeters, N ozone concentration meters, N power meters, N ozone power supplies and upper computers, wherein the upper computers acquire oxygen flow and ozone concentration at an air outlet of an ozone generation area and output power of the ozone power supplies.)
技术领域
本发明涉及臭氧发生器技术领域，更具体的说，涉及一种大功率臭氧发生器电源的控制系统及方法。
背景技术
臭氧发生器通常指氧气或空气通过介质阻挡放电方式产生臭氧的装置，其利用交变高压电场使含氧气体产生电晕放电，电晕中的高能自由电子电离氧分子并使其中的一些分子聚合成臭氧分子。在实际应用中，通过改变施加在臭氧放电管上的电压大小，来调节施加在臭氧放电管中各臭氧放电管电阻上的有功功率，达到控制放电管臭氧产量的目的。
臭氧发生器的供电方式一般有两种：1)单一电源供电(参见图1)，即臭氧发生器的全部臭氧放电管在电气上并联在一块，统一由一个臭氧电源供电；2)多电源供电(参见图2)，即将臭氧发生器的臭氧放电管分成若干部分；每部分的臭氧放电管在电气上并联，形成一个独立的电气单元，每个电气单元采用一个臭氧电源进行供电。其中，每一个独立的电气单元对应一个臭氧电源，各个臭氧电源互不依赖其它电源独立工作。
单一电源供电方式的优点为：电气结构简约，控制相对简单，占地少，成本低，但也存在以下缺点和技术困难：
1、存在大功率高频交流电源制造瓶颈。具体的，当臭氧发生器每小时几百公斤臭氧产量，其电功率达到MW(兆瓦)级别时，采用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)模块作为开关器件的高频交流电源(开关频率在5kHz以上)，受IGBT器件性能的限制，无论是设计还是制造，都是非常困难的，甚至是无法实现的。目前国内有2MW级别的基于IGBT模块的单一电源产品，但其工作频率只能达到几百赫兹，称不上高频。
2、影响臭氧发生器的工作可靠性。由于单一电源供电方式是将成百上千根臭氧放电管在电气上并联，因此，如果有一根或多根臭氧放电管的电气间隙变小或绝缘击穿，将导致所有臭氧放电管的电压无法升高，这将制约臭氧的产量，极大地影响臭氧发生器工作的可靠性。
3、无法最大程度地有效利用电能。尽管各臭氧放电管具有相同的设计，理论上，各臭氧放电管的等效电气参数相同。但是由于制造公差、气体、温度等参数的分布不均以及动态变化，会使这些电气参数出现偏差，导致各臭氧放电管的电能利用效率不同。单一供电的臭氧发生器由于其全部的臭氧放电管在电气上是并联的，因此无法采用优化控制的手段去调整、挖掘特定部分或局部的臭氧放电管的电能利用效率，结果往往是在同样的臭氧产量下要耗费更多的电能。
虽然多电源供电方式可以解决单一电源供电方式存在的上述问题，但是，在实际应用中，每根臭氧放电管的情况彼此不完全相同，从电能利用率(即臭氧产量对消耗的电能功率的变化率)的角度来看，不仅每根臭氧放电管的电能利用率不同，而且电能利用率还是动态变化的。然而，传统的多电源供电方式中，各个电气单元对应的臭氧电源的电压是相同的，因此，对于由臭氧放电管组成的臭氧发生器而言，臭氧发生器的整体电能利用率不高。
发明内容
有鉴于此，本发明公开一种大功率臭氧发生器电源的控制系统及控制方法，以实现根据臭氧发生区域内臭氧放电管的电能利用率不同，相对应的调整臭氧发生区域对应的臭氧电源的功率，从而提高臭氧发生器的整体电能利用率，降低运行成本，实现节能降耗。
一种大功率臭氧发生器电源的控制系统，包括：N个氧气流量计、N个臭氧浓度仪、N个功率计、N个臭氧电源和一个上位机，N为大于1的正整数；
每个所述氧气流量计安装在臭氧发生器的一个臭氧发生区域的出气口上，用于采集相对应的出气口处的氧气流量，其中，所述臭氧发生器的发生室按照预设区域划分原则，划分成N个臭氧发生区域，各个所述臭氧发生区域内的臭氧放电管在电气上并联连接，各个所述臭氧发生区域之间在电气上绝缘，且各个所述臭氧发生区域的出气口彼此独立，每一个所述臭氧电源只负责一个所述臭氧发生区域的供电，且各个所述臭氧电源之间相互独立；
每个所述臭氧浓度仪安装在所述臭氧发生器的一个臭氧发生区域的出气口上，用于采集相对应的出气口处的臭氧浓度；
每个所述功率计安装在一个所述臭氧电源上，用于读取相对应的臭氧电源的输出功率；
所述上位机分别与每个所述氧气流量计、每个所述臭氧浓度仪、每个所述功率计和每个所述臭氧电源连接，所述上位机用于采集每个所述臭氧电源的所述输出功率，以及每个所述臭氧发生区域的出气口处的氧气流量和臭氧浓度，根据同一个所述臭氧发生区域的氧气流量和臭氧浓度得到该臭氧发生区域的臭氧产量；当所述臭氧发生器开始工作时，设置各个所述臭氧发生区域的功率为该臭氧发生区域的最大允许功率；获取各个所述臭氧发生区域的初始臭氧产量，并将各个所述臭氧发生区域的初始臭氧产量相加，计算得到所述臭氧发生器的初始实际臭氧总产量；判断所述初始实际臭氧总产量是否小于第一预设臭氧总产量，所述第一预设臭氧总产量为：目标臭氧总产量与允许误差的差值，所述允许误差为：实际臭氧总产量和所述目标臭氧总产量的允许误差；如果否，则设置各个所述臭氧发生区域的功率为当前功率与功率调整步长的差值；当所述臭氧发生器工作预设时间段后，获取各个所述臭氧发生区域的当前臭氧产量，并将各个所述臭氧发生区域的当前臭氧产量相加，计算得到所述臭氧发生器的当前实际臭氧总产量；计算各个所述臭氧发生区域的灵敏度，所述灵敏度为：同一臭氧发生区域在所述预设时间段内的产量差值与功率调整步长的商，所述产量差值为：同一臭氧发生区域的当前臭氧产量和初始臭氧产量的产量差值；判断所述当前实际臭氧总产量是否大于第二预设臭氧总产量，所述第二预设臭氧总产量为：所述目标臭氧总产量与所述允许误差的和；如果是，则控制灵敏度最小的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率减小；如果否，则控制灵敏度最大的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率增加。
