Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ａｐｐｒｏａｃｈ ｆｏｒ ＡＣ ／ ＤＣ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍｓ ｃａｓｃａｄｉｎｇ ｆａｉｌｕｒｅ ａｎａｌｙｓｉｓ
ＺＨＡＮＧ Ｚｈｅｎ⁃ａｎ^１， ＺＨＡＮＧ Ｘｕｅ⁃ｍｉｎ^２， ＱＵ Ｈａｏ⁃ｙｕａｎ^２， ＬＩ Ｘｉａｏ⁃ｍｅｎｇ^１， ＹＡＯ Ｒｕｉ^２， ＺＨＡＮＧ Ｘｉａｎｇ⁃ｙｕ^２
（１． Ｈｅｎａｎ Ｐｏｗｅｒ Ｇｒｉｄ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５００５２， Ｃｈｉｎａ；
２． Ｄｅｐｔ． ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂ ｏｆ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ
Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ， Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８４， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｓｃａｄｉｎｇ ｆａｉｌｕｒｅ ａｎａｌｙｓｉｓ， ｓｔａｔｉｃ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｃｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ＡＣ／ ＤＣ
ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ ｉｓ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｆｉｒｓｔ ｏｆ ａｌｌ， ｔｈｅ ＤＣ ｌｉｎｅ ｉｓ ｃｏｎｖｅｒｔｅｄ ｔｏ ＡＣ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ， ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｅｘｔｅｎｄｅｄ ｗａｒｄ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ
ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｇｒｉｄ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ａｎｄ ｐｏｗｅｒ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｂｙ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ， ｔｈｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ａｎｄ ｆａｉｌｕｒｅ ｒａｔｅ ｏｆ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｄｅｖｉｃｅｓ ａｒｅ ｇｉｖｅｎ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｔｈｅ ＡＣ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｉｍｐｅｄ⁃
ａｎｃｅ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｌｏａｄ ｍｅｔｈｏｄ， ｗｈｉｃｈ ａｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｄｅａｌ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ＨＶＤＣ， ａｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ． Ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒoｐｏｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｖａｌｉｄａｔｅｄ ｂｙ ＩＥＥＥ １１８ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ ｃａｓｃａｄｉｎｇ ｆａｉｌｕｒｅ ａｎａｌｙｓｉｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ＡＣ／ ＤＣ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ； ｃａｓｃａｄｉｎｇ ｆａｉｌｕｒｅ； ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｗａｒｄ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ

Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｂａｌａｎｃｅ ｏｆ ｂｒａｎｃｈｅｓ ｌｏａｄ ｒａｔｅ
ＮＩＥ Ｈｏｎｇ⁃ｚｈａｎ， ＺＨＥＮＧ Ｐｅｎｇ⁃ｆｅｉ， ＬＩ Ｓｈｕａｉ， ＭＡ Ｙｉｎｇ⁃ｄｏｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｄｉａｎｌｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｊｉｌｉｎ １３２０１２， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ’ｓ ｓｅａｒｃｈｉｎｇ ｓｐｅｅｄ ｉｓ ｆａｓｔ， ｂｕｔ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｉｓ ｔｏｏ ｏｎｅｆｏｌｄ ａｎｄ ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｐｒｅ⁃
ｍａｔｕｒｅ ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ． Ｃｈａｏｓ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｈａｓ ｒａｎｄｏｍｎｅｓｓ， ｅｒｇｏｄｉｃｉｔｙ， ｓｏ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ
ｔｈｅ ｇｌｏｂａｌ ｓｅａｒｃｈ ａｂｉｌｉｔｙ ｉｓ ｓｔｒｏｎｇ， ｂｕｔ ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ ｓｐｅｅｄ ｉｓ ｓｌｏｗ． Ｃｈａｏｓ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ｐｕｔ
ｆｏｒｗａｒｄ ｗｈｉｃｈ ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔｓ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｆｏｒ ｅａｃｈ ｏｔｈｅｒ． Ｃａｔ ｍａｐｐｉｎｇ ｉｓ ｕｅｓｄ ｔｏ ｒｅｐｌａｃｅ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ Ｌｏｇｉｓｔｉｃ ｍａｐ⁃
ｐｉｎｇ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｓｐｅｅｄ ｏｆ ｃｈａｏｓ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ， ａｎｄ ｔｈｅ ｇｌｏｂａｌ ａｎｄ ｌｏｃａｌ ｓｅａｒｃｈ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈａｏｓ ｄｉｆｆｅｒ⁃
ｅｎｔｉａｌ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｂｙ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｔｈｅ ｍｕｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｒｏｓｓ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ａｎｄ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｃｈａｏｓ ｄｉｓｔｕｒｂ⁃
ａｎｃｅ． Ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｃｏｓｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｂｒａｎｃｈｅｓ ｌｏａｄ ｒａｔｅ ｖａｒｉａｎｃｅ ａｒｅ ｕｓｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ
ｎｅｔｗｏｒｋ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｍｏｄｅｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｗｈｉｃｈ ｃｏｎｓｉｄｅｒｓ ｔｈｅ ｅｃｏｎｏｍｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｃｈｅｍｅ ａｎｄ ｓｅｃｕｒｉｔｙ， ａｎｄ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｏｐｔｉｍｉｚｅ
ｔｈｅ ｈｅａｖｙ ａｎｄ ｌｉｇｈｔ ｌｏａｄ ｌｉｎｅｓ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｆｌｏｗ ｔｏ ｂｅ ｍｏｒｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ． Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ １８
ｎｏｄｅｓ ｅｘａｍｐｌｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ｆｅａｓｉｂｌｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ｐｌａｎｎｉｎｇ； ｂｒａｎｃｈｅｓ ｌｏａｄ ｒａｔｅ ｖａｒｉａｎｃｅ； ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ； ｃｈａｏｓ
ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ； ｃｈａｏｓ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ

Ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏ⁃ｔｈｅｒｍａｌ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｊｕｎｃｔｉｏｎ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｉｎ ＩＧＢＴ ｍｏｄｕｌｅｓ
ＷＵ Ｙａｎ⁃ｓｏｎｇ， ＬＵＯ Ｈａｏ⁃ｚｅ， ＬＩ Ｗｕ⁃ｈｕａ， ＨＥ Ｘｉａｎｇ⁃ｎｉｎｇ， ＤＥＮＧ Ｙａｎ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００２７， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ＩＧＢＴ ｍｏｄｕｌｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｌｅｖｅｌ ａｎｄ ｄｅｎｓｉｔｙ， ｓｙｓｔｅｍ ｆａｉｌｕｒｅｓ
ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｄｕｅ ｔｏ ｐｏｗｅｒ ｌｏｓｓ ａｒｅ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｓｅｖｅｒｅ． Ｄｅｅｐ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ｏｎ ｄｅｖｉｃｅ
ａｎｄ ｈｅａｔｓｉｎｋ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅ ｔｏ ｐｏｗｅｒ ｄｅｖｉｃｅ ｐａｃｋａｇｅ ｄｅｓｉｇｎ， ｄｅｖｉｃｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ， ｓｙｓｔｅｍ ｌａｙｏｕｔ ａｎｄ ｉｎｖｅｒｔｅｒ
ｓｔａｂｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｍｏｄｅｌｓ ａｎｄ ｅｘｔｒａｃｔｓ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｔｈｅｒｍａｌ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ｔｈｒｏｕｇｈ ＦＥＭ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ
Ｍｅｔｈｏｄ）， ｗｉｔｈ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎ ｌｉｎｅ ｗｉｔｈ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒ’ ｓ ｄａｔａｓｈｅｅｔ． Ｉｔ ａｌｓｏ ｖｅｒｉｆｉｅｓ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ
ｃｕｒｖｅ’ｓ ｕｎｉｖｅｒｓａｌｉｔｙ ａｎｄ ｓｅｔｓ ｕｐ ｅｌｅｃｔｒｏ⁃ｔｈｅｒｍａｌ ｍｏｄｅｌ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ＲＣ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｎｅｔｗｏｒｋ，
ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｄｙｎａｍｉｃ ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｔｈｅｒｍａｌ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ； ＦＥＭ； ｅｌｅｃｔｒｏ⁃ｔｈｅｒｍａｌ ｍｏｄｅｌ； ｄｙｎａｍｉｃ ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ

Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ＳｉＣ⁃ｂａｓｅｄ ｐｏｗｅｒ ｄｅｖｉｃｅｓ
ＺＨＡＯ Ｂｉｎ， ＱＩＮ Ｈａｉ⁃ｈｏｎｇ， ＭＡ Ｃｅ⁃ｙｕ， ＹＵＡＮ Ｙｕａｎ， ＺＨＯＮＧ Ｚｈｉ⁃ｙｕａｎ
（Ｊｉａｎｇｓｕ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｎｅｗ Ｅｎｅｒｇｙ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ （Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ
Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ ａｎｄ Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ）， Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００１６， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｓｉｌｉｃｏｎ ｄｅｖｉｃｅｓ， ＳｉＣ⁃ｂａｓｅｄ ｐｏｗｅｒ ｄｅｖｉｃｅｓ ｆｅａｔｕｒｅ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｗｉｔｈ ｌｏｗ ｓｗｉｔｃ⁃
ｈｉｎｇ ｌｏｓｓｅｓ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ． Ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｏｆ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ＳｉＣ⁃ｂａｓｅｄ ｄｅｖｉｃｅｓ
ａｎｄ Ｓｉ⁃ｂａｓｅｄ ｄｅｖｉｃｅｓ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｔｈｅｎ， ａ ｂｕｃｋ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｔｅｓｔ ｂｅｎｃｈ ｉｓ ｂｕｉｌｔ， ａｎｄ ｔｈｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ
ＳｉＣ⁃ｂａｓｅｄ ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｓｉ⁃ｂａｓｅｄ ｄｅｖｉｃｅｓ ａｒｅ ｔｅｓｔｅｄ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ． Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ
ａｂｏｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ， ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ｄｅｓｉｇｎ ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ

Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｏｕｔｐｕｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｉｐｐｌｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ
ｉｎ ｆｏｒｗａｒｄ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｗｉｔｈ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｍａｇｎｅｔｉｃｓ
ＬＵ Ｚｅｎｇ⁃ｙｉ^１， ＣＨＥＮ Ｗｅｉ^２， ＣＨＥＮ Ｚｈｉ⁃ｙｕ^２
（１． Ｄｅｌｔａ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ （Ｓｈａｎｇｈａｉ） Ｃｏ． Ｌｔｄ． ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１２０９， Ｃｈｉｎａ；
２． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｕｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｆｕｚｈｏｕ ３５０１０８， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｃｉｒｃｕｉｔ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｍａｇｎｅｔｉｃｓ（ＩＭ）， ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｉｐｐｌｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ
ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ＩＭ ｆｏｒｗａｒｄ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ １ ｉｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｉｓ ｅｘ⁃
ｐｌｏｒｅｄ． Ｍｏｒｅｏｖｅｒ， ｚｅｒｏ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｉｐｐｌｅ ｄｅｓｉｇｎ ｃａｎ ｂｅ ｅｘｔｅｎｄｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ＩＭ ｆｏｒｗａｒｄ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ２， ｗｈｅｒｅ ｔｈｅ ｆｌｕｘ ｄｉｓｔｒｉ⁃
ｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｗｉｎｄｉｎｇ ｌｏｓｓ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｆｉｎａｌｌｙ， ｔｈｅ ｐｒｏｔｏｔｙｐｅｓ ａｒｅ ｂｕｉｌｔ ｆｏｒ ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ； ｆｏｒｗａｒｄ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ； ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｉｐｐｌｅ ｓｔｅｅｒｉｎｇ； ｚｅｒｏ ｒｉｐｐｌｅ

Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｇｕｌａｔｏｒ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ＰＷＭ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ
ａｔ ｌｏｗ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ
ＳＯＮＧ Ｗｅｎ⁃ｘｉａｎｇ， ＤＯＮＧ Ｙｉｎｇ， ＺＨＵ Ｈｏｎｇ⁃ｚｈｉ
（Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００７２， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａｔ ｌｏｗ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ， ｓｅｖｅｒｅ ｃｒｏｓｓ⁃ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｗｉｌｌ ｏｃｃｕｒ ｉｆ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｇｕｌａｔｏｒ ａｄｏｐｔｉｎｇ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｄｉｓ⁃
ｃｒｅｔｅ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ＰＷＭ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ， ｍｏｒｅｏｖｅｒ， ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｓｙｓｔｅｍ ｅｖｅｎ ｃａｎｎｏｔ ｗｏｒｋ ｎｏｒｍａｌｌｙ． Ｉｎ ｔｈｅ ｐａ⁃
ｐｅｒ ａ ｓｉｍｐｌｅ ｄｉｓｃｒｅｔｅ⁃ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ ＰＷＭ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ ｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｔｈａｔ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｔｈｅ ｄｅｌａｙ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｗｉｔｈ ＰＷＭ． Ａ ｄｉｓ⁃
ｃｒｅｔｅ ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｇｕｌａｔｏｒ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｉｓ ｍｏｄｅｌ ｗｉｔｈｏｕｔ ｔｕｓｉｎ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ， ａｎｄ ｃｌｏｓｅｄ⁃
ｌｏｏｐ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｎｏｔ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ ｂｙ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄ． Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｏｔｈｅｒ ｒｅｇｕｌａｔｏｒｓ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅ ｔｈａｔ
ｄｉｒｅｃｔ ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｇｕｌａｔｏｒ ｈａｓ ｂｅｔｔｅｒ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ＰＷＭ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ； ｌｏｗ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ； ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｇｕｌａｔｏｒ； ｄｉｒｅｃｔ ｄｅｓｉｇｎ

Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｂｉ⁃ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｓｔｅｐ⁃ｕｐ ＤＣ⁃ＤＣ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｍｏｄｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ
ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｌｉｎｋ
ＣＨＥＮ Ｙａｎ⁃ｈｕｉ， ＣＨＥＮ Ｄａｏ⁃ｌｉａｎ
（Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｄｒｉｖｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， Ｆｕｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｆｕｚｈｏｕ ３５０１０８， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｘａｍｐｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｂｉ⁃ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｓｔｅｐ⁃ｕｐ ＤＣ⁃ＤＣ ｃｏｎｖｅｒｔ⁃
ｅｒ ｍｏｄｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｔｈｉｓ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｉｓ ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｄ ｏｆ ｔｗｏ ｓａｍｅ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｂｉ⁃ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｓｔｅｐ⁃ｕｐ ｍｏｄｅ ＤＣ⁃ＤＣ
ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ ｗｈｉｃｈ ａｒｅ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｉｎ ｐａｒａｌｌｅｌ ｏｎ ｔｈｅ ｉｎｐｕｔ ｓｉｄｅ ａｎｄ ｒｅｖｅｒｓｅｌｙ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｉｎ ｓｅｒｉｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｓｉｄｅ．
Ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ａｎｄ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ ｖｏｌｔａｇｅ ｖａｌｕｅ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ， ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｃｒｉｔｅｒｉａ ｏｆ ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｒｅ ｄｅｅｐｌｙ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ． Ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｗｈｅｎ ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ
ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｉｓ ａｄｏｐｔｅｄ， ｔｈｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｈａｓ ｓｍａｌｌ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｄｕｔｙ ｃｙｃｌｅ， ｌｏｗ ｍａｘｉｍｕｍ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｔｒｅｓｓ ｏｆ ｐｏｗ⁃
ｅｒ ｓｗｉｔｃｈｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｗｉｎｄｉｎｇ， ｌｏｗｅｒ ｈｉｇｈ⁃ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒｉｐｐｌｅｓ ｉｎ ｉｎｐｕｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ａｎｄ ｏｕｔｐｕｔ ｖｏｌｔａｇｅ ａｎｄ ｃｏｎｓｅ⁃
ｑｕｅｎｔｌｙ ｉｔ’ｓ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｏｃｃａｓｉｏｎｓ ｗｉｔｈ ｌａｒｇｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｉｎｐｕｔ ｖｏｌｔａｇｅ． Ｏｔｈｅｒｗｉｓｅ， ｗｈｅｎ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ
ｓｔｒａｔｅｇｙ ｉｓ ａｄｏｐｔｅｄ， ｔｈｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｈａｓ ｂｉｇ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｄｕｔｙ ｃｙｃｌｅ， ｈｉｇｈ ｍａｘｉｍｕｍ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｔｒｅｓｓ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｓｗｉｔ⁃
ｃｈｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｗｉｎｄｉｎｇ， ｈｉｇｈｅｒ ｈｉｇｈ⁃ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒｉｐｐｌｅｓ ｉｎ ｉｎｐｕｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ａｎｄ ｏｕｔｐｕｔ ｖｏｌｔａｇｅ ａｎｄ ｃｏｎｓｅｑｕｅｎｔｌｙ
ｉｔ’ｓ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｏｃｃａｓｉｏｎｓ ｗｉｔｈ ｓｔａｂｌｅ ｏｒ ｓｍａｌｌ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｉｎｐｕｔ ｖｏｌｔａｇｅ． Ｔａｋｉｎｇ ｓｉｎｇｌｅ ｆｏｒｗａｒｄ ｍｏｄｅ ｃｉｒｃｕｉｔ
ａｓ ｅｘａｍｐｌｅ， ａ ５００ＶＡ １８⁃３２ＶＤＣ ／１１５Ｖ ４００Ｈｚ ＡＣ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ ａｄｏｐｔｉｎｇ ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｉｓ
ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ ｐｒｏｖｉｄｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｉｓｏｌａｔｅｄ ｓｔｅｐ⁃ｕｐ ｍｏｄｅ ＤＣ⁃ＤＣ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ； ｂｉ⁃ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｐｏｗｅｒ ｆｌｏｗ； ｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｌｉｎｋ； ｉｎｖｅｒｔｅｒ

Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｏｆ ｂａｔｔｅｒｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ
ＬＩ Ｘｕ^１， ＷＡＮＧ Ｌｉ⁃ｆａｎｇ^２， ＨＥ Ｊｕ⁃ｇａｎｇ^１， ＷＡＮＧ Ｚｈｅｎｇ⁃ｓｈｅｎｇ^１
（１． Ｃｈｉｎａ Ｃｈａｎｇａｎ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０１１２０， Ｃｈｉｎａ；
２． Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９０， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｂａｔｔｅｒｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ（ＢＭＳ）ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ ｅｎｅｒｇｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ． Ｉｔ
ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ． Ｈｏｗｅｖｅｒ， ＢＭＳ ｗｏｒｋｓ ｉｎ ａｎ ｃｏｍｐｌｅｘ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ
ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ， ｓｏ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ａｎｔｉ⁃ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ＢＭＳ ｉｓ
ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ ｅｓｓｅｎｔｉａｌ ｔｏ ｇｕａｒａｎｔｅｅ ｔｈｅ ｓａｆｅ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｈｙｂｒｉｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ
（ＨＥＶ）ｐｌａｔｆｏｒｍ ｏｆ Ｃｈａｎｇａｎ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｃｏ．， Ｌｔｄ， ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ ＨＥＶ ａｎｄ ｉｔｓ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｍｅｃｈａ⁃
ｎｉｓｍ ｔｏ ＢＭＳ ａｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ． Ｂｙ ｔｈｅ ＥＭＣ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｔｈｅ ａｎｔｉ⁃ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ
ｔｈｅ ＢＭＳ ｉｓ ｅｎｈａｎｃｅｄ． Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ＢＭＳ ｃａｎ ｂｅ ｇｏｏｄ ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ ｃｏｍｐｌｅｘ ｅ⁃
ｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅｓ； ｂａｔｔｅｒｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ； ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ； ＥＭＩ

Ｒｏｂｕｓｔ ａｎｄ ｇｌｏｂａｌ ｏｐｔｉｍｉｚｅｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ａｎｔ ｃｏｌｏｎｙ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ
ｆｏｒ ｉｎｖｅｒｓｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓ
ＮＩＥ Ｍａｎ， ＹＡＮＧ Ｓｈｉ⁃ｙｏｕ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００２７， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｒｅａｌ ｗｏｒｌｄ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ， ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｉｓ ｏｆｔｅｎ ｖｅｒｙ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｔｏ ｓｍａｌｌ ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｏｐ⁃
ｔｉｍｉｚｅｄ ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ． Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ， ｉｔ ｉｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｔｏ ａｐｐｌｙ ｒｏｂｕｓｔ ｏｐｔｉｍａｌ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｔｏ ｆｉｎｄ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｓｏｌｕ⁃
ｔｉｏｎ ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｇｏｏｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ ｉｎ ｂｏｔｈ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｇａｉｎｓｔ ｓｍａｌｌ
ｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎｓ． Ｈｏｗｅｖｅｒ， ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｒｏｂｕｓｔ ｏｐｔｉｍａｌ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｈａｖｅ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓ ｉｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ ｆｉｎｄｉｎｇ ｆｉｎａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｏｆ
ｉｎｖｅｒｓｅ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｒｏｂｌｅｍｓ． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｌｉｍｉｎａｔｅ ｔｈｉｓ ｐｒｏｂｌｅｍ， ａ ｆａｓｔ ａｎｔ ｃｏｌｏｎｙ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ （ＡＣＯ） ａｌｇｏ⁃
ｒｉｔｈｍ ｂａｓｅｄ ｒｏｂｕｓｔ ａｎｄ ｇｌｏｂａｌ ｏｐｔｉｍｉｚｅｒ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ， ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ａｒｅ
ｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄ， ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｉｅｓ ｔｏ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ ｃｏｍｐｕｔｅ ｔｈｅ ｒｏｂｕｓｔ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｔｈｅ ｎｕｍｅｒｉ⁃
ｃａｌ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ａ ｃａｓｅ ｓｔｕｄｙ ｓｈｏｗｃａｓｅ ｔｈｅ ｍｅｒｉｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ， ａｎｄ ｖａｌｉｄａｔｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ
ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｂｙ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ａｎｔ ｃｏｌｏｎｙ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ； ｉｎｖｅｒｓｅ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｒｏｂｌｅｍｓ； ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ； ｒｏｂｕｓｔ ｄｅｓｉｇｎ

Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ ｏｆ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ
ｒａｉｌｇｕｎ ａｎｄ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｇｏｕｇｅ
ＹＡＮＧ Ｄａｎ^１，２， ＹＵＡＮ Ｗｅｉ⁃ｑｕｎ^１，３， ＺＨＡＯ Ｙｉｎｇ^１，３， ＣＨＥＮ Ｙｕｎ^１，２， ＷＡＮＧ Ｘｉａｎ⁃ｂｉｎ^１，２， ＹＡＮ Ｐｉｎｇ^１，３
（１． Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９０， Ｃｈｉｎａ；
２． Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９０， Ｃｈｉｎａ；
３． Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｄｒｉｖｅ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９０， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｓｕｒｆａｃｅ ｅｒｏｓｉｏｎ ａｎｄ ｇｏｕｇｉｎｇ ａｒｅ ｔｗｏ ｄｅｆｅｃｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｌａｕｎｃｈｅｒ， ｉｎ ｗｈｉｃｈ ｇｏｕｇｉｎｇ ｉｓ ｔｈｅ
ｍａｉｎ． Ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｌａｕｎｃｈ， ｗｈｅｎ ｔｈｅ ａｒｍａｔｕｒｅ ｒｅａｃｈｅｓ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｓｐｅｅｄ， ｔｈｅｒｅ ｗｉｌｌ ｂｅ ｇｏｕｇｅ ｏｎ ｔｈｅ
ｒａｉｌ． Ｏｎｃｅ ｇｏｕｇｉｎｇ ｈａｐｐｅｎｓ， ｉｔ ｗｉｌｌ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｌａｕｎｃｈ ｓｐｅｅｄ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ． Ｉｆ ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ， ｔｈｅ ｒａｉｌ ｍｕｓｔ ｂｅ ａｂａｎ⁃
ｄｏｎｅｄ． Ｓｏ， ｔｈｅ ａｖｏｉｄｉｎｇ ｏｆ ｇｏｕｇｉｎｇ ｈｅｌｐｓ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｌｉｆｅ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｌａｕｎｃｈｅｒ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｉｍｕｌａｔｅｓ
ａ ｓｍａｌｌ ｓｑｕａｒｅ⁃ｂｏｒｅ ｌａｕｎｃｈｅｒ ｕｓｉｎｇ ＡＮＳＹＳ． Ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｒａｉｌｓ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ａｒｍａｔｕｒｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｒｅ ａｃｑｕｉｒｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｇｏｕｇｅ ｏｎ ｒａｉｌｓ ｍａｄｅ ｂｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｉｔ ｉｓ
ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｒａｉｌ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｌａｕｎｃｈｅｒｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｓ ｕｎｅｖｅｎｌｙ， ｗｈｉｃｈ
ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎ ｗｈｙ ｇｏｕｇｉｎｇ ｉｓ ｆｏｒｍｅｄ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ， ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ｏｎｅ
ｏｆ ｔｈｅ ｍｅａｎｓ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｉｎｈｉｂｉｔ ｇｏｕｇｉｎｇ， ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｃ⁃
ｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｌａｕｎｃｈｅｒ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｇｏｕｇｉｎｇ； ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ； ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｇｏｕｇｅ

Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｎｅｗ ｅｎｅｒｇｙ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ
ＣＯＮＧ Ｊｉｎｇ ^１， ＳＯＮＧ Ｋｕｎ ^２， ＬＵ Ｈａｉ⁃ｗｅ^{ｉ ３}， ＧＡＯ Ｘｉａｏ⁃ｆｅｎｇ ^３， ＸＩＡＯ Ｂａｉ ^１
（１． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｄｉａｎｌｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｊｉｌｉｎ １３２０１２， Ｃｈｉｎａ；
２． Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，
Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１００１５， Ｃｈｉｎａ； ３． Ｊｉｌｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏ． Ｌｔｄ． ， Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ １３００２１， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｒｅｖｉｅｗｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｎｅｗ ｅｎｅｒｇｙ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ
ｗｈｉｃｈ ｃｏｎｔａｉｎｓ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ． Ｆｉｒｓｔｌｙ， ｔｈｅ ｇｒｅａｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ
ａ ｈｉｇｈ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ｏｆ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｓｅｃｏｎｄｌｙ， ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｒｅ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ ｃｏｍｐａｒｅｄ． Ｏｎ ｏｎｅ ｈａｎｄ， ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ． Ｏｎ ｔｈｅ ｏｔｈｅｒ ｈａｎｄ， ｉｔ ａｌｓｏ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ
ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ， ｐｒｏｂｌｅｍ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ． Ｔｈｉｒｄｌｙ， ｉｔ ａｄｏｐｔｅｄ ａ ｎｅｗ
ｍｅｔｈｏｄ ｔｈａｔ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ ａ ｖａｒｉｅｔｙ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｆｏｒ ｎｅｗ ｅｎｅｒｇｙ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｃｏｍｂｉｎｅｓ ｅｎｅｒｇｙ
ｓｔｏｒａｇｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗｉｔｈ ｌａｒｇｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ａｎｄ ｑｕｉｃｋ ｒｅｓｐｏｎｓｅ． Ｌａｓｔｌｙ， ｉｔ ｐｏｉｎｔｅｄ ｏｕｔ ｔｈａｔ ｏｐｔｉｍａｌ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ
ｓｔｏｒａｇｅ ｉｎ ｔｈｅ ｎｅｗ ｅｎｅｒｇｙ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ａ ｓｕｂｊｅｃｔ ｗｈｉｃｈ ｎｅｅｄｓ ｆｕｒｔｈｅｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｎｅｗ ｅｎｅｒｇｙ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ； ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ； ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ； ｒｅｎｅｗａｂｌｅ ｅｎｅｒｇｙ

Ｄｏｕｂｌｅ ｃｌｏｓｅｄ ｌｏｏｐｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ＰＣＣ ｐｏｗｅｒ ｆｌｏｗ ｏｆ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ
ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ ａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ＣＨＥＮ Ｒｅｎ⁃ｆｅｎｇ^１， ＨＵＡＮＧ Ｓｈａｏ⁃ｗｅｉ^１， ＣＨＥＮ Ｌａｉ⁃ｊｕｎ^１， ＺＨＡＯ Ｆｅｎｇ⁃ｆｕ^２， ＦＵ Ｄｏｎｇ⁃ｓｈｅｎｇ^２， ＷＡＮＧ Ｂｉｎ^２
（１． Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ， Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，
Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８４， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｘｕａｎｃｈｅｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｘｕａｎｃｈｅｎｇ ２４２０００， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｓｔａｂｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｔｈｅ ｔｉｅ⁃ｌｉｎｅ ｐｏｗｅｒ ｆｌｏｗ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｍｉｃｒｏ⁃ｇｒｉｄ，
ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｂｅ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｐｏｗｅｒ ｆｌｏｗ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｃｏｍｍｏｎ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ （ＰＣＣ）． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ
ｐｒｏｐｏｓｅｓ ａ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｆｌｏｗ ｏｆ ＰＣＣ， ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ ｔｈｅ ｏｕｔ⁃ｌｏｏｐ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ａｎｄ ｉｎｎｅｒ⁃
ｌｏｏｐ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ． Ｔｈｅ ｏｕｔ⁃ｌｏｏｐ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｉｓ ｒｅｓｐｏｎｓｉｂｌｅ ｆｏｒ ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｇｎｉｔｕｄｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｃｏｍ⁃
