Ｒｅａｓｅｒｃｈ ｏｎ ｆｉｅｌｄ ｗｅａｋｅｎｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ＰＭＳＧ ｆｏｒ ｄｉｒｅｃｔ⁃ｄｒｉｖｅ ＷＥＣＳ
ＨＵＯ Ｘｉａｎ⁃ｘｕ^{１，２，３}， ＨＵ Ｓｈｕ⁃ｊｕ^１，３， ＬＶ Ｄｉａｎ⁃ｓｈｕｎ^４， ＸＵ Ｈｏｎｇ⁃ｈｕａ^１，３
（１． Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ＣＡＳ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９０， Ｃｈｉｎａ；
２． Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４９， Ｃｈｉｎａ；
３． Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｗｉｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ， ＣＡＳ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９０， Ｃｈｉｎａ；
４． Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｃｏｒｏｎａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ． Ｌｔｄ． ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｄｉｒｅｃｔ⁃ｄｒｉｖｅ ｗｉｎｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ， ｏｕｔｐｕｔ ｖｏｌｔａｇｅ ｏｆ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｓｉｄｅ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｉｓ ｌｉｍｉｔｅｄ ｂｙ ＤＣ ｂｕｓ
ｖｏｌｔａｇｅ． Ｉｎ ｔｈｅ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｏｆ ＭＰＰＴ ｃｕｒｖｅ， ｆｉｅｌｄ ｗｅａｋｅｎｉｎｇ （ＦＷ） ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｓ ｎｅｅｄｅｄ ｗｈｅｎ ｏｕｔｐｕｔ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｉｓ
ｌａｒｇｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ ｄｅｃｉｄｅｄ ｂｙ ＤＣ ｂｕｓ ｖｏｌｔａｇｅ． ＦＷ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃａｎ ｂｅ ｒｅａｌｉｚｅｄ ｅｉｔｈｅｒ ｂｙ ｏｐｅｎ⁃ｌｏｏｐ ＦＷ ｏｒ ｃｌｏｓｅｄ⁃
ｌｏｏｐ ＦＷ． Ｔｈｅ ｏｐｅｎ⁃ｌｏｏｐ ＦＷ ｉｓ ｓｗｉｔｃｈｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｓｐｅｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｓｐｅｅｄ，
ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｃｌｏｓｅｄ⁃ｌｏｏｐ ＦＷ ｃｏｎｔａｉｎｓ ａ ｃｌｏｓｅｄ ｌｏｏｐ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｉｎ ｗｈｉｃｈ ｏｕｔｐｕｔ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖｏｌｔａｇｅ ａｎｄ ＤＣ ｂｕｓ ｖｏｌｔａｇｅ ａｒｅ
ｆｅｅｄｂａｃｋ ｖａｒｉａｂｌｅｓ． Ｔｗｏ ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ ｏｆ ＦＷ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ． Ｔｈｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｒｅｓｕｌｔ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｔｈａｔ
ｃｌｏｓｅｄ⁃ｌｏｏｐ ＦＷ ｉｓ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｏｆ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｐａｒａｍｅｔｒｅｓ， ｅａｓｙ ｔｏ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ ｉｎ ＤＳＰ ａｎｄ ｈａｓ ｍｏｒｅ ａｃｃｕｒａｔｅ ｃｏｎｔｒｏｌ
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｎ ｓｔｅａｄｙ ｓｔａｔｅ， ｔｈｕｓ ｔｈｅ ｃｌｏｓｅｄ⁃ｌｏｏｐ ＦＷ ｃｏｎｔｒｏｌ ｈａｓ ｂｅｔｔｅｒ ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ． Ｓｉｍｕ⁃
ｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｍｅｎｔａｌ ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｒｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｉｎ ｔｈｅ Ｍａｔｌａｂ ａｎｄ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｓｅｔｕｐ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ ｃｏｉｎｃｉｄｅｎｔ
ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ＰＭＳＧ ｄｉｒｅｃｔ⁃ｄｒｉｖｅ； ｗｉｎｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ； ｆｉｅｌｄ ｗｅａｋｅｎｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ； ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ

Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｇｒｉｄ⁃ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｗｉｎｄ ｆａｒｍｓ ｂａｓｅｄ
ｏｎ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｄｅｍａｎｄ⁃ｓｉｄｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ａｎｄ ｒｏｂｕｓｔ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ
ＮＩＥ Ｈｏｎｇ⁃ｚｈａｎ， ＺＨＡＯ Ｙｉｎｇ， ＭＡ Ｊｉａｎ⁃ｂｏ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｄｉａｎｌｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｊｉｌｉｎ １３２０１２， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｏｆ ｗｉｎｄ ｆａｒｍｓ ｈａｓ ｖｏｌａｔｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｒａｎｄｏｍｎｅｓｓ． Ａｆｔｅｒ ｗｉｎｄ ｆａｒｍｓ ａｒｅ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｇｒｉｄ， ｔｈｅ
ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ ｏｆ ｉｔｓ ｏｕｔｐｕｔ ｃａｎ ｌｅａｄ ｔｏ ｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ， ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ａｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｓａｆｅ ａｎｄ ｓｔａｂｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ
ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ． Ａｎｄ ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｍｕｌｔｉ⁃ｓｃｅｎａｒｉｏ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｎｏｔ ａｌｗａｙｓ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎ⁃
ｓｉｖｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ． Ｆｏｒ ｔｈｉｓ ｓａｋｅ， ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｄｅｍａｎｄ⁃ｓｉｄｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ｐｌａｎ⁃
ｎｉｎｇ． Ａｎｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｉｄｅａ ｏｆ ｒｏｂｕｓｔ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｓｃｈｅｍｅ ｉｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｂｙ ｔｈｅ
ｐｕｎｉｓｈｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｔｏ ｗｅｉｇｈ ｔｈｅ ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ ａｎｄ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒａｔｅｇｙ ａｎｄ ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｖａｒｉａｂｌｅ ｍｏｄｅｌ ｔｏ ａｓｓｅｓｓ ｔｈｅ
ｐｌａｎ’ｓ ｒｉｓｋ． Ｅｘａｍｐｌｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｄｅｍａｎｄ⁃ｓｉｄｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｃａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｒｅ⁃
ｄｕｃｅ ｔｈｅ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ ｃｏｓｔ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ ａｎｄ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｌｉｎｅ ｏｖｅｒｌｏａｄ， ｔｈｏｕｇｈ ｗｈｉｃｈ ｎｅｅｄ ｔｏ ｃｕｔ ｔｈｅ ｌｏａｄ ａｎｄ ｐａｙ
ｕｓｅｒｓ ｐａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｆｅｅｓ ａｄｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ ｗｈｅｎ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｏｕｔｐｕｔ ｉｓ ｌｏｗ． Ａｎｄ ｔｈｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ
ｏｐｔｉｍａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｈａｓ ａ ｂｅｔｔｅｒ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｓｅｎｓｅ ｆｏｒ ｅａｃｈ ｓｃｅｎａｒｉｏ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ｐｌａｎｎｉｎｇ； ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ； ｍｕｌｔｉ⁃ｓｃｅｎａｒｉｏ； ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｄｅｍａｎｄ⁃ｓｉｄｅ ｒｅ⁃
ｓｐｏｎｓｅ； ｒｏｂｕｓｔ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ

Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｔｏ ｐｒｅｖｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ ｃａｓｃａｄｉｎｇ ｆａｉｌｕｒｅ
ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ ｌａｒｇｅ⁃ｓｃａｌｅ ｎｅｗ ｅｎｅｒｇｙ
ＷＡＮＧ Ｗｅｉ⁃ｚｈｏｕ^１， ＬＩＵ Ｑｉａｎ^２， ＤＡＮ Ｙａｎｇ⁃ｑｉｎｇ^３， ＷＡＮＧ Ｇｅｎｇ^１， ＬＩＵ Ｗｅｎ⁃ｙｉｎｇ^３
（１． Ｓｔａｔｅ Ｇｒｉｄ Ｇａｎｓｕ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００５０， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｐａｔｅｎｔ Ｏｆｆｉｃｅ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ
Ｐｒｏｐｅｒｔｙ Ｏｆｆｉｃｅ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８８， Ｃｈｉｎａ； ３． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ＆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，
Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０２２０６， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ａｉｍｓ ｔｏ ｐｒｅｖｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃａｓｃａｄｉｎｇ ｆａｉｌｕｒｅｓ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ ｌａｒｇｅ⁃ｓｃａｌｅ ｎｅｗ ｅｎｅｒ⁃
ｇｙ ｓｏｕｒｃｅｓ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｓｃａｄｉｎｇ ｆａｉｌｕｒｅｓ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ ｂｙ ｌａｒｇｅ⁃ｓｃａｌｅ ｎｅｗ ｅｎｅｒｇｙ ｇｒｉｄ⁃ｃｏｎ⁃
ｎｅｃｔｉｏｎ， ａ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｔｏ ｐｒｅｖｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃａｓｃａｄｉｎｇ ｆａｉｌｕｒｅ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ， ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ａｄａｐｔ ｔｏ ｔｈｅ ｍａｓｓｉｖｅ ｎｅｗ ｅｎｅｒ⁃
ｇｙ ｇｒｉｄ⁃ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ． Ｉｔ ｉｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＤＣ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｉｄｅｎｔｉｆｙ ｔｈｅ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｌｉｎｅｓ ｏｆ ｃａｓｃａｄｉｎｇ ｆａｉｌｕｒｅｓ ｗｈｉｃｈ
ｉｓ ａｌｓｏ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｆａｉｌｕｒｅ， ａｎｄ ｔｏ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｈｉｆｔ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ （ＧＳＤＦ） ｍａｔｒｉｘ， ｔｈｅｎ ｔｏ ａｄｊｕｓｔ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ
ｏｆ ｕｎｉｔ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ＧＳＤＦ ｍａｔｒｉｘ． Ｔｈｉｓ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｆｏｒｍｕｌａｔｅｓ ｔｈｅ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｏｆ ｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ’ ａｃｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ
ｔｈｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｖｅｒｓｅ ｓａｍｅ⁃ａｍｏｕｎｔ ｐａｉｒｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ， ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｆｌｏｗ ｄｉｓｔｒｉ⁃
ｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｐｒｅｖｅｎｔ ｔｈｅ ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ ｏｆ ｃａｓｃａｄｉｎｇ ｆａｉｌｕｒｅｓ． Ｆｉｎａｌｌｙ， ｔｈｅ ｃａｓｃａｄｉｎｇ ｆａｉｌｕｒｅｓ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｉｎ⁃
ｆｌｕｅｎｃｅｄ ｂｙ ｌａｒｇｅ⁃ｓｃａｌｅ ｎｅｗ ｅｎｅｒｇｙ ｇｒｉｄ⁃ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｉｓ ｆｕｒｔｈｅｒ ｒｅｖｅａｌｅｄ ｂｙ ｓｉｍｕｌａｔｉｎｇ ｔｈｅ Ｊｉｕｑｕａｎ ｇｒｉｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔｒａｔｅ⁃
ｇｙ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｉｓ ｖａｌｉｄａｔｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｃａｓｃａｄｉｎｇ ｆａｉｌｕｒｅｓ； ｌａｒｇｅ⁃ｓｃａｌｅ ｎｅｗ ｅｎｅｒｇｙ ｇｒｉｄ⁃ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ； ｐｏｗｅｒ ｆｌｏｗ ｅｎｔｒｏｐｙ； ＤＣ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ； ｒｅ⁃