可选的，所述臭氧电源通过以太网或RS-485串行口与所述上位机连接。
一种大功率臭氧发生器电源的控制方法，所述控制方法应用于权利要求1所述的控制系统中的上位机，所述控制方法包括：
当所述臭氧发生器开始工作时，设置各个所述臭氧发生区域的功率为该臭氧发生区域的最大允许功率；
获取各个所述臭氧发生区域的初始臭氧产量，并将各个所述臭氧发生区域的初始臭氧产量相加，计算得到所述臭氧发生器的初始实际臭氧总产量；
判断所述初始实际臭氧总产量是否小于第一预设臭氧总产量，所述第一预设臭氧总产量为：目标臭氧总产量与允许误差的差值，所述允许误差为：实际臭氧总产量和所述目标臭氧总产量的允许误差；
如果否，则设置各个所述臭氧发生区域的功率为当前功率与功率调整步长的差值；
当所述臭氧发生器工作预设时间段后，获取各个所述臭氧发生区域的当前臭氧产量，并将各个所述臭氧发生区域的当前臭氧产量相加，计算得到所述臭氧发生器的当前实际臭氧总产量；
计算各个所述臭氧发生区域的灵敏度，所述灵敏度为：同一臭氧发生区域在所述预设时间段内的产量差值与功率调整步长的商，所述产量差值为：同一臭氧发生区域的当前臭氧产量和初始臭氧产量的产量差值；
判断所述当前实际臭氧总产量是否大于第二预设臭氧总产量，所述第二预设臭氧总产量为：所述目标臭氧总产量与所述允许误差的和；
如果是，则控制灵敏度最小的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率减小；
如果否，则控制灵敏度最大的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率增加。
可选的，所述控制灵敏度最小的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率减小，具体包括：
判断所述灵敏度最小的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率与所述功率调整步长的差值，是否小于灵敏度最小的臭氧发生区域对应的臭氧电源的最小允许功率；
如果是，则控制所述灵敏度最小的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率减小至所述最小允许功率；
如果否，则控制所述灵敏度最小的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率减小所述功率调整步长。
可选的，所述控制灵敏度最大的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率增加，具体包括：
判断所述灵敏度最大的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率与所述功率调整步长的差值，是否大于所述灵敏度最大的臭氧发生区域对应的臭氧电源的最大允许功率；
如果是，则控制所述灵敏度最大的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率增加至所述最大允许功率；
如果否，则控制所述灵敏度最大的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率增加所述功率调整步长。
可选的，在所述控制灵敏度最大的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率增加之前，还包括：
判断所述当前实际臭氧总产量是否小于所述第一预设臭氧总产量；
如果是，则控制灵敏度最大的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率增加；
如果否，则返回步骤所述当所述臭氧发生器工作预设时间段后，获取各个所述臭氧发生区域的当前臭氧产量，并将各个所述臭氧发生区域的当前臭氧产量相加，计算得到所述臭氧发生器的当前实际臭氧总产量。
可选的，还包括：
在预设延时时间后，将各个所述臭氧发生区域的当前臭氧产量作为初始臭氧产量，并返回执行步骤在臭氧发生器工作预设时间段后，继续获取各个臭氧发生区域的臭氧产量，以对臭氧电源进行控制。
从上述的技术方案可知，本发明公开了一种大功率臭氧发生器电源的控制系统及控制方法，包括：N个氧气流量计、N个臭氧浓度仪、N个功率计、N个臭氧电源和一个上位机，上位机获取氧气流量计采集的臭氧发生区域的出气口处的氧气流量，臭氧浓度仪采集的臭氧发生区域的臭氧浓度，以及功率计读取相对应的臭氧电源的输出功率，根据同一个臭氧发生区域的氧气流量和臭氧浓度得到该臭氧发生区域的臭氧产量；将获取的各个臭氧发生区域的初始臭氧产量相加，计算得到臭氧发生器的初始实际臭氧总产量，当初始实际臭氧总产量不小于第一预设臭氧总产量时，设置各个臭氧发生区域的功率为当前功率与功率调整步长的差值，当臭氧发生器工作预设时间段后，将获取的各个臭氧发生区域的当前臭氧产量相加，计算得到臭氧发生器的当前实际臭氧总产量，计算各个臭氧发生区域的灵敏度，灵敏度为：同一臭氧发生区域在预设时间段内的产量差值与功率调整步长的商，判断当前实际臭氧总产量是否大于第二预设臭氧总产量，如果是，则控制灵敏度最小的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率减小；如果否，则控制灵敏度最大的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率增加。本发明根据各个臭氧发生区域的功率点附近的灵敏度来调节各个臭氧发生区域的功率，对灵敏度高的点(意味着电能效率更高)分配更多的功率，反之，对灵敏度低的点(意味着电能效率更低)削减其功率，也就是说，本发明根据臭氧发生区域内臭氧放电管的电能利用率不同，相对应的调整臭氧发生区域对应的臭氧电源的功率，从而提高臭氧发生器的整体电能利用率，降低运行成本，实现节能降耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据公开的附图获得其他的附图。