ｐｅｎｓａｔｉｏｎ， ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｉｎｎｅｒ⁃ｌｏｏｐ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｔｅ ｐｏｗｅｒ ｆｌｏｗ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｄｅｃｏｕｐｌｅｄ
Ｐ⁃Ｑ ｃｏｎｔｒｏｌ． Ｆｕｒｔｈｅｒ， ｔｈｉｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｖａｌｉｄａｔｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｉｅｌｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ． Ｔｅｓｔ ｒｅ⁃
ｓｕｌｔｓ ｕｎｄｅｒ ａ ｖａｒｉｅｔｙ ｏｆ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ａｎｄ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ＰＶ ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ； ｐｏｗｅｒ ｆｌｏｗ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ＰＣＣ； ＥＳＳ ｃｏｎｔｒｏｌ； ａｃｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ ａｎｄ ｒｅａｃｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ
 

Ｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｄｑ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ａｐｐｌｉｅｄ ｆｏｒ ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ
ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｖｏｌｔａｇｅ ｄｉｐ
ＬＵＯ Ｃｈａｏ， ＴＡＯ Ｓｈｕｎ， ＸＩＡＯ Ｘｉａｎｇ⁃ｎｉｎｇ
（Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ Ａｌｔｅｒｎａｔｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ Ｅｎｅｒｇｙ
Ｓｏｕｒｃｅｓ （Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０２２０６， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｖｏｌｔａｇｅ ｄｉｐ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｄｑ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｃａｎ ｄｅｔｅｃｔ ｄｉｐ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ａｎｄ ｐｈａｓｅ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｑｕｉｃｋ⁃
ｌｙ ａｎｄ ｉｔ ｈａｓ ａ ｇｏｏｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ， ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ， ｉｔ ｉｓ ａｐｐｌｉｃａｂｌｅ ｔｏ ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅ
ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｖｏｌｔａｇｅ ｄｉｐ， ａｎｄ ｉｓ ｗｉｄｅｌｙ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｄｙｎａｍｉｃ ｖｏｌｔａｇｅ ｒｅｇｕｌａ⁃
ｔｏｒ． Ｈｏｗｅｖｅｒ， ｓｏｍｅ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｓｃｈｏｌａｒｓ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌｓ ｑｕｅｓｔｉｏｎ ｗｈｅｔｈｅｒ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｄｑ
ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｃａｎ ｄｅｔｅｃｔ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｖｏｌｔａｇｅ ｄｉｐ． Ｆｉｒｓｔｌｙ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｄｑ
ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ ｔｈｅｎ ｍａｋｅｓ ａ ｄｅｔａｉｌｅｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｉｔｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ， ｗｈｉｃｈ ｒｅｖｅａｌｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ
ｉｓ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ． Ｆｉｎａｌｌｙ， ｉｔ ｉｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ ＰＳＣＡＤ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｖｏｌｔａｇｅ ｄｉｐ
ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｄｑ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｉｓ ｊｕｓｔ ａ ｑｕａｓｉ⁃ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ ｍｅｔｈｏｄ， ｂｕｔ ｉｔ ｓｔｉｌｌ ｍｅｅｔｓ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ
ｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ． Ｉｎ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ， ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｐｈａｓｅ⁃ｌｏｃｋｅｄ ｌｏｏｐ ａｎｄ
ｆｉｌｔｅｒ ｉｓ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｂｅｃａｕｓｅ ｉｔ ｈａｓ ａ ｇｒｅａｔ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｄｙｎａｍｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｃｃｕｒａｃｙ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｖｏｌｔａｇｅ ｄｉｐ； ｐｏｗｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ； ｄｑ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ； ｄｉｐ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ； ｐｈａｓｅ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ
 

Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ｌｏｓｓ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｄｅｓｉｇｎ
ＬＩ Ｙａｎ， ＺＨＡＮＧ Ｚｈｅｎ⁃ｈａｉ， ＬＩ Ｇｕｏ⁃ｌｉ， ＧＡＯ Ｙａｎ⁃ｃｈａｏ
（Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｍａｃｈｉｎｅｓ， Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１０８７０， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｓ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｗｉｎｄｉｎｇ ｌｅａｋａｇｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ａ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ａｌｏｎｇ ｔｈｅ ｒａ⁃
ｄｉａｌ ａｎｄ ａｘｉａｌ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｂｙ ｔｈｅ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｔｈｅ
ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄ ｂｙ ｔｈｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｉｏｎ ｏｆ ｂｏｔｈ ｍｅｔｈｏｄｓ． Ｔｏ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｅａｓｉｌｙ ａｎｄ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ
ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｃｃｕｒａｃｙ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｏｂｔａｉｎｓ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｌｅａｋａｇｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ａｎｄ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｗｉｒｅｓ
ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｂｙ ｔｗｏ ｍｅｔｈｏｄｓ，ｗｈｉｃｈ ａｒｅ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｕｌｅ
ａｎｄ ｔｈｅ ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄ． Ａ ｍｏｄｅｌ ａｂｏｕｔ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ｌｏｓｓ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｉｎｔｅｇｒａ⁃
ｔｉｏｎ， ｗｈｉｃｈ ｉｓ ａｐｐｌｉｃａｂｌｅ ｔｏ ｔｈｅ ｖａｒｉｏｕｓ ｗｉｎｄｉｎｇ ｆｏｒｍｓ ｏｆ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｌｓｏ ｄｅｓｉｇｎｓ ａ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ
ｔｈｅ ｌｏｓｓ ｏｆ ａ ３１５００ ｋＶＡ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｗｉｔｈ ｔｈｒｅｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｒａｎｓｐｏｓｉｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｌｏｗ ｖｏｌｔａｇｅ ｗｉｎｄｉｎｇｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｖａ⁃
ｌｉｄｉｔｙ ａｎｄ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ａｒｅ ｐｒｏｖｅｄ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐａｒａｓｉｏｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅ⁃
ｓｕｌｔ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｌｅａｋａｇｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ； ｗｉｒｅｓ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ； ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｉｎｔｅｇｒａｌ； ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ｌｏｓｓ； ｔｒａｎｓｐｏｓｉｔｉｏｎ ｍｅｔｈ⁃
ｏｄｓ

Ｈａｒｄｗａｒｅ⁃ｉｎ⁃ｔｈｅ⁃ｌｏｏｐ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｆｏｒ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ
ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍａｃｈｉｎｅ ｃｏｎｔｒｏｌ
ＬＩＮ Ｑｉａｎ^１， ＧＥ Ｂａｏ⁃ｍｉｎｇ^１， ＢＩ Ｄａ⁃ｑｉａｎｇ^２， ＬＩ Ｑｉｕ⁃ｓｈｅｎｇ^２
（１． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４４， Ｃｈｉｎａ；
２． Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ， Ｄｅｐｔ． ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８４， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｍｏｔｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ， ａ ｈａｒｄｗａｒｅ⁃ｉｎ⁃ｔｈｅ⁃ｌｏｏｐ （ＨＩＬ） ｐｌａｔｆｏｒｍ ｉｓ
ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｆｏｒ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍａｃｈｉｎｅ． Ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍａｃｈｉｎｅ ｍｏｄｅｌ
ｉｓ ａ ｐｈａｓｅ ｄｏｍａｉｎ ｍｏｄｅｌ ｗｉｔｈ ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ ａｎｄ ｆｌｕｘ ｐｒｏｆｉｌｅｓ ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ＪＭＡＧ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｏｆｔ⁃
ｗａｒｅ． Ｔｈｅ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍａｃｈｉｎｅ ａｎｄ ｔｈｒｅｅ⁃ｐｈａｓｅ ＩＧＢＴ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｍｏｄｅｌ ａｒｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ ｏｎ ＲＴ⁃
ＬＡＢ ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｂｅ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｔｏ ａ ｒｅａｌ ＤＳＰ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ． Ｔｈｅ ＲＴ⁃ＬＡＢ ｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｒｕｎｓ ａｔ ａ ２０ μｓ ｒａｔｅ
ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ＨＩＬ ｐｌａｔｆｏｒｍ ａｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｏｓｅ ｏｆ ｒｅａｌ ｏｂｊｅｃｔｓ． Ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ ｃｕｒｒｅｎｔ
ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｉｓ ｗｉｔｈｉｎ ５％， ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｖｅｓ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ａｎｄ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ＨＩＬ ｐｌａｔｆｏｒｍ． Ｂｙ ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ＲＴ⁃
ＬＡＢ ｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅ ｓｉｍｕｌａｔｏｒ ｔｏ ａｎ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ， ｔｈｉｓ ＨＩＬ ｐｌａｔｆｏｒｍ ａｌｌｏｗｓ ｈｉｇｈ ｆｉｄｅｌｉｔｙ ＨＩＬ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｏｔｏｒ
ｄｒｉｖｅｓ ａｎｄ ｅｎａｂｌｅｓ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ ｔｏ ｔｅｓｔ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｗｉｔｈ ａｎ ａｃｃｕｒａｔｅ， ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｂａｓｅｄ
ｍｏｔｏｒ ｍｏｄｅｌ ｒｕｎｎｉｎｇ ｉｎ ｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍａｃｈｉｎｅ； ｈａｒｄｗａｒｅ⁃ｉｎ⁃ｔｈｅ⁃ｌｏｏｐ； ＲＴ⁃ＬＡＢ