ｖｅｒｓｅ ｓａｍｅ⁃ａｍｏｕｎｔ ｐａｉｒｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ

Ｂｉ⁃ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｐａｃｉｔｙ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ
ｇｒｉｄ⁃ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｗｉｎｄ ／ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ／ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ
ＬＡＮ Ｇｕｏ⁃ｊｕｎ^１， ＬＩ Ｗｅｎ⁃ｙｉ^１， ＹＩＮ Ｋａｉ^１， ＷＥＮ Ｂｏ^１， ＳＯＮＧ Ｐｅｉ⁃ｃｈｅｎ^２
（１． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ， Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｈｏｈｈｏｔ ０１００８０， Ｃｈｉｎａ；
２． Ｄａｔｏｎｇ Ｅｘｔｒａ⁃ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｂｕｒｅａｕ， Ｄａｔｏｎｇ ０３７０００， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ， ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｍｉｃｒｏ⁃ｓｏｕｒｃｅｓ ｃａｐａｃｉｔｙ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｉｓ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃａｓｅ ｏｆ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｍｉｃｒｏ⁃
ｇｒｉｄ． Ｔｈｏｕｇｈ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｃａｎ ｇｕａｒａｎｔｅｅ ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｏｒ ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｅｄ， ｔｈｅ ｒｅｄｕｎ⁃
ｄａｎｔ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ ｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐａｒａｌｌｅｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｗｉｎｄ／ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ／
ｓｔｏｒａｇｅ ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ ｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｅｃｏｎｏｍｙ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｍｏｄｅｌ ａｒｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｒｅｓｐｅｃ⁃
ｔｉｖｅｌｙ， ｕｓｉｎｇ ｍｕｌｔｉ⁃ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ａｎｎｅａｌｉｎｇ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｗａｒｍ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｔｏ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ
ｓｅｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ． Ｔｈｅ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ｔｈｅ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ， ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｐｏｗｅｒ ａｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｏｂ⁃
ｔａｉｎｅｄ． Ｉｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ａｓ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ， ｔｏ ｃｏｎｆｉｇｕｒｅ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏ⁃ｓｏｕｒｃｅｓ ｃａｐａｃｉｔｙ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｏｆ
ｗｉｎｄ／ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ／ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｐａｒａｌｌｅｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ ｃｏｓｔ ｗｉｌｌ ｂｅ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ
ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｐａｒａｌｌｅｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ； ｗｉｎｄ／ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ／ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ； ｃａｐａｃｉｔｙ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ； ｂｉ⁃ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｏｐｔｉｍｉｚａ⁃
ｔｉｏｎ

Ａｎｏｄｅ⁃ｄｉｒｅｃｔｅｄ ｓｔｒｅａｍｅｒ ｃｏｒｏｎａ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｉｎ ＳＦ６ ／ Ｎ２ ｇａｓ ｍｉｘｔｕｒｅｓ
ＬＩ Ｍｅｎｇ^１， ＷＡＮＧ Ｆｅｎｇ^２， ＷＡＮＧ Ｘｉａｎｇ⁃ｈａｎ^２
（１． Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｅｃｏｎｏｍｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｔａｔｅ Ｇｒｉｄ Ｈｅｎａｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，
Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５００５２， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｈｕｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，
Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００８２， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｇａｓ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｃａｎ ｂｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｏｎ ｍａｃｒｏｓｃｏｐｉｃ ｍｅｔｈｏｄｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ， ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｉｏｎ ａｎｄ
ｎｅｇａｔｉｖｅ ｉｏｎｓ ｉｓ ａ ｆｌｏｗ． Ａ ｔｗｏ⁃ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｆｌｕｉｄ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｓｔｒｅａｍｅｒ ｃｏｒｏｎａ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｍｅｃｈ⁃
ａｎｉｓｍ ｉｎ ＳＦ６ ／ Ｎ２ ｇａｓ ｍｉｘｔｕｒｅｓ． Ｔｈｅ ｆｌｕｘ ｃｏｒｒｅｃｔｅｄ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｆｌｕｉｄ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｃｈａｒｇｅｄ
ｐａｒｔｉｃｌｅｓ． Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｂｙ ｓｐａｃｅ ｃｈａｒｇｅ ａｓ ｔｉｍｅ ｇｏｅｓ ｉｓ ｓｅｔｔｌｅｄ ｂｙ ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ｐｏｉｓｓｏｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅ⁃
ｑｕａｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｆｌｕｉｄ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ． Ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ， ｉｔ ｉｓ ａｓｓｕｍｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｏｆ ｇａｓ ｍｉｘｔｕｒｅｓ ａｒｅ
ｏｎｌｙ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｄｕｃｅｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ． Ｔｈｅ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｐａｒａｌｌｅｌ ｐｌａｔｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｇａｐ， ｔｈｅ ｃｏａｘｉａｌ
ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｇａｐ ａｎｄ ｒｏｄ⁃ｐｌａｔｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｇａｐ ａｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｓｔｒｅａｍｅｒ ｃｏ⁃
ｒｏｎａ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｓ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ａｎｏｄｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔｒｅａｍｅｒ ｃｏｒｏｎａ ａｎｄ ｗｅａｋｅｎｓ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ ｂｅｔｗｅｅｎ
ｔｈｅ ｃａｔｈｏｄｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔｒｅａｍｅｒ． Ｔｈｅ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｗｉｌｌ ｃｏｎｔｉｎｕｅ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｉｎ ｆｒｏｎｔ ｏｆ ｓｔｒｅａｍｅｒ ｉｓ ｂｉｇ
ｅｎｏｕｇｈ， ｏｒ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｗｉｌｌ ｂｅｃｏｍｅ ｓｔａｂｌｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ； ｇａｓ ｍｉｘｔｕｒｅｓ； ｓｔｒｅａｍｅｒ ｃｏｒｏｎａ； ｆｌｕｉｄ ｄｙｎａｍｉｃｓ； ＦＣＴ

Ｆｉｎｉｔｅ⁃ｅｌｅｍｅｎｔ⁃ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒｉｓｅ
ｉｎ ｇａｓ⁃ｉｎｓｕｌａｔｅｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅｓ
ＪＩＮ Ｙｉ⁃ｌｉｎ， ＳＨＵ Ｎａｉ⁃ｑｉｕ， ＺＯＵ Ｙｉ， ＢＩＥ Ｆａｎｇ⁃ｍｅｉ， ＴＩＡＮ Ｓｈｕａｎｇ⁃ｓｈｕａｎｇ， ＳＨＡＯ Ｃｕｉ⁃ｌｉｎｇ， ＷＥＮ Ｚｈｉ⁃ｑｉａｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｗｕｈａｎ ４３００７２， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａｓ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃａｒｒｙｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｇａｓ⁃ｉｎｓｕｌａｔｅｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅｓ ｉｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ， ａ ｃａｌｃｕ⁃
ｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒｉｓｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｔｈｅ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ＧＩＬ ｂｙ ｖａｒｉｏｕｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｗｈｉｃｈ ａｒｅ ｌｏａｄ ｃｕｒｒｅｎｔ， ｇａｓ ｐｒｅｓｓｕｒｅ， ｇａｓ ｔｙｐｅ ａｎｄ ｄｉａｍｅｔｅｒ
ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ， ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｓ ａ ｔｗｏ⁃ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｏｄｅｌ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ
ｆｌｕｉｄ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｔｈｅｏｒｙ， ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｆｉｅｌｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｓ ｇｉｖｅｎ， ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｄｏｍａｉｎ ａｎｄ
ｔｈｅ ｂｏｕｎｄａｒｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｉｓ ｍｏｄｅｌ． Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｓｏｌｖｉｎｇ ｔｈｅ ｇｉｖｅｎ ｍｏｄｅｌ， ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｉｓｔｒｉ⁃
ｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ＧＩＬ ｃａｎ ｂｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ａｂｏｕｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ． Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｖａｒｉｏｕｓ ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏａｄ ｃｕｒｒｅｎｔ， ｇａｓ
ｐｒｅｓｓｕｒｅ， ｇａｓ ｔｙｐｅ ａｎｄ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｌｓｏ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔｓ ｏｎ ｔｅｍｐｅｒａ⁃
ｔｕｒｅ ｒｉｓｅ ｏｆ ＧＩＬ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ． Ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄａｔａ
ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｖｅｒｉｆｉｅｓ ｔｈｅ ｖａｌｉｄｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｇａｓ⁃ｉｎｓｕｌａｔｅｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅｓ； ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒｉｓｅ； ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ； ｔｈｅｒｍａｌ ｆｉｅｌｄ

Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｖｏｌｔａｇｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｓｔａｔｏｒ ｆｌｕｘ ｏｂｓｅｒｖｅｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ
ｄｏｕｂｌｅ ｌｏｗ⁃ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒｓ
ＣＡＯ Ｚｈａｎｇ⁃ｐｅｎｇ， ＬＩＡＯ Ｙｏｎｇ， ＬＩ Ｆｕ
（Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ＆ Ｓｙｓｔｅｍ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ ａｎｄ Ｎｅｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０００４４， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｚｅｒｏ ｄｒｉｆｔ ｐｒｏｂｌｅｍ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｌｏｗ⁃ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｈｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｓｔａｔｏｒ ｏｂ⁃