图1为臭氧发生器单一电源供电方式示意图；
图2为臭氧发生器多电源供电方式示意图；
图3为介质阻挡放电臭氧发生机理示意图；
图4为臭氧发生器的臭氧放电管的电路等效模型电路图；
图5为谐振电路示意图；
图6为主流臭氧电源电路拓扑图；
图7为某20kg/h(每小时产20kg臭氧)臭氧发生器的臭氧产量和施加在臭氧发生器上的有功功率的对应关系曲线图；
图8为氧气流量对臭氧产量的影响曲线图；
图9为本发明一实施例公开的一种大功率臭氧发生器电源的控制系统的结构示意图；
图10(a)为本发明一实施例公开的一种臭氧发生区域的划分方式示意图；
图10(b)为本发明一实施例公开的另一种臭氧发生区域的划分方式示意图；
图10(c)为本发明一实施例公开的另一种臭氧发生区域的划分方式示意图；
图11为本发明一实施例公开的一种大功率臭氧发生器电源的控制方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为方便理解本发明所要保护的技术方案，下面对本发明的技术背景进行说明，如下：
目前，在国内外实际工程中，介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge，简称DBD)是臭氧工业化生产的主要方法。参见图3所示的介质阻挡放电臭氧发生机理示意图，DBD是在放电空间***绝缘介质的一种气体放电。DBD型臭氧发生器生成臭氧的机理为：通过在电极上施加交变电压，在绝缘介质和放电气隙间形成电场，由于放电气隙很窄，电场的强度很大，当氧气通过放电气隙时，氧分子在电场能量的作用下发生电离，形成游离态的氧原子，然后这些游离态的氧原子和氧分子重新结合，形成臭氧。其变化过程可用如下方程式表示:
e-+O2->2O+e-；
O+O2+M->O3+M。
一台大功率臭氧发生器的发生室由很多的臭氧放电管组成，比较典型的大功率臭氧发生器有几千根臭氧放电管。当施加在臭氧放电管上的电压的频率足够高时，从电路的角度看，臭氧放电管可等效为一个等效电容C和一个等效电阻R并联，具体参见图4所示的臭氧发生器的臭氧放电管的电路等效模型电路图。
目前，臭氧电源大都采用串联一个电感构成谐振电路，参见图5所示的谐振电路示意图，谐振电路包括：交流电压源、电感L、电压V、电容C和电阻R，一般是施加方波交流电压。将该方波交流电压的工作频率调整在谐振频率附近，然后微调频率和/或占空比来改变施加在臭氧放电管上的电压V大小，从而调节施加在各臭氧放电管电阻R上的有功功率(等于V2/R)，达到控制放电管臭氧产量的目的。主流的臭氧发生器电源技术采用H全桥逆变电路，开关器件一般采用IGBT。电网的50Hz的工频交流整流成直流后，经过逆变器转变成高频方波加在高频变压器上，高频变压器的输出串联一个电抗器(电感)接到臭氧发生器的玻璃管腔室上。其中，高频变压器的作用一是升高电压，二是起隔离作用，具体参见图6所示的主流臭氧电源电路拓扑图。
一般来说，施加在臭氧放电管上的功率越大，该臭氧放电管的臭氧产量越大。参见图7所示的某20kg/h(每小时产20kg臭氧)臭氧发生器的臭氧产量和施加在臭氧发生器上的有功功率的对应关系曲线图，曲线的横坐标是施加在臭氧发生器上的有功功率(单位kW)，纵坐标是每小时的臭氧产量(单位kg)。显而易见，臭氧产量的变化随功率变化是呈非线性的，随着功率的增加臭氧产量也会逐渐增加，但当功率继续增加到某个程度时，产量基本不再增加，进入了所谓的“饱和”状态。另外，从图7中可以看到，在不同功率点下，虽然功率增量相同，但其臭氧产量增量并不相同，甚至可能会相差很大。参见图7，虽然在功率点P＝100和功率点P＝200的ΔP都等于50，但ΔOUT1＝5.5远大于ΔOUT2＝1。ΔOUT1/ΔP＝0.11而ΔOut2/ΔP＝0.02。用导数的概念来说明的话，即d(OUT)/dP在P＝100点的导数比在P＝200点的大得多。也就是说，在不同功率点下，功率的增大/减少对产量变化的影响是不一样的。不仅如此，臭氧发生器的运行工况并非恒定不变，如气压、流量、气源水分、温度、放电电压等也会改变的，这将导致产量-功率曲线也随之改变，即在任一功率点下，产量对功率的导数不是恒定的，是实时动态变化的，虽然这个变化过程比较缓慢。
另外，臭氧产量除了与施加在臭氧放电管上的功率相关外，还与氧气流量、氧气浓度、臭氧放电管温度、气源的水分含量及杂质，以及臭氧放电管管壁的清洁程度等。图8中示出了氧气流量对臭氧产量的影响曲线图。然而，这些因素往往都是动态变化的，并且，每根臭氧放电管的情况彼此不完全相同，从电能利用率(即臭氧产量对消耗的电能功率的变化率)的角度来看，不但每根臭氧放电管是不同的，而且是动态变化的。这意味着，对于由臭氧放电管组成的臭氧发生器而言，存在者最大限度的提高整体电能利用效率的可能。
制备臭氧通常需要大量的电能。对于以氧气为气源的臭氧发生器，生产1kg臭氧大约消耗8kWh电能，生产1kg臭氧大约消耗14kWh电能，而有些工业行业，如污水处理，常常需要用到几百kg/h的臭氧发生器。因此，如何提高臭氧发生器的电能利用率，即降低每公斤臭氧产量所消耗的电能具有重要的意义和巨大的经济效益。
现有的多电源供电方式的臭氧发生器，主要从臭氧发生器的本体设计、制造角度考虑如何提升电能利用率，例如，如何使氧气分布更均匀，冷却水如何均匀散热，如何控制气源中的水分和杂质，如何提高加工精度从而保证管子的放电电压达到设计要求等，缺乏从电源的控制方式上去寻求优化措施。
