Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ＤＣ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｉｎ ｆｕｔｕｒｅ
ＸＩＡＯ Ｌｉ⁃ｙｅ， ＬＩＮ Ｌｉａｎｇ⁃ｚｈｅｎ
（Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ， Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９０， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｒｅｎｅｗａｂｌｅ ｅｎｅｒｇｙ， ｉｔ ｉｓ ｅｘｐｅｃｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｅｎｅｗａｂｌｅ ｅｎｅｒｇｙ
ｗｏｕｌｄ ｂｅｃｏｍｅ ｔｈｅ ｄｏｍｉｎａｎｔ ｅｎｅｒｇｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ． Ａｓ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ ｆｒｏｍ ｒｅｎｅｗａｂｌｅ ｅｎｅｒｇｙ ｉｓ ｑｕｉｔｅ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｒｏｍ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｅｎｅｒｇｙ ｉｎ ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ， ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｉｎ ｇｒｅａｔ ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ
ｆｏｒ ＡＣ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ， ｉｔ ｉｓ ｒｅｃｏｇｎｉｚｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ＤＣ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅ ｆｏｒ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ ｗｏｕｌｄ ｂｅ ｒｅｑｕｉｒｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕ⁃
ｔｕｒｅ． Ｆｏｒ ｔｈｉｓ ｒｅａｓｏｎ， ｔｈｅ ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｗｏｕｌｄ ｂｅ ａ ｐｒｏｍｉｓｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｆｏｒ ｆｕｔｕｒｅ ＤＣ
ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ ｄｏｍｉｎａｔｅｄ ｂｙ ｒｅｎｅｗａｂｌｅ ｅｎｅｒｇｙ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｔｈｅ ｓｔａｔｅ⁃ｏｆ⁃ａｒｔ ｏｆ ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ＤＣ ｐｏｗｅｒ
ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｉｓ ｒｅｖｉｅｗｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ ｆｏｒ ＨＶＤＣ ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｒｅｎｅｗａｂｌｅ ｅｎｅｒｇｙ； ＤＣ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ； ＤＣ ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ

Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｖｅｃｔｏｒ ｓｐａｃｅ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ＳＶＰＷＭ ｆｏｒ ７⁃ｐｈａｓｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｗｉｔｈ ＤＳＰ２８３３５
ＧＵＯ Ｊｉ⁃ｌｉｎｇ， ＸＩＡＯ Ｊｉａｎ， ＱＩＵ Ｚｈｏｎｇ⁃ｃａｉ， ＷＡＮＧ Ｙｕａｎ⁃ｂｏ， ＬＵＯ Ｐｅｎｇ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００３１， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｓｅｖｅｎ⁃ｐｈａｓｅ ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ ｓｐｅｅｄ ｄｒｉｖｅ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｄｒａｗｎ ｍｏｒｅ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｉｔｓ ｔｙｐｉｃａｌ ｏｐｅｎ –
ｐｈａｓｅ ｆａｕｌｔ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＤＳＰ ＴＭＳ３２０Ｆ２８３３５ ａｎｄ ｔｈｅ ＳＶＰＷＭ ｏｆ ｔｈｒｅｅ⁃ｐｈａｓｅ ｖｏｌｔａｇｅ
ｓｏｕｒｃｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ， ｔｈｒｅｅ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ＳＶＰＷＭ ｏｆ ７⁃ｐｈａｓｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｏｕｒｃｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ
ｓｔｒａｔｅｇｙ， ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｒｅ⁃
ｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｈａｓ ａ ｐｌｅｎｔｙ ｏｆ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ＳＶＰＷＭ Ｉ； ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｐａｃｅ ｄｅｃｏｍｐｓｉｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｃｏｍｐｓｉｔｉｖｅ
ｖｅｃｔｏｒ ｉｎ ３ｒｄ ａｎｄ ５ｔｈ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｓｕｂｓｐａｃｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｒｅｄｕｃｅｄ ｒｅｍａｒｋａｂｌｙ， ａｎｄ ｔｈｅ ３ｒｄ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ５ｔｈ ｈａｒ⁃
ｍｏｎｉｃ ｃｏｎｔｅｎｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｅｌｉｍｉｎａｔｅｄ ｉｎ ＳＶＰＷＭ ＩＩ ａｎｄ ＳＶＰＷＭ ＩＩＩ． Ａｎｄ ｔｈｅｓｅ ＳＶＰＷＭ ｍｅｔｈｏｄｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＤＳＰ２８３３５
ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｅａｓｉｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｏｔｈｅｒ ｍ（ｏｄｄ ｎｕｍｂｅｒ）⁃ｐｈａｓｅ ｓｙｓｔｅｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｓｅｖｅｎ⁃ｐｈａｓｅ； ｓｐａｃｅ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ； ｓｐａｃｅ ｖｅｃｔｏｒ ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ （ＳＶＰＷＭ）； ｈａｒｍｏｎｉｃ ｅｌｉｍｉ⁃
ｎａｔｉｏｎ

Ｎｏｖｅｌ ｚｅｒｏ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｆｕｌｌ⁃ｂｒｉｄｇｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ
ＷＡＮＧ Ｙｉ⁃ｈａｎ， ＬＩＮＧ Ｚｈｉ⁃ｂｉｎ， ＬＩ Ｒｕｉ， ＣＡＩ Ｘｕ
（Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ （Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ），
Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２４０， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａ ｎｏｖｅｌ ｚｅｒｏ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｆｕｌｌ⁃ｂｒｉｄｇｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｏｎｌｙ ａｎ ａｃｔｉｖｅ⁃ｃｌａｍｐ ｓｏｆｔ⁃ｓｗｉｔｃ⁃
ｈｉｎｇ ｂｒａｎｃｈ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ Ｈ⁃ｂｒｉｄｇｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ’ｓ ｄｃ ｌｉｎｋ ｓｉｄｅ ｉｓ ａｄｄｅｄ， ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ａｃｈｉｅｖｅ ｚｅｒｏ⁃ｖｏｌｔａｇｅ ｓｗｉｔｃ⁃
ｈｉｎｇ （ＺＶＳ） ｏｆ ａｌｌ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ， ａｎｄ ｉｎｈｉｂｉｔ ｔｈｅ ａｎｔｉ⁃ｐａｒａｌｌｅｌ ｄｉｏｄｅ ｒｅｖｅｒｓｅ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｃｕｒｒｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｓｗｉｔｃ⁃
ｈｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｌｏｓｓｅｓ ａｎｄ ｒｅｖｅｒｓｅ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｌｏｓｓ． Ｔｈｉｓ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｃａｎ ｕｓｅ ｃｏｍｍｏｎ Ｐｕｌｓｅ
Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ （ＰＷＭ）． Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ ｔｈｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｃａｎ ｕｓｅ ｌｅｓｓ ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ ｓｉｍｐｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ． Ａ ｄｅｔａｉｌｅｄ ａ⁃
ｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｆｔ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｓ ｇｉｖｅｎ， ａｎｄ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｆｔ⁃ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ
ｂｒａｎｃｈ． Ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｗａｖｅｆｏｒｍｓ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ａｔ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｈａｌｆ⁃ｃｙｃｌｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔａｇｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ａｔ ｐｏｓｉ⁃
ｔｉｖｅ ｈａｌｆ⁃ｃｙｃｌｅ ａｒｅ ｇｉｖｅｎ ｔｏ ｈｅｌｐ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ． Ｂｅｆｏｒｅ ｔｈｅ ｔｅｓｔｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｉｓ ｂｕｉｌｔ， ｔｈｅ Ｓａｂｅｒ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｉｓ
ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｔｏ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ． Ａｔ ｌａｓｔ ａ ３００Ｗ ｔｅｓｔｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｉｓ ｂｕｉｌｔ ｆｏｒ ｅｘｐｅｒｉ⁃
ｍｅｎｔ ｔｏ ｔｅｓｔ ａｎｄ ｖｅｒｉｆｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ａｃｔｉｖｅ⁃ｃｌａｍｐ； ｓｏｆｔ⁃ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ； ｆｕｌｌ⁃ｂｒｉｄｇｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ； ｚｅｒｏ⁃ｖｏｌｔａｇｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ

Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｓｔｕｄｉｅｓ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ ａｃｉｔｖｅ ｐｏｗｅｒ
ｆｉｌｔｅｒ ｕｓｉｎｇ ｃａｓｃａｄｅｄ ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ
ＣＨＥＮ Ｍｉｎ⁃ｊｉｅ， ＣＨＥＮ Ｊｕｎ⁃ｌｉｎｇ， ＬＩ Ｙａｏ⁃ｈｕａ， ＷＡＮＧ Ｐｉｎｇ
（Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｄｒｉｖｅ （Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ），
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９０， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｈｉｇｈ⁃ｐｏｗｅｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｃａｓｃａｄｅｄ ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｔｏ ａｃｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ ｆｉｌｔｅｒｓ （ＡＰＦ） ｉｓ ｈｉｎｄｅｒｅｄ ｂｙ ｔｈｅ
ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｋｅｅｐｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｏｒ ｖｏｌｔａｇｅ ｂａｌａｎｃｅ ｗｈｉｌｅ ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ｇｏｏｄ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ａ ｎｏ⁃
ｖｅｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ ｗｉｔｈ ｃａｐａｃｉｔｏｒ ｖｏｌｔａｇｅ ｂａｌａｎｃｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ ａｃｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ ｆｉｌｔｅｒｓ （ＡＰＦ） ｕｓｉｎｇ ｃａｓｃａ⁃
ｄｅｄ ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ． Ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｃａｎ ｂａｌａｎｃｅ ｔｈｅ ｃａｐａｃｉｔｏｒ ｖｏｌｔａｇｅｓ ｏｆ ｃａｓｃａｄｅｄ ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ
ｕｓｉｎｇ ｆｏｒ ＡＰＦ， ｂｕｔ ａｌｓｏ ｈａｓ ｔｈｅ ｂｅｔｔｅｒ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ． Ｆｉｒｓｔｌｙ， ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｔｏｐｏｌｏｇｙ ｏｆ ＡＰＦ ｕｓｉｎｇ ｃａｓｃａｄｅｄ ｍｕｌ⁃
ｔｉｌｅｖｅｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｉｓ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ． Ｓｅｃｏｎｄｌｙ， ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ＡＰＦ ｕｓｉｎｇ ｃａｓｃａｄｅｄ ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｉｓ
ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｔｈｉｒｄｌｙ， ａ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ ｏｆ ｔｈｅ ＡＰＦ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｆｉｖｅ⁃ｌｅｖｅｌ ｃａｓｃａｄｅｄ ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｉｓ ｂｕｉｌｔ， ｒａｔｅｄ
ａｔ １００ｋＶＡ， ｔｏ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ｃａｐａｃｉｔｏｒｓ ｖｏｌｔａｇｅ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ． Ｌａｓｔｌｙ， ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉ⁃
ｍｅｎｔａｌ ｗａｖｅｆｏｒｍｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｇｏｏｄ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ＡＰＦ ａｒｅ ａｃｈｉｅｖｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｃａｐａｃｉｔｏｒ ｖｏｌｔａｇｅ ｉｓ ａｌｓｏ
ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ａｎｄ ｂａｌａｎｃｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ａｃｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ ｆｉｌｔｅｒｓ； ｃａｓｃａｄｅｄ ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ； ｃａｐａｃｉｔｏｒ ｖｏｌｔａｇｅ ｂａｌａｎｃｉｎｇ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ

Ｐｌａｎａｒ ＥＭＩ ｃｈｏｋｅ ｆｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｍｏｄｅ ａｎｄ ｃｏｍｍｏｎ ｍｏｄｅ
ｎｏｉｓｅｓ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ
ＺＨＵ Ｙｅ， ＷＡＮＧ Ｓｈｉ⁃ｓｈａｎ
（Ｊｉａｎｇｓｕ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｎｅｗ Ｅｎｅｒｇｙ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ
（Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ ａｎｄ Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ）， Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００１６， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ ｏｆ ＥＭＩ ｃｈｏｋｅ ｐｌａｙｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｎｉａｔｕｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ ｄｅｎｓｉｔｙ ｏｆ
ＥＭＩ ｆｉｌｔｅｒ． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｐｏｏｒ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ＥＭＩ ｃｈｏｋｅ， ａ ｎｅｗ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ
ｐｌａｎａｒ ｃｈｏｋｅｒ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｉｓ， ｔｈｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｌｕｘ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｍｏｄｕｌｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｍｍｏｎ
ｍｏｄｕｌｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ， ｔｈｅ ｆｏｒｍｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｍｏｄｕｌｅ ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ ａｎｄ ｃｏｍｍｏｎ ｍｏｄｕｌｅ ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ
ｉｓ ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｃｉｒｃｕｉｔ ｉｓ ｆｉｎａｌｌｙ ｏｂｔａｉｎｅｄ． Ｔｈｅ ｓｕｐｅｒｉｏｒｉｔｉｅｓ ｏｆ ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｉｍ⁃