ｓｅｒｖｅｒ， ａ ｎｅｗ ｍｅｔｈｏｄ， ｉｎ ｗｈｉｃｈ ｄｏｕｂｌｅ ｌｏｗ⁃ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒｓ （ｄｏｕｂｌｅ⁃ＬＰＦ） ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｕｔ⁃ｏｆｆ ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ ａｎｄ ｐｒｏｐｏｒ⁃
ｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ａｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｅｌｉｍｉｎａｔｅ ｔｈｅ ｚｅｒｏ ｄｒｉｆｔ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｂｙ ｓｕｂｔｒａｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｌｔｅｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｐｕｔ ｅ⁃
ｌｅｃｔｒｏｍｏｔｉｖｅ ｆｏｒｃｅ， ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｓｏ ａｓ ｔｏ ｒｅｐｌａｃｅ ｐｕｒｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｓｏｌｖｉｎｇ ｔｈｅ ｓｔａｔｏｒ ｆｌｕｘ． Ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎ ｆｏｒ ｉｍｐｒｏｖｅｄ
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｌｔｅｒｓ ａ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｏｆ
ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ａｎｄ ｐｈａｓｅ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｄｏｕｂｌｅ⁃ＬＰＦ ｔｏ ｆｌｕｘ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｉｓ ａｌｓｏ ａｎａ⁃
ｌｙｚｅｄ． Ｔｈｅ ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｗ ｍｅｔｈｏｄ ａｒｅ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｆｌｕｘ ｏｂｓｅｒｖｅｒ； ｄｉｒｅｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｏｆｆｓｅｔ； ｄｏｕｂｌｅ ｌｏｗ⁃ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒｓ； ｅｒｒｏｒ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ

Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｔｏｐｏｌｏｇｉｅｓ ａｐｐｌｉｅｄ
ｔｏ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ
ＣＨＥＮ Ｑｉ⁃ｃｈａｏ， ＪＩ Ｙａｎ⁃ｃｈａｏ， ＰＡＮ Ｙａｎ⁃ｌｉｎ， ＷＡＮＧ Ｊｉａｎ⁃ｚｅ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ， Ｈａｒｂｉｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
Ｈａｒｂｉｎ １５０００１， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｐｏｗｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ （ＰＥＴ） ｉｓ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｂｙ ｐｏｗｅｒ ｅｌｅｃ⁃
ｔｒｏｎｉｃ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ ａｎｄ ｈｉｇｈ⁃ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ， ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｇｒｅａｔ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｖａｌｕｅ ｉｎ ｔｈｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｏｆ Ｓｔｒｏｎｇ Ｓｍａｒｔ
Ｇｒｉｄ． Ｈｏｔ ＰＥＴ ｔｏｐｏｌｏｇｉｅｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｅ ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｓ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ
ｃｏｍｐａｒｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｉｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ＰＥＴ ｈａｓ ｇｒｅａｔ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｉｎ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｉｔｓ ｏｗｎ ｓｉｚｅ ａｎｄ ｗｅｉｇｈｔ，
ａｎｄ ｐｏｗｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ， ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ． Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ⁃ｓｔａｇｅ ｔｏｐｏｌｏｇｉｅｓ ｗｉｔｈ
ＤＣ ｌｉｎｋ， ｔｈｅｉｒ ｇｏｏｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｉｌｉｔｙ ｃａｎ ｍａｋｅ ｐｏｗｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ａｃｈｉｅｖｅ ｍｏｒｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ ａｎｄ ａｌｓｏ ｐｒｏ⁃
ｖｉｄｅ ａ ｃｈａｎｎｅｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ， ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ
ｏｆ ＰＥＴ． Ｆｉｎａｌｌｙ， ｓｅｖｅｒａｌ ｋｅｙ ｉｓｓｕｅｓ ｉｎ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＰＥＴ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ； ｐｏｗｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ； ｔｏｐｏｌｏｇｙ； ｔｈｒｅｅ⁃ｓｔａｇｅ

Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅｓ ｉｎ ｐｏｗｅｒ
ｓｙｓｔｅｍ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ
ＨＵＡＮＧ Ｊｉ⁃ｙｕａｎ^１， ＬＩ Ｘｉｎ⁃ｒａｎ^１， ＨＵＡＮＧ Ｊｉ⁃ｊｕｎ^２， ＬＥＩ Ｂｏ^１
（１． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｈｕｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００８２， Ｃｈｉｎａ；
２． ＳＤＩＣ Ｂｅｉｂｕｗａｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏ． Ｌｔｄ． ， Ｂｅｉｈａｉ ５３６０００， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｋｅｅｐｉｎｇ ｔｈｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｔａｂｌｅ ｉｓ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｎｏｒｍａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ． Ａｔ ｐｒｅｓ⁃
ｅｎｔ， ｔｈｅ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｐｒｏｍｉｓｉｎｇ ａｓ ａｎ ａｕｘｉｌｉａｒｙ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｆｏｒ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒｅｇｕｌａ⁃
ｔｉｏｎ． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｃｏｍｐａｒｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｉｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｃｌａｓ⁃
ｓｉｃａｌ ｔｗｏ⁃ａｒｅａ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｍｏｄｅｌ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｔｈｒｅｅ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ
ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ， ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｂａｔｔｅｒｙ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｓｙｓｔｅｍ （ＢＥＳＳ）， ｃａｐａｃｉｔｏｒ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｓｙｓｔｅｍ （ＣＥＳ） ａｎｄ ｓｕｐｅｒ⁃
ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｓｙｓｔｅｍ （ＳＭＥＳ）． Ｆｉｘｅｄ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ （ＰＱ ｃｏｎｔｒｏｌ） ｉｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ａｕｘｉｌｉａｒｙ
ｓｅｒｖｉｃｅ ｏｆ ＥＳＳ ｉｎ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ． Ｔｗｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏａｄ ｐｅｒｔｕｒｂａｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｒｅ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ｔｏ ｃｏｍ⁃
ｐａｒｅ ｆｏｕｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｉｘｅｓ ｏｆ ＡＧＣ ａｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ， ｓｕｃｈ ａｓ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌ （ＡＧＣ）⁃ＢＥＳＳ， ｔｈｅ ＡＧＣ⁃
ＣＥＳ， ｔｈｅ ＡＧＣ⁃ＳＭＥＳ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｎｌｙ ＡＧＣ． Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ， ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｗｏｒｋ ｉｓ ｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ； ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ； ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｍｏｄｅｌ； ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｍｏｄｅ； ｌｏａｄ ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ

Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＤＣ ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ⁃ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ
ｉｎ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｖｏｌｔａｇｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ＨＶＤＣ
ＮＧＵＹＥＮ Ｐｈｕｃ⁃ｈｕｙ， ＨＡＮ Ｍｉｎ⁃ｘｉａｏ
（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０２２０６， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｈａｒｍｏｎｉｃ ｐｈｅｎｏｍｅｎａ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ａｓｐｅｃｔｓ ｆｏｒ ｅｎｓｕｒｉｎｇ ｎｏｒｍａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ
ｖｏｌｔａｇｅ ｄｉｒｅｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ （ＨＶＤＣ） ｓｙｓｔｅｍｓ． Ａｎ ｅｌａｂｏｒａｔｅ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｏｆ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｍｕｓｔ ｂｅ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ
ｔｏ ｆｉｎｄ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ． Ｄｉｒｅｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｖｏｌｔａｇｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ （ＤＣＶＴ） ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ａｐｐａｒａｔｕｓ ｔｏ
ｍｅａｓｕｒｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｉｎ ｄｉｒｅｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｔｔｅｍｐｔｓ ｔｏ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒ⁃
ｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ⁃ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｓｕｃｈ ａｓ ｃｏａｘｉａｌ ｃａｂｌｅ， Ａ／ Ｄ ａｎｄ Ｄ／ Ａ ｃｏｎ⁃
ｖｅｒｔｅｒ， ａｎｄ ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｕｐｌｅｒ， ｆｏｒ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｖｏｌｔａｇｅ． Ｔｈｅ ｓｔｒａｙ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ ｏｆ ｖｏｌｔａｇｅ ｄｉｖｉｄｅｒ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ
ｉｎ ｄｅｔａｉｌ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｉｔｓ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｔｈｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ’ｓ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ． Ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｔｈａｔ
ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ ａｎ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｒｅｓｉｓｔｏｒ⁃ｓｈｕｎｔ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ ｃａｎ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｓｔｒａｙ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ． Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ， ｔｈｅ
ｄｉｖｉｄｅｒ’ｓ ｎｏｎ⁃ｉｄｅａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ａｌｓｏ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｃｈｏｏｓｉｎｇ ｇｏｏｄ ｒｅｓｉｓｔｏｒｓ ａｎｄ ｃａｐａｃｉ⁃
ｔｏｒｓ ｃｏｕｌｄ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｅｒｒｏｒ． Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｌｓｏ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ⁃ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ⁃
ｅｒ ｉｓ ｑｕｉｔｅ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｖｏｌｔａｇｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｅｒｒｏｒ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ０􀆰 ２％ ａｎｄ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｕｐ ｔｏ １０ ｋＨｚ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ＨＶＤＣ ｈａｒｍｏｎｉｃ； ｈａｒｍｏｎｉｃ ｖｏｌｔａｇｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ； ＤＣ ｖｏｌｔａｇｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ； ＤＣ ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ
ｖｏｌｔａｇｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ； ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｄｉｖｉｄｅｒ； ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒｅｓｐｏｎｓｅ

Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ ｆａｉｌｕｒｅ ｂａｓｅｄ
ｏｎ ｍｕｌｔｉ⁃ａｇｅｎｔ ｉｎ ＭＩＤＣ
ＭＡ Ｊｉｎｇ， ＬＩＵ Ｔｉａｎ⁃ｑｉ， ＬＩ Ｘｉｎｇ⁃ｙｕａｎ， ＨＵ Ｎａｎ， ＬＩ Ｑｉａｎ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ， Ｓｉｃｈｕａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００６５， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ ｆａｉｌｕｒｅ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｍｏｎ ｆａｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ ｉｎ ｈｉｇｈ⁃ｖｏｌｔａｇｅ ｄｉｒｅｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ
ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ． Ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ ｆａｉｌｕｒｅ ｉｓ ｍｕｃｈ ｍｏｒｅ ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｒｔ⁃
ｅｒ ｓｔａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｍｕｌｔｉ⁃ｉｎｆｅｅｄ ＨＶＤＣ ｓｙｓｔｅｍｓ， ｉｎ ｗｈｉｃｈ ｃｏｎｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ ｆａｉｌｕｒｅ ｃａｎ ｏｃｃｕｒ ｗｉｔｈ ａ ｓｅｒｉｏｕｓ ｆａｕｌｔ．
Ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ ｆａｉｌｕｒｅ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｉｓ ｔｏ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ ｍａｒｇｉｎ ｉｍｍｅｄｉａｔｅｌｙ ｔｏ ａｖｏｉｄ
ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ ｆａｉｌｕｒｅ ｂｙ ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ ｆｉｒｉｎｇ ａｎｇｌｅ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｆａｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ＡＣ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｅ ｄｅｔｅｃｔｅｄ， ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ａｎｄ
ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｏｆ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ ａｒｅ ｉｇｎｏｒｅｄ． Ｆｏｒ ｍｕｌｔｉ⁃ｉｎｆｅｅｄ ＨＶＤＣ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ， ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ ｆａｉｌ⁃
ｕｒｅ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｍｕｌｔｉ⁃ａｇｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｔｈｅ ｍｕｌｔｉ⁃ａｇｅｎｃｙ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ
ｍｏｄｕｌｅ ｉｓ ｂｕｉｌｔ ａｎｄ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｉｎｆｅｅｄ ＨＶＤＣ ｓｙｓｔｅｍｓ ｉｎ ＰＳＣＡＤ． Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｉｎｆｅｅｄ
ＨＶＤＣ ｓｙｓｔｅｍｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｕｌｔｉ⁃ａｇｅｎｃｙ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｂｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｉｎ ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ ｌｏｃａｌ ａｎｄ
ｃｏｎｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ ｆａｉｌｕｒｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ ｆａｉｌｕｒｅ； ｍｕｌｔｉ⁃ａｇｅｎｔ； ｍｕｌｔｉ⁃ｉｎｆｅｅｄ ＤＣ； ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ

Ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｄｅｔｅｃｔ ｈａｒｍｏｎｉｃｓ ａｎｄ ｉｎｔｅｒ⁃ｈａｒｍｏｎｉｃｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ⁃ｌｅｖｅｌ
ＥＥＭＤ ａｎｄ Ｗｉｇｎｅｒ⁃Ｖｉｌｌｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
ＺＨＡＮＧ Ｙｕ⁃ｈｕｉ， ＤＵＡＮ Ｗｅｉ⁃ｒｕｎ， ＬＩ Ｔｉａｎ⁃ｙｕｎ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｄｉａｎｌｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｊｉｌｉｎ １３２０１２， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｓｕｐｐｒｅｓｓ ｎｏｉｓｅ ａｎｄ ｄｅｔｅｃｔ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｈａｒｍｏｎｉｃｓ ａｎｄ ｉｎｔｅｒ⁃ｈａｒｍｏｎｉｃｓ， ａ ｍｕｌ⁃
ｔｉｐｌｅ⁃ｌｅｖｅｌ ｅｎｓｅｍｂｌｅ ｅｍｐｉｒｉｃａｌ ｍｏｄｅ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ （ＥＥＭＤ） ａｎｄ Ｗｉｇｎｅｒ⁃Ｖｉｌｌｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ （ＷＶＤ） ｂａｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄ
ｔｏ ｄｅｔｅｃｔ ｈａｒｍｏｎｉｃｓ ａｎｄ ｉｎｔｅｒ⁃ｈａｒｍｏｎｉｃｓ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｕｓｉｎｇ ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ ｗｈｉｔｅ ｎｏｉｓｅ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ， ｔｈｅ ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｍｏｄｅ
ｆｕｎｃｔｉｏｎ （ＩＭＦ） ｉｓ ｇａｉｎｅｄ ｂｙ ｍｕｌｔｉｐｌｅ⁃ｌｅｖｅｌ ＥＥＭＤ． Ｉｔ ｃａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｓｕｐｐｒｅｓｓ ｐｕｌｓｅ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ ｗｈｉｔｅ ｎｏｉｓｅ
ａｎｄ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ｄｅｔｅｃｔ ｔｈｅ ｈａｒｍｏｎｉｃｓ ａｎｄ ｉｎｔｅｒ⁃ｈａｒｍｏｎｉｃｓ ｓｉｇｎａｌｓ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｂｙ ＷＶＤ ｏｆ ｅａｃｈ ＩＭＦ， ａｎｄ ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｌｅａｓｔ
ｓｑｕａｒｅ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｅｓｔｉｍａｔｅ ｔｈｅ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｏｆ ｓｉｇｎａｌｓ， ｔｈｕｓ ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｈａｒｍｏｎｉｃｓ ａｎｄ ｉｎｔｅｒ⁃ｈａｒｍｏｎｉｃｓ