至今为止，在臭氧发生器技术领域中，并没有在保证大功率臭氧发生器系统正常运行的前提下，实现大功率臭氧发生器的电源优化控制，以提高臭氧发生器的整体电能利用率，从而降低运行成本，实现节能降耗。
基于此，本发明实施例公开了一种大功率臭氧发生器电源的控制系统及控制方法，包括：N个氧气流量计、N个臭氧浓度仪、N个功率计、N个臭氧电源和一个上位机，上位机获取氧气流量计采集的臭氧发生区域的出气口处的氧气流量，臭氧浓度仪采集的臭氧发生区域的臭氧浓度，以及功率计读取相对应的臭氧电源的输出功率，根据同一个臭氧发生区域的氧气流量和臭氧浓度得到该臭氧发生区域的臭氧产量；将获取的各个臭氧发生区域的初始臭氧产量相加，计算得到臭氧发生器的初始实际臭氧总产量，当初始实际臭氧总产量不小于第一预设臭氧总产量时，设置各个臭氧发生区域的功率为当前功率与功率调整步长的差值，当臭氧发生器工作预设时间段后，将获取的各个臭氧发生区域的当前臭氧产量相加，计算得到臭氧发生器的当前实际臭氧总产量，计算各个臭氧发生区域的灵敏度，灵敏度为：同一臭氧发生区域在预设时间段内的产量差值与功率调整步长的商，判断当前实际臭氧总产量是否大于第二预设臭氧总产量，如果是，则控制灵敏度最小的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率减小；如果否，则控制灵敏度最大的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率增加。本发明根据各个臭氧发生区域的功率点附近的灵敏度来调节各个臭氧发生区域的功率，对灵敏度高的点(意味着电能效率更高)分配更多的功率，反之，对灵敏度低的点(意味着电能效率更低)削减其功率，也就是说，本发明根据臭氧发生区域内臭氧放电管的电能利用率不同，相对应的调整臭氧发生区域对应的臭氧电源的功率，从而提高臭氧发生器的整体电能利用率，降低运行成本，实现节能降耗。
另外，在整个功率调节过程中，并未考虑臭氧发生区域的臭氧产量和施加在该臭氧发生区域上的有功功率的对应关系曲线，也未考虑调节的功率点在曲线的位置，整个过程都是按照当前功率点附件的曲线变化率来调节，也是动态调整的，因此，可以实现根据功率点的不同和/或曲线的变化而对大功率臭氧发生器电源进行自动调节。
需要特别说明的是，本发明公开的大功率臭氧发生器电源的控制方法，是建立在臭氧发生器的臭氧产量和施加在臭氧发生器上的有功功率的对应关系曲线，具有如下特性的基础上的：
1)、臭氧发生器的臭氧产量和施加在臭氧发生器上的有功功率的对应关系曲线的变化率(导数)，随着有功功率的增加逐步减小，当有功功率增大到一定程度后，臭氧产量几乎不在增加，即进入所谓的“饱和”状态。
参见图7，当有功功率(以下用P表示)从P＝100变化到P＝150时，功率增量ΔP＝50，臭氧产量(以下用OUT表示)OUT从11.5变化到16，臭氧产量增量ΔOUT1＝5.5；而当有功功率从P＝200变化到P＝250时，ΔP同样为50，但ΔOUT2＝1，远远小于ΔOUT1，即ΔOUT2<<ΔOUT1，这种特性我们称之为饱和特性。事实上，对应曲线的变化率(产量OUT对有功功率的导数)d(OUT)/dP，或者近似值ΔOUT/ΔP就是臭氧发生器的电能利用效率，电能利用效率越大，表示单位有功功率下的臭氧产量越高，换言之，在同等的臭氧产量下，电能消耗越小。为叙述方便，以下将ΔOUT/ΔP定义为灵敏度，也即，灵敏度为：在预设时间段内，臭氧产量的变换量与施加在臭氧发生器上的有功功率的变化量的比值。
2)、臭氧发生器的臭氧产量和施加在臭氧发生器上的有功功率的对应关系曲线受制于多种因素，在实际运行中是动态变化的。图7显示了不同的氧气流量对臭氧产量的影响。不仅包含臭氧流量，其它很多因素也会对曲线产生影响。除此之外，各个放电管区域的臭氧发生器的臭氧产量和施加在臭氧发生器上的有功功率的对应关系曲线也不尽相同，但形状和图7中的类似。
概括地说，臭氧发生器的臭氧产量和施加在臭氧发生器上的有功功率的对应关系曲线随着变量P的增加，灵敏度ΔOUT/ΔP趋于零；对某个特定P，不同放电管区域的灵敏度是不同的；即使在同一个放电管区域内，随着臭氧发生器工况的变化，某个特定P点上的灵敏度也是变化的。
本发明公开的大功率臭氧发生器电源的控制方法的核心思想是“效率优先”，具体为：当需要增加臭氧发生器的有功功率时，选择灵敏度最大的放电管区域增加，当需要减小功率时，选择灵敏度最小的放电管区域减小，其余的功率保持不变。
例如，当臭氧发生器的总产量ΣOut小于预设约束条件OSet时，臭氧电源增大功率输出ΔP，该增大的功率输出ΔP用于施加在灵敏度最大的放电管区域，而其它的放电管区域的有功功率保持不变。当臭氧发生器的总产量ΣOut大于预设约束条件OSet时，臭氧电源减小功率输出ΔP，该减小功率ΔP选择灵敏度最小的放电管区域来减小，其它放电管区域的功率保持不变，也即，臭氧电源向灵敏度最小的放电管区域的输出功率减小ΔP。如此不断调节，当各个放电管区域的功率分配稳定后，各个放电管区域的电源工作点就是各放电管区域针对当前的运行条件能够达到的电能利用率最大的点，使得臭氧发生器在整体层面上电能利用率最高，即处在最节能的状态，也就达到了优化的目的。在功率分配过程中，只需要计算各个放电管区域的当前灵敏度，而不需要预先求得各个放电管区域的目标函数。只要功率增量ΔP不过大，则在功率调节过程中，臭氧产量将不会出现大的波动，从而使得整个搜索过程稳定和平滑。
本发明正是基于臭氧发生器在运行过程中，臭氧产量和施加在臭氧发生器上的有功功率的对应关系曲线的非线性饱和，以及实时动态变化两个特性，实现臭氧发生器的整体电能利用率的最大化。
还需要说明的是，在本发明中，目标函数就是各臭氧发生区域的臭氧产量Outi和各臭氧发生区域的功率Pi的函数关系：Outi＝fi(Pi)，也即图6所示的曲线，且但这些曲线是动态变化的，即随着工况及臭氧发生器状况的不同而不同。