ｐｅｄａｎｃｅ ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｏｆ ｔｈｉｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｒｅ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄ． Ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ ｇａｉｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ Ｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｍｅｔｈｏｄ
ａｒｅ ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｕｐｅｒｉｏｒｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｗ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｒｅ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｃｈｏｋｅ； ｐｌａｎａｒ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｍａｇｎｅｔｉｃ； ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ ｇａｉｎ

Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｍｏｄａｌ ｏｆ ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ
ＬＵＯ Ｌｏｎｇ⁃ｆｕ， ＺＨＡＯ Ｓｈｅｎｇ⁃ｑｕａｎ， ＳＨＡＯ Ｐｅｎｇ⁃ｆｅｉ， ＷＡＮＧ Ｃａｎ， ＬＩ Ｘｉａｏ⁃ｈａｉ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｈｕｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００８２， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｍｏｄａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｗａｓ ｓｈｏｗｅｄ； ｔｈｅ ｕｎｉｑｕｅ ｗｉｎｄｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ
ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｗａｓ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ； ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎｓ ｏｆ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｎｏｉｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｗｅｒｅ ａｎａ⁃
ｌｙｚｅｄ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ，ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌｓ ｏｆ ｗｉｎｄｉｎｇ ａｎｄ
ｃｏｒｅ ｗｅｒｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ； ｔｈｅ ｍｏｄａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ ａｎｄ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｍｏｄｅ ｓｈａｐｅｓ ｏｆ ｗｉｎｄｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｒｅ ｏｆ ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｔｅ⁃
ｒｉｎｇ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｗｅｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｏｆｔｗａｒｅ， ａｎｄ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｍｏｄａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ ａｎｄ ｍｏｄｅ
ｓｈａｐｅｓ ｗｅｒｅ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｒｅｓｕｌｔｓ． Ａ ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｓ ｍａｄｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｗａｖｅｆｏｒｍｓ ｏｆ ｉｎ⁃
ｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｃｏｒｅ ａｎｄ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｃｏｒｅ ｂｙ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ
ｔｈｅ ｐｒｉｍａｒｙ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｗｉｎｄｉｎｇ ｉｓ ｉｎ ｔｈｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ２５００ ～４２００ Ｈｚ， ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｏｆ
ｍｏｄａｌ ｓｈａｐｅｓ ａｒｅ ｂｅｎｄｉｎｇｓ ｉｎ ｔｈｅ ｅｎｄ ｏｆ ｗｉｎｄｉｎｇ． Ｔｈｅ ｐｒｉｍａｒｙ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｃｏｒｅ ｉｓ ｉｎ
ｔｈｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ３００ ～２７００ Ｈｚ， ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｏｆ ｍｏｄａｌ ｓｈａｐｅｓ ａｒｅ ｂｅｎｄｉｎｇｓ ｉｎ ｔｈｅ ｅｎｄ ｏｆ ｃｏｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ ｙｏｋｅ．
Ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｉｓ ｍａｒｋｅｄｌｙ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ； ｍｏｄａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ； ｃｏｒｅ； ｗｉｎｄｉｎｇ； ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ； ｖｉｂｒａｔｉｏｎ

Ｅｎｅｒｇｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｆｏｒ ｓｏｌａｒ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃａｒ
ＺＨＡＯ Ｒｕｎ⁃ｆｕ^１， ＧＥ Ｂａｏ⁃ｍｉｎｇ^１， ＢＩ Ｄａ⁃ｑｉａｎｇ^２， ＷＡＮＧ Ｌｉ⁃ｙａｎ^１
（１． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４４， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂ ｏｆ
　　Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ， Ｄｅｐｔ． ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８４， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ａ ｎｏｖｅｌ ｅｎｅｒｇｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｆｏｒ ａ ｓｏｌａｒ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃａｒ， ｗｈｉｃｈ ｕｓｅｓ
ｔｈｅ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｃｅｌｌ ａｎｄ ｌｉｔｈｉｕｍ ｂａｔｔｅｒｙ ｔｏ ｍａｉｎｔａｉｎ ｔｈｅ ＤＣ ｂｕｓ ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｎｓｔａｎｔ，
ｓｏ ａｓ ｔｏ ｇｕａｒａｎｔｅｅ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｔｏｒ ｌｏａｄ． Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｕｓｅｄ ＭＡＴＬＡＢ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ， ｔｈｒｏｕｇｈ
ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｒ ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ ｌｏａｄ ａｔ ＤＣ ｂｕｓ ｔｅｒｍｉｎａｌｓ ｔｏ ｄｅｔｅｃｔ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ． Ｔｈｅ ｓｉｍｕ⁃
ｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｉｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｍａｉｎｔａｉｎｓ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ＤＣ ｂｕｓ ｖｏｌｔａｇｅ，
ｂｕｔ ａｌｓｏ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｐｒｏｔｅｃｔｓ ｔｈｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｂａｔｔｅｒｙ， ｗｈｉｃｈ ｍｅｅｔｓ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｓｏｌａｒ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃａｒ； ｅｎｅｒｇｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ； ｌｉｔｈｉｕｍ ｂａｔｔｅｒｙ； ＤＣ ｂｕｓ ｖｏｌｔａｇｅ

１２ ／ １４⁃ｐｏｌｅｓ ｂｅａｒｉｎｇｌｅｓｓ ｓｗｉｔｃｈｅｄ ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｗｉｔｈ ｓｈｏｒｔ ｆｌｕｘ ｐａｔｈ
ＳＵＮ Ｙｕ⁃ｋｕｎ^１， ＷＡＮＧ Ｌｉ⁃ｐｉｎｇ^１， ＺＨＵ Ｚｈｉ⁃ｙｉｎｇ^１， ＺＨＯＵ Ｙｕｎ⁃ｈｏｎｇ^２， ＪＩＡＮＧ Ｙｏｎｇ⁃ｊｉａｎｇ^１
（１． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｊｉａｎｇｓｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ ２１２０１３， Ｃｈｉｎａ；
２． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｎａｎｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｎａｎｊｉｎｇ ２１１１６７， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｂｅｔｗｅｅｎ ｒａｄｉａｌ ｆｏｒｃｅ ｗｉｎｄｉｎｇ ａｎｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｗｉｎｄｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｎ⁃
ｔｉｏｎａｌ ｂｅａｒｉｎｇｌｅｓｓ ｓｗｉｔｃｈｅｄ ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ， ａ ｎｏｖｅｌ １２／１４ ｈｙｂｒｉｄ ｐｏｌｅ ｔｙｐｅ ｂｅａｒｉｎｇｌｅｓｓ ｓｗｉｔｃｈｅｄ ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ
ｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ （ＢＳＲＧ） ｗｉｔｈ ｓｈｏｒｔ ｆｌｕｘ ｐａｔｈ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ＢＳＲＧ ｈａｓ ｓｅｐａｒａｔｅｄ ｓｕｓｐｅｎｄｉｎｇ ｐｏｌｅｓ ａｎｄ ｇｅｎ⁃
ｅｒａｔｉｎｇ ｐｏｌｅｓ． Ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｓｕｓｐｅｎｄｉｎｇ ｗｉｎｄｉｎｇｓ ｐｌａｃｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｕｓｐｅｎｄｉｎｇ ｐｏｌｅｓ， ｗｈｉｌｅ ｅｘｃｉｔｉｎｇ ｗｉｎｄｉｎｇｓ ａｎｄ ｇｅｎｅｒａ⁃
ｔｉｎｇ ｗｉｎｄｉｎｇｓ ａｒｅ ｐｌａｃｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｐｏｌｅｓ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ａｆｔｅｒ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｒｕｎｎｉｎｇ
ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ， ｉｔｓ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｄｅｄｕｃｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｖｉｒｔｕａｌ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ
ｍｅｔｈｏｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｌｕｘ． Ａｔ ｌａｓｔ， ｔｈｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ
ｓｕｂｓｙｓｔｅｍｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｓｐｅｎｄｉｎｇ ａｎｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ａｒｅ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ， ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｓｕｓｐｅｎｄｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｂｅ ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ ｃｏｎ⁃
ｔｒｏｌｌｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｈｙｂｒｉｄ ｓｔａｔｏｒ； ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ； ｂｅａｒｉｎｇｌｅｓｓ ｓｗｉｔｃｈｅｄ ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ； ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ； ｆｉｎｉｔｅ⁃ｅｌｅ⁃
ｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ

Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ ｆｅａｔｕｒｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ
ｆｏｒ ｌｏｗ ｖｏｌｔａｇｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｒｅａｋｅｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｆｒａｃｔａｌ ｔｈｅｏｒｙ
ＳＨＩ Ｄｕｎ⁃ｙｉ， ＭＩＡＯ Ｘｉ⁃ｒｅｎ， ＧＵＯ Ｍｏｕ⁃ｆａ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ， Ｆｕｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｆｕｚｈｏｕ ３５０１０８， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｂｙ ｒｅｖｉｅｗｉｎｇ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｆａｕｌｔ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ ｏｆ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｒｅａｋｅｒ， ａ ｍｅｔｈｏｄ ｔｈａｔ
ｃｏｍｂｉｎｅｓ ＥＭＤ （Ｅｍｐｉｒｉｃａｌ Ｍｏｄｅ Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ） ｗｉｔｈ ｆｒａｃｔａｌ ｔｈｅｏｒｙ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｆｏｒ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｆｅａｔｕｒｅ ｖａｌｕｅ ｆｒｏｍ
ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ ｏｆ ｌｏｗ ｖｏｌｔａｇｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｒｅａｋｅｒ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｔｙｐｉｃａｌ ｏｂｊｅｃｔ ｏｆ ｌｏｗ ｖｏｌｔａｇｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｒｅａｋｅｒ ｆｏｒ ｔｈｒｅｅ⁃
ｐｈａｓｅｓ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ａｓｙｎｃｈｒｏｎｉｓｍ， ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｔｈｅ ｆａｕｌｔ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ ｆｅａｔｕｒｅ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ＥＭＤ ｃｏｍ⁃
ｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｆｒａｃｔａｌ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ， ａｌｓｏ ｔｈｅ ｆａｕｌｔ ｆｅａｔｕｒｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｄａｔａ ｉｓ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ
ｒｏｏｔ⁃ｍｅａｎ⁃ｓｑｕａｒｅ ｏｆ ｆｒａｃｔａｌ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ． Ｆｉｒｓｔｌｙ， ＥＭＤ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｄｅｃｏｍｐｏｓｅ ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ ｉｎｔｏ ａ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｉｎ⁃
ｔｒｉｎｓｉｃ ｍｏｄｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ （ＩＭＦ）． Ｓｅｃｏｎｄｌｙ， ｔｈｅ ｒｏｏｔ⁃ｍｅａｎ⁃ｓｑｕａｒｅ ｏｆ ｆｒａｃｔａｌ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ｉｓ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ
ｓｉｇｎａｌ ａｎｄ ｉｔ’ｓ ｅｖｅｒｙ ｏｒｄｅｒ ＩＭＦ ａｓ ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ ｆｅａｔｕｒｅ ｖａｌｕｅ． Ｆｉｎａｌｌｙ， ｔｈｅ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｒｕｌｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｏｏｔ⁃ｍｅａｎ⁃
ｓｑｕａｒｅ ｏｆ ｆｒａｃｔａｌ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ｔｏ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｆａｉｌｕｒｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌｓ ｉｓ ｃｏｎｔｒａｓｔｉｖｅｌｙ ａｎａｌｙｚｅｄ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｔａｔｅｓ． Ａｓ
ａ ｒｅｓｕｌｔ， ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ａｓ ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｃｒｉｔｅｒｉａ ｆｏｒ ｔｈｒｅｅ⁃ｐｈａｓｅｓ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｏｆ ｌｏｗ ｖｏｌｔａｇｅ ｃｉｒ⁃
ｃｕｉｔ ｂｒｅａｋｅｒ， ａｎｄ ｉｓ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｔｏ ｅｘｔｒａｃｔ ｏｔｈｅｒ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｍｅｃｈａｎｉｃ ｆａｕｌｔ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌｓ ｆｏｒ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｒｅａｋｅｒ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｌｏｗ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｒｅａｋｅｒ； ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ； ｆｒａｃｔａｌ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ； ｅｍｐｉｒｉｃａｌ ｍｏｄｅ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ； ｆｅａｔｕｒｅ ａｎａｌｙｓｉｓ

Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ
ａｉｒ⁃ｃｏｒｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ
ＨＥ Ｒｕｉ⁃ｗｅｎ^１， ＷＡＮＧ Ｙｉ^２， ＣＡＩ Ｚｅ⁃ｘｉａｎｇ^３， ＸＩＥ Ｑｉｏｎｇ⁃ｘｉａｎｇ^１， ＬＩ Ｊｉａ⁃ｍａｎ^３
（１． Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０００６， Ｃｈｉｎａ；
２． Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｇｒｉｄ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１００８０， Ｃｈｉｎａ；
３． Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０６４０， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｆｏｒ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ａｓｓｅｓｓｉｎｇ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｉｒ⁃ｃｏｒｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ， ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｓｃｈｅｍｅ ｉｓ
ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｏｎ ｉｔｓ ａｃｃｕｒａｃｙ， ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ， ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｎｄ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ． Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｐｏｉｎｔｓ ａｒｅ ｓｅｔ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｍｏｄｕｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ， ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｅａｃｈ ｕｎｉｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｍａｃｈｉｎｅ ａｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．
Ｔｈｅ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ‘ｔｏｔａｌ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｒａｔｅ’ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ‘ｒａｔｅｄ ａｃｃｕｒａｔｅ ｌｏｗ ｌｉｍｉｔ ｐｒｉｍａｒｙ ｃｕｒｒｅｎｔ’ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｓｏ ａｓ
ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｅ ｉｔｓ ｏｕｔｐｕｔ ｗａｖｅｆｏｒｍ’ｓ ｑｕａｌｉｔｙ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｓ ｓｍａｌｌ． Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｉｒ⁃ｃｏｒｅ
ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｈａｓ ｇｏｏｄ ｌｉｎｅａｒｉｔｙ ｗｈｅｎ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｓ ｓｔｒｏｎｇ ａｎｄ ｉｓ ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｌｅ ｔｏ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｍａｌｌ ｃｕｒ⁃
ｒｅｎｔ， ｔｈｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｂａｎｄ ｏｆ ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｉｓ ｌｉｍｉｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｃｏｉｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｐｈａｓｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｈａｒ⁃
ａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ， ａｎｄ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅｒｒｏｒｓ ｏｆ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ａｎｄ ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ｉｎｒｕｓｈ ｃｕｒｒｅｎｔ
ｃｏｍｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｅｒｒｏｒ ｏｆ ｄｅｃａｙｉｎｇ ＤＣ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｍａｉｎｌｙ． Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ
ｆｏｒ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒ’ｓ ｐｒｏｄｕｃｔ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｅｓｔ ｓｔａｎｄａｒｄｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ； ａｉｒ⁃ｃｏｒｅ ｃｏｉｌ； ｔｒａｎｓｆｅｒ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ； ｌｉｎｅａｒｉｔｙ； ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ； ｔｒａｎｓｉ⁃
ｅｎｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｐｌｉｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ＰＣＢ ｔｒａｃｅ ｉｎ ｐｌａｎａｒ ＥＭＩ ｆｉｌｔｅｒ
ＳＨＩ Ｌｅｉ⁃ｌｅｉ， ＷＡＮＧ Ｓｈｉ⁃ｓｈａｎ， ＷＡＮＧ Ｗｅｎ⁃ｔａｏ
（Ｊｉａｎｇｓｕ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｎｅｗ Ｅｎｅｒｇｙ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ
（Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ ａｎｄ Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ）， Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００１６， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： ＥＭＩ ｆｉｌｔｅｒ ｐｌａｙｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｒｅｓｔｒａｉｎｉｎｇ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ＥＭＩ． Ｐｌａｎａｒ ＥＭＩ ｆｉｌｔｅｒ ｈａｓ ａ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｚｅ
ａｎｄ ｈｉｇｈ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｐａｓｓｉｖｅ ｄｉｓｃｒｅｔｅ ＥＭＩ ｆｉｌｔｅｒ． Ｈｏｗｅｖｅｒ， ｔｈｅ ｐｌａｎａｒ
ＥＭＩ ｆｉｌｔｅｒ ｈａｓ ｓｐｅｃｉａｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｉｎ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｐａｒａｌｌｅｌ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ （ＥＰＣ） ａｎｄ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｓｅｒｉｅｓ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ
（ＥＳＲ）． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｂａｓｉｃ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ＥＭＩ ｆｉｌｔｅｒ ｔｈｅｏｒｙ， ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ＰＣＢ ｔｒａｃｅ ｓｅｃｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｔｏ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍ⁃
ａｎｃｅ ｏｆ ｃｏｍｍｏｎ ｍｏｄｅ ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ （ＣＭ） ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ； ａｎ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ＬＣ ｕｎｉｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐａｒａｌｌｅｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ；
ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｓｉｎｇｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ， ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ＥＰＣ ａｎｄ ＥＳＲ ｏｆ ｃｏｍｍｏｎ ｍｏｄｅ ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ （ＣＭ） ｉｎ ＬＣ ｕ⁃
ｎｉｔ ｗｉｔｈ ｐａｒａｌｌｅｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｐｌａｎａｒ ＥＭＩ ｆｉｌｔｅｒ； ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ； ｓｋｉｎ ｅｆｆｅｃｔ

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＰＳＯ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｗｉｔｈ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ
ｉｎ ｂａｔｔｅｒｙ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ
ＺＨＡＮＧ Ｊｉｎ⁃ｌｏｎｇ， ＱＩ Ｈａｎ⁃ｈｏｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｙａｎｓｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ ０６６００４， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ， ｂａｔｔｅｒｙ ｕｓｕａｌｌｙ ｗｏｒｋｓ ｉｎ ａ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｓｔａｔｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ
ｃｈａｎｇｅ ｗｉｔｈ ｂａｔｔｅｒｙ ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ （ＳＯＣ）． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｃｏｒｒｅｃｔｌｙ ｅｓｔｉｍａｔｅ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｏｆ ｖａｌｖｅ ｒｅｇｕｌａｔｅｄ
ｌｅａｄ⁃ａｃｉｄ ｂａｔｔｅｒｙ， ａ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｗａｒｍ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ （ＰＳＯ） ｗｉｔｈ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｉｓ ｅｍｐｌｏｙｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ａ ｃｏｍ⁃
ｍｏｎｌｙ ｕｓｅｄ ｂａｔｔｅｒｙ ｍｏｄｅｌ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｅｍｐｉｒｉｃａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｓ ａｄｏｐｔｅｄ ｔｏ ｄｅｓｃｒｉｂｅ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒ⁃ＳＯＣ ｒｅ⁃
ｌａｔｉｏｎ， ａｎｄ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ＳＯＣ ｓｔａｔｅｓ ａｒｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ． Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ａｎｄ ｉｔ ｉｓ
ｓｈｏｗｎ ｔｈａｔ ｗｉｔｈ ｔｈｉｓ ｈｙｂｒｉｄ ＰＳＯ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ， ｔｈｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｂａｔｔｅｒｙ ｍｏｄｅｌ ｃａｎ ｔｒａｃｋ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
ｒｅａｓｏｎａｂｌｙ ｗｅｌｌ， ｓｏ ａ ｓｔｒｏｎｇ ｐｒａｃｔｉｃａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｉｓ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ， ａｎｄ ａ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｂａｔｔｅｒｙ ｐａｒａｍｅ⁃
ｔｅｒ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｌｅａｄ⁃ａｃｉｄ ｂａｔｔｅｒｙ； ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｗａｒｍ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ （ＰＳＯ）； ｂｒｅｅｄｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ； ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