ｕｎｄｅｒ ｎｏｉｓｅｓ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ｉｓ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ． Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｈａｒｍｏｎｉｃ； ｉｎｔｅｒ⁃ｈａｒｍｏｎｉｃ； ｄｅ⁃ｎｏｉｓｉｎｇ； Ｗｉｇｎｅｒ⁃Ｖｉｌｌｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ； ｍｕｌｔｉｐｌｅ⁃ｌｅｖｅｌ ｅｎｓｅｍｂｌｅ ｅｍｐｉｒｉｃａｌ
ｍｏｄｅ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ； ｃｒｏｓｓ⁃ｔｅｒｍｓ； ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅｓ

Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｏｆ ＤＣ⁃ＤＣ Ｂｏｏｓｔ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ
ＹＡＮＧ Ｙｕ⁃ｇａｎｇ， ＧＡＮ Ｗｅｎ⁃ｈｕａ
（Ｆａｃｕｌｔｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｈｕｌｕｄａｏ １２５１０５， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ＤＣ⁃ＤＣ Ｂｏｏｓｔ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ， ａ ＰＩ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔｏ ｒｅｇ⁃
ｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｖｏｌｔａｇｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｖｏｌｔａｇｅ ｍｏｄｅ． Ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ＤＣ⁃ＤＣ Ｂｏｏｓｔ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ａｎａ⁃
ｌｙｚｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｄｅｒｉｖｅｄ． Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｕｓｅｓ ＰＩ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｉｎ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ｖａｌ⁃
ｕｅｓ ｏｆ Ｋｐ ａｎｄ Ｋｉ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｄｅｒｉｖｅｄ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｚｉｅｇｌｅｒ⁃Ｎｉｃｈｏｌｓ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｌｏｏｐ Ｓｈａｐｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ ｔｈｒｏｕｇｈ Ｍａｔｌａｂ
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ， ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｂｏｔｈ ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｓ ｃｏｍｐａｒｅｄ ａｎｄ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ｉｓ ｍａｄｅ ｔｈａｔ Ｌｏｏｐ⁃
Ｓｈａｐｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｂｅｔｔｅｒ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎ； ＰＩ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ； Ｚｉｅｇｌｅｒ⁃Ｎｉｃｈｏｌｓ ｍｅｔｈｏｄ； Ｌｏｏｐ⁃Ｓｈａｐｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ

Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｍａｇｎｅｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ
ｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＬａｂＶＩＥＷ
ＣＨＥＮ Ｊｉｎｇ ^{１， ２}， ＬＩＵ Ｇｕｏ⁃ｑｉａｎｇ^１， ＸＩＡ Ｈｕｉ^１
（１． Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９０， Ｃｈｉｎａ；
２． Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９０， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ， ａ ｈｉｇｈ⁃ｓｐｅｅｄ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍａｇｎｅｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ
ｔｈｅ ｖｉｔｕａｌ ｍａｃｈｉｎｅ ａｎｄ ｔｈｅ ＰＸＩ ｂｕｓ． Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ＬａｂＶＩＥＷ ｓｏｆｔｗａｒｅ， ｔｈｅ ｅｎｔｉｒｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｃａｎ ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ
ｈａｒｄｗａｒｅ ｓｙｓｔｅｍ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｇｎｅｔｓ， ｐｕｌｓｅｄ ｓｉｇｎａｌ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ， ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｓｅｎｓｏｒ， ｍｏｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ，
ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｃａｒｄ ａｎｄ ｐｅｒｓｏｎａｌ ｃｏｍｐｕｔｅｒ． Ｔｈｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｒｅａｌｉｚｅｄ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｍａｇｎｅｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ ｓｉｇｎａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ
ａｎｄ ｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｄａｔａ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ： ｐｒｏｇｒａｍ ｍｏｄｕｌａｒｉｔｙ， ｅａｓｙ ｔｏ ｏｐｅｒ⁃
ａｔｅ ａｎｄ ｅｍｂｅｄｄｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ｖａｌｉｄｉｔｙ ｏｆ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｄｅｓｉｇｎ， ａ ｓａｍｐｌｅ ｏｆ ａ
ｃｏｎｃｅｎｔｒｉｃ ｄｏｕｂｌｅ ｌｏｏｐ ｉｎ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｗａｓ ａｐｐｌｉｅｄ， ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｆｉｎａｌ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｉｍａｇｅ ｃａｎ
ｃｌｅａｒｌｙ ａｎｄ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ｓｈｏｗ ｔｈｅ ｓｈａｐｅ ａｎｄ ｓｉｚｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅ． Ｔｈｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｗｉｌｌ ｆｕｒｔｈｅｒ ｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｍａｇｎｅｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ ｗｉｔｈ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ， ａｎｄ ｉｔ ｗｉｌｌ ｂｒｉｎｇ ｇｒｅａｔ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅ ｆｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｐｈａｎｔｏｍ ｔｅｓｔｓ， ｗｈｉｃｈ ｇｒｅａｔｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅｓ ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｍａｇｎｅｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ； ＬａｂＶＩＥＷ； ＰＸＩ ｂｕｓ