参见图9，本发明一实施例公开的一种大功率臭氧发生器电源的控制系统的结构示意图，所述控制系统包括：N个氧气流量计11、N个臭氧浓度仪12、N个功率计13、N个臭氧电源14和一个上位机15，N为大于1的正整数，N的取值由臭氧发生器的大小及抽放放电管的数量而定，一般为2～4。
其中：
每个所述氧气流量计11安装在臭氧发生器的一个臭氧发生区域的出气口上，用于采集相对应的出气口处的氧气流量。
所述臭氧发生器的发生室按照预设区域划分原则，划分成N个臭氧发生区域，各个所述臭氧发生区域内的臭氧放电管在电气上并联连接，各个所述臭氧发生区域之间在电气上绝缘，且各个所述臭氧发生区域的出气口彼此独立，每一个所述臭氧电源只负责一个所述臭氧发生区域的供电，且各个所述臭氧电源之间相互独立。
需要说明的是，在实际应用中，每个臭氧电源的主要器件有：整流二极管；滤波电容器、IGBT组件、高频变压器和高频电抗器等，具体可参见现有成熟方案，此处不再赘述。另外，每个臭氧电源还包含一个功能齐全的独立控制系统。
各个臭氧发生区域的出气口彼此独立，可以便于测量和计算各个臭氧发生区域的实时臭氧产量。
预设区域划分原则可以为：温度分布接近，或是，氧气浓度接近，以便于臭氧放电管在电气上连接，等等，具体依据实际需要而定，本发明在此不做限定。
比如，图10(a)、图10(b)和图10(c)示出了三种臭氧发生区域的划分方式，每种方式均是将臭氧发生器的发生室划分成3个臭氧发生区域，分别为：区域1、区域2和区域3。
每个所述臭氧浓度仪12安装在所述臭氧发生器的一个臭氧发生区域的出气口上，用于采集相对应的出气口处的臭氧浓度。
每个所述功率计13安装在一个所述臭氧电源14上，用于读取相对应的臭氧电源14的输出功率。
所述上位机15分别与每个所述氧气流量计11、每个所述臭氧浓度仪12、每个所述功率计13和每个所述臭氧电源14连接，所述上位机15用于采集每个所述臭氧电源14的所述输出功率，以及每个所述臭氧发生区域的出气口处的氧气流量和臭氧浓度，根据同一个所述臭氧发生区域的氧气流量和臭氧浓度得到该臭氧发生区域的臭氧产量；当所述臭氧发生器开始工作时，设置各个所述臭氧发生区域的功率为该臭氧发生区域的最大允许功率；获取各个所述臭氧发生区域的初始臭氧产量，并将各个所述臭氧发生区域的初始臭氧产量相加，计算得到所述臭氧发生器的初始实际臭氧总产量；判断所述初始实际臭氧总产量是否小于第一预设臭氧总产量，所述第一预设臭氧总产量为：目标臭氧总产量与允许误差的差值，所述允许误差为：实际臭氧总产量和所述目标臭氧总产量的允许误差；如果否，则设置各个所述臭氧发生区域的功率为当前功率与功率调整步长的差值；当所述臭氧发生器工作预设时间段后，获取各个所述臭氧发生区域的当前臭氧产量，并将各个所述臭氧发生区域的当前臭氧产量相加，计算得到所述臭氧发生器的当前实际臭氧总产量；计算各个所述臭氧发生区域的灵敏度，所述灵敏度为：同一臭氧发生区域在所述预设时间段内的产量差值与功率调整步长的商，所述产量差值为：同一臭氧发生区域的当前臭氧产量和初始臭氧产量的产量差值；判断所述当前实际臭氧总产量是否大于第二预设臭氧总产量，所述第二预设臭氧总产量为：所述目标臭氧总产量与所述允许误差的和；如果是，则控制灵敏度最小的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率减小；如果否，则控制灵敏度最大的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率增加。
需要说明的是，本发明中，N个氧气流量计11、N个臭氧浓度仪12、N个功率计13、N个臭氧电源14和一个上位机15构成一个控制网络。
可选的，臭氧电源14通过以太网或RS-485串行口与上位机15连接。
上位机15可以为工业PC机，或是具有强大计算能力的PLC(Programmable LogicController，可编程逻辑控制器)。
其中，氧气流量计11、臭氧浓度仪12和功率计13向上位机15输出的信号可以是模拟量(如4-20mA信号)，也可以是数字量(如MODBUS通讯协议)。
综上可知，本发明公开的大功率臭氧发生器电源的控制系统，包括：N个氧气流量计、N个臭氧浓度仪、N个功率计、N个臭氧电源和一个上位机，上位机获取氧气流量计采集的臭氧发生区域的出气口处的氧气流量，臭氧浓度仪采集的臭氧发生区域的臭氧浓度，以及功率计读取相对应的臭氧电源的输出功率，根据同一个臭氧发生区域的氧气流量和臭氧浓度得到该臭氧发生区域的臭氧产量；将获取的各个臭氧发生区域的初始臭氧产量相加，计算得到臭氧发生器的初始实际臭氧总产量，当初始实际臭氧总产量不小于第一预设臭氧总产量时，设置各个臭氧发生区域的功率为当前功率与功率调整步长的差值，当臭氧发生器工作预设时间段后，将获取的各个臭氧发生区域的当前臭氧产量相加，计算得到臭氧发生器的当前实际臭氧总产量，计算各个臭氧发生区域的灵敏度，灵敏度为：同一臭氧发生区域在预设时间段内的产量差值与功率调整步长的商，判断当前实际臭氧总产量是否大于第二预设臭氧总产量，如果是，则控制灵敏度最小的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率减小；如果否，则控制灵敏度最大的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率增加。本发明根据各个臭氧发生区域的功率点附近的灵敏度来调节各个臭氧发生区域的功率，对灵敏度高的点(意味着电能效率更高)分配更多的功率，反之，对灵敏度低的点(意味着电能效率更低)削减其功率，也就是说，本发明根据臭氧发生区域内臭氧放电管的电能利用率不同，相对应的调整臭氧发生区域对应的臭氧电源的功率，从而提高臭氧发生器的整体电能利用率，降低运行成本，实现节能降耗。
另外，在整个功率调节过程中，并未考虑臭氧发生区域的臭氧产量和施加在该臭氧发生区域上的有功功率的对应关系曲线，也未考虑调节的功率点在曲线的位置，整个过程都是按照当前功率点附件的曲线变化率来调节，也是动态调整的，因此，可以实现根据功率点的不同和/或曲线的变化而对大功率臭氧发生器电源进行自动调节。
需要说明的是，在正常情况下，上位机15实时地通过以太网与各个臭氧电源14进行数据交换，对各个臭氧电源14进行控制。当上位机15出现故障，或者，某一个臭氧电源14与上位机15通讯丢失的情况下，各个臭氧电源14脱离网络控制独立运行，以保证臭氧发生器的继续正常工作，只是此时无法对各个臭氧电源14进行优化控制而已。
为便于进一步理解本发明对各个臭氧电源进行优化控制的过程，本发明还提供了一个具体实施例，如下：
假设，臭氧发生器的发生室划分为3个臭氧发生区域，也即，N＝3，每一个臭氧发生区域由一个臭氧电源供电。
各个臭氧发生区域的臭氧产量分别为Out1，Out2，Out3。
则三个臭氧发生区域的实际臭氧总产量∑Out＝Out1+Out2+Out3。
各臭氧发生区域的功率为：Pi，i＝1，2，3。
各臭氧电源的最大允许功率为Pmaxi，i＝1，2，3。
各臭氧电源的最小允许功率为Pmini,i＝1，2，3。
OSet为目标臭氧产量。
ε为实际臭氧总产量和目标臭氧总产量的允许误差。
ΔP为功率调整步长，也即施加在臭氧发生器上的有功功率变化量。
ΔT为延时时间。
各臭氧发生区域的灵敏度定义为：ΔOuti/ΔP，i＝1，2，3，ΔOuti为第i个臭氧发生区域在预设时间段内的臭氧产量变化量。
臭氧发生器开始投运时，上位机发出命令，确定目标臭氧总产量OSet，并将各臭氧电源的功率输出设定在各臭氧电源的最大允许功率Pmaxi上，即满功率投运。
在实际运行中，为便于控制及提高对臭氧电源控制的稳定性，允许目标臭氧总产量(设定值)和实际臭氧产量之间有一定的误差。本实例中用ε表示，其大小视实际情况而定。
若三个臭氧发生区域的实际臭氧总产量∑Out小于OSet-ε，则表明在满功率的情况下臭氧产量都无法达标，在这种情况下，无法进行控制优化，系统(指臭氧发生器全体，下同)保持在满功率状态下运行。反之，进入灵敏度计算初始化环节。
进行灵敏度计算，首选需要计算ΔOuti(i＝1，2，3)，即功率改变前的臭氧产量Out0i(i＝1，2，3)和功率改变后的臭氧产量Out1i及其之差ΔOuti＝Out1i-Out0i以及ΔP。
本发明采用的方法是：在臭氧发生器上电投运时，Pi＝Pmaxi，(i＝1,2,3)，当臭氧发生器工作稳定后，记录下此时各个臭氧发生区域的臭氧产量Out0i。然后Pi＝Pi-ΔP，臭氧产量稳定后再记录下功率改变后的各个臭氧发生区域的臭氧产量Out1i，于是求得ΔOuti＝Out1i–Out0i，这样就可以计算灵敏度ΔOuti/ΔP。以此为出发点，每次调节功率ΔP后，经过延时ΔT记录功率调节后的产量Out1i，并将上一次的Out1i的值赋值给Out0i，于是可以求得ΔOuti＝Out1i–Out0i并推算出下一步的灵敏度。计算不必额外地改变功率，整个优化过程功率变化平滑。紧接着，计算各个臭氧发生区域的灵敏度ΔOuti/ΔP(i＝1，2，3)。这里需要对ΔP说明一下，ΔP定义为功率调整步长，它是每次调节功率改变的量。
如某个臭氧发生区域的当前功率是Px，功率改变后变为Py，则ΔP＝Py–Px,即改变后的功率与改变前的功率之差定义为ΔP。若Py>Px，则ΔP>0,若Py<Px则ΔP<0。也就是说，若ΔP>0，功率变化是增加的，若ΔP<0功率变化是减小的。
ΔP的具体取值是很敏感的，关系到控制的精度和系统控制的稳定性，应根据具体情况而定，甚至根据系统运行的工况而不断调整。
得到了各个臭氧发生区域当前的灵敏度后，开始进行判断和调节：
若当前实际臭氧总产量∑out>(OSet+ε)，则控制灵敏度最小的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率减少功率ΔP，而其余的区功率不做改变。在做减功率前，要进行超界判断。系统在实际运行中，电源的输出功率应保持在一个范围内，不能超过最大允许功率，也不应小于最小允许功率，这样才能保证系统的正常运行。所谓超界判断就是检查功率有无超出这个范围。若P-ΔP<Pmin，则P＝Pmin；反之，P＝P–ΔP。这里，P代表灵敏度最小的臭氧发生区域的调节前功率，而Pmin则代表该臭氧发生区域的最小允许功率。
若当前实际臭氧总产量∑Out<(OSet-ε)，则控制灵敏度最大的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率增加功率ΔP,而其余区功率不做改变。同样，也要做超界判断：若P+ΔP>Pmax，则P＝Pmax；反之，P＝P+ΔP。这里，P代表灵敏度最大的臭氧发生区域的调节前功率，而Pmax则代表该区的最大允许功率。
若∑Out落入区域[OSet–ε,OSet+ε],，即│∑Out–OSet│<ε,则所有臭氧发生区域的功率不做调整，保持不变，程序不往下走，跳转回判断入口。
完成判断及调节后，需要延时一段时间ΔT。从控制理论的角度看，臭氧发生器是一个滞后系统，功率参数改变后需要一段时间臭氧产量才能重新稳定。不同的系统，功率改变后产量重新稳定的时间不同，故ΔT这个参数应视具体臭氧系统而定。
足够的延时后，再次进行灵敏度计算，判断，调节，周而复始，一直进行下去，最后系统会稳定在某个状态下，此时实际总臭氧产量和目标产量保持在设定的误差内，同时各区的功率点是能够得到的灵敏度最大的点，这意味着系统的功率分配达到了效率最佳的状态，也即进行优化想获得的目标。
上述算法非常简洁，它根据各区功率点附近的灵敏度(即产量对功率的变化率)来调节各区的功率点：灵敏度高的点(意味着电能效率更高)分配更多的功率(增加ΔP)，反之，灵敏度低的点(意味着电能效率更低)削减它的功率(减少ΔP)。算法中并没有规定是哪个臭氧发生区域的臭氧产量和施加在该臭氧发生区域上的有功功率的对应关系曲线，也没有规定是在曲线的哪一段，一切都是按照当前功率点附近的曲线变化率(即该点的导数值)来调节的，因而是动态调整的，是随着功率点的不同和/或曲线的变化而自动调节。
众所周知，一个经典优化设计，需要知道目标函数，否则无法进行计算。在本实例中，目标函数就是各臭氧发生区域的臭氧产量和施加在该臭氧发生区域上的有功功率的对应关系函数，而前面介绍过，它是实时动态变化的并且很难通过计算推导出解析表达式，因而经典的优化方法于此并不能够直接应用。而本实例介绍的算法，巧妙地避开了这个难题，通过计算功率点附近的变化率来搜索各曲线的最佳运行点。该算法的另一个突出优点是功率搜索、调节很平滑，只要步长ΔP设置的合理(足够小)，臭氧产量输出就不会出现剧烈的波动。至此，对于为什么把ΔP定义为步长就清楚了，它就是优化搜索的“步”。
前面说过，本发明的思路是建立在臭氧产量-功率曲线的饱和特性及各臭氧发生区域的这个曲线是动态变化的基础上的，而这两个特性最终都体现在曲线的变化率(即导数，也就是我们定义的灵敏度)上，因而，抓住灵敏度这个概念，并以它为出发点，采用“效率优先”的原则：灵敏度高的(即电能利用效率高的)分配更多的功率，而效率低的则削减它的功率，如此不断地、渐进地进行功率调节，最后达到最优状态，这也是本发明的思想所在。
对于那些精通优化算法并对臭氧发生器工作原理及运行有深刻认识的人员来说，根据上述的发明思路，不难在本实例介绍的算法的基础上提出改进的和/或扩展的算法。
与上述系统实施例相对应，本发明还公开了一种大功率臭氧发生器电源的控制方法。
参见图11，本发明一实施例公开的一种大功率臭氧发生器电源的控制方法流程图，该方法应用于图9所示的控制系统，该控制方法包括步骤：
步骤S101、当所述臭氧发生器开始工作时，设置各个所述臭氧发生区域的功率为该臭氧发生区域的最大允许功率；
步骤S102、获取各个所述臭氧发生区域的初始臭氧产量，并将各个所述臭氧发生区域的初始臭氧产量相加，计算得到所述臭氧发生器的初始实际臭氧总产量；
步骤S103、判断所述初始实际臭氧总产量是否小于第一预设臭氧总产量，如果否，则执行步骤S104，如果是，则返回执行步骤S101；
所述第一预设臭氧总产量为：目标臭氧总产量与允许误差的差值，所述允许误差为：实际臭氧总产量和所述目标臭氧总产量的允许误差。
步骤S104、设置各个所述臭氧发生区域的功率为当前功率与功率调整步长的差值；
步骤S105、当所述臭氧发生器工作预设时间段后，获取各个所述臭氧发生区域的当前臭氧产量，并将各个所述臭氧发生区域的当前臭氧产量相加，计算得到所述臭氧发生器的当前实际臭氧总产量；
步骤S106、计算各个所述臭氧发生区域的灵敏度；
所述灵敏度为：同一臭氧发生区域在所述预设时间段内的产量差值与功率调整步长的商，所述产量差值为：同一臭氧发生区域的当前臭氧产量和初始臭氧产量的产量差值。
步骤S107、判断所述当前实际臭氧总产量是否大于第二预设臭氧总产量，如果是，则执行步骤S108，如果否，则执行步骤S109；
所述第二预设臭氧总产量为：所述目标臭氧总产量与所述允许误差的和。
步骤S108、控制灵敏度最小的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率减小；
需要说明的是，在控制灵敏度最小的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率减小所述功率调整步长时，其余臭氧发生区域的功率保持不变。
在实际应用中，步骤S108具体可以包括：
判断所述灵敏度最小的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率与所述功率调整步长的差值，是否小于灵敏度最小的臭氧发生区域对应的臭氧电源的最小允许功率；
如果是，则控制所述灵敏度最小的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率减小至所述最小允许功率；
如果否，则控制所述灵敏度最小的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率减小所述功率调整步长。
步骤S109、控制灵敏度最大的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率增加。
需要说明的是，在控制灵敏度最大的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率增加所述功率调整步长时，其余臭氧发生区域的功率保持不变。
在实际应用中，步骤S109具体可以包括：
判断所述灵敏度最大的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率与所述功率调整步长的差值，是否大于所述灵敏度最大的臭氧发生区域对应的臭氧电源的最大允许功率；
如果是，则控制所述灵敏度最大的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率增加至所述最大允许功率；
如果否，则控制所述灵敏度最大的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率增加所述功率调整步长。
综上可知，本发明公开的大功率臭氧发生器电源的控制方法，上位机获取氧气流量计采集的臭氧发生区域的出气口处的氧气流量，臭氧浓度仪采集的臭氧发生区域的臭氧浓度，以及功率计读取相对应的臭氧电源的输出功率，根据同一个臭氧发生区域的氧气流量和臭氧浓度得到该臭氧发生区域的臭氧产量；将获取的各个臭氧发生区域的初始臭氧产量相加，计算得到臭氧发生器的初始实际臭氧总产量，当初始实际臭氧总产量不小于第一预设臭氧总产量时，设置各个臭氧发生区域的功率为当前功率与功率调整步长的差值，当臭氧发生器工作预设时间段后，将获取的各个臭氧发生区域的当前臭氧产量相加，计算得到臭氧发生器的当前实际臭氧总产量，计算各个臭氧发生区域的灵敏度，灵敏度为：同一臭氧发生区域在预设时间段内的产量差值与功率调整步长的商，判断当前实际臭氧总产量是否大于第二预设臭氧总产量，如果是，则控制灵敏度最小的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率减小；如果否，则控制灵敏度最大的臭氧发生区域对应的臭氧电源的输出功率增加。本发明根据各个臭氧发生区域的功率点附近的灵敏度来调节各个臭氧发生区域的功率，对灵敏度高的点(意味着电能效率更高)分配更多的功率，反之，对灵敏度低的点(意味着电能效率更低)削减其功率，也就是说，本发明根据臭氧发生区域内臭氧放电管的电能利用率不同，相对应的调整臭氧发生区域对应的臭氧电源的功率，从而提高臭氧发生器的整体电能利用率。
另外，在整个功率调节过程中，并未考虑臭氧发生区域的臭氧产量和施加在该臭氧发生区域上的有功功率的对应关系曲线，也未考虑调节的功率点在曲线的位置，整个过程都是按照当前功率点附件的曲线变化率来调节，也是动态调整的，因此，可以实现根据功率点的不同和/或曲线的变化而对大功率臭氧发生器电源进行自动调节。
为进一步优化上述实施例，在执行步骤S109之前，还可以包括：
判断所述当前实际臭氧总产量是否小于所述第一预设臭氧总产量；
如果是，则执行步骤S109；
如果否，则返回执行步骤S105。
从控制理论的角度看，臭氧发生器是一个滞后系统，功率参数改变后需要一段时间臭氧产量才能重新稳定。不同的系统，功率改变后产量重新稳定的时间不同，故ΔT这个参数应视具体臭氧系统而定。
可以理解，对大功率臭氧发生器电源的控制过程，是一个实时动态控制的过程，因此，采用图11所示的实施例，完成一次对大功率臭氧发生器电源的控制后，控制方法还可以包括：
在预设延时时间后，将各个所述臭氧发生区域的当前臭氧产量作为初始臭氧产量，并返回执行步骤S105，在臭氧发生器工作预设时间段后，继续获取各个臭氧发生区域的臭氧产量，以对臭氧电源进行控制。
需要说明的是，本发明所要保护的控制方法可以表述为：
假设，臭氧发生器发生室划分为n个臭氧发生区域，分别由n个臭氧电源供电。
各臭氧发生区域的臭氧产量分别为：Out1，Out2，…，Outn。
实际臭氧总产量∑Out＝Out1+Out2+…+Outn。
各臭氧发生区域的功率为：P1，P2，…，Pn。
各臭氧电源的最大允许输出功率为Pmax1，Pmax2，…，Pmaxn。
各臭氧电源的最小允许输出功率为Pmin1，Pmin2，…，Pminn。
OSet为目标臭氧产量。
ε为实际臭氧总产量和目标臭氧总产量的允许误差。
ΔP为功率调整步长，也即施加在臭氧发生器上的有功功率变化量。
ΔT为延时时间。
第i个臭氧发生区域的灵敏度定义为：ΔOuti/ΔP，i＝1，2,，…，n。
其中，ε,ΔP和ΔT与臭氧发生器的额定产量，臭氧电源的性能，臭氧应用的工艺过程等因素有关，需要根据具体情况而定。
臭氧发生器开始投运时，目标臭氧产量OSet的设置不大于臭氧发生器的额定产量。
系统在满功率状态下运行：P1＝Pmax1，P2＝Pmax2，…，Pn＝Pmaxn。产量稳定后记录各区的产量Out0i，(i＝1,2,…,n)，并计算∑Out。
若∑Out<(OSet–ε)，优化结束，系统保持在满功率状态下运行。反之，各臭氧发生区域的功率减少步长ΔP，足够的延时后，记录各臭氧发生区域功率改变后的产量Out1i(i＝1，2，…，n)，并计算∑Out。此时也可得出ΔOuti＝Out1i-Out0i。
接下来，计算各臭氧发生区域的当前灵敏度：ΔOuti/ΔP，(i＝1，2，…，n)。求得各臭氧发生区域当前的灵敏度后，开始进行判断和功率调节，具体如下：
若臭氧总产量∑Out>(OSet+ε)，则灵敏度最小的臭氧发生区域减少功率ΔP，而其余的臭氧发生区域功率不做改变。在减功率时，进行超界判断：
如P–ΔP<Pmin，则P＝Pmin，否则P＝P–ΔP，P是灵敏度最小的臭氧发生区域的调节前功率，而Pmin为对应该臭氧发生区域的电源的最小允许功率。
若臭氧总产量∑Out<(OSet-ε)，则灵敏度最大的臭氧发生区域增加功率ΔP，而其余的臭氧发生区域功率不做改变。在增加功率时，进行超界判断：
如P+ΔP>Pmax，则P＝Pmax，否则P＝P+ΔP，P是灵敏度最大的臭氧发生区域的调节前功率，而Pmax为对应该臭氧发生区域的电源的最大允许功率。
若∑Out落入区域[OSet–ε,OSet+ε]，即│∑Out–OSet│<ε，所有臭氧发生区域的功率不做调整，保持不变，程序返回并重新记录各区的实时臭氧产量Out1i，重新计算∑Out和各臭氧发生区域的灵敏度，并进行判断。
功率调节后，延时ΔT，将此时的Out1i值赋值给Out0i，刷新Out0i。然后重新一轮：记录功率调节后的产量Out1i，计算∑Out，灵敏度计算，判断，功率调节。如此不断地循环下去。在这个过程中，各臭氧发生区域的工作点Pi逐渐地移向最佳功率点。最终，在满足│∑Out–OSet│<ε的条件下，各区功率分配达到了效率最佳状态，也就是达到优化目标。
需要特别说明的是，本发明中的ε、ΔP以及ΔT三个参数并不一定是固定不变的，可以在实际的优化控制中根据工况的变化而动态地改变其中若干个或全部。
本发明是建立在臭氧发生器的产量-功率函数曲线具有饱和特性以及各分区的曲线不尽相同且是动态变化的这两个基础上的。因而，曲线上各功率点的灵敏度(即产量对功率的变化率或导数)是动态变化的，而灵敏度最大的那些工作点处的电能效率最高，通过计算，比较各工作点的灵敏度，那些效率高的点多分配功率，削减那些效率低的点的功率，按此原则搜索出可能的最佳工作点。只要步长ΔP，延时ΔT，目标误差ε选择得当，系统就会自动平滑的进行搜索，最终系统稳定在整体电能效率最佳的状态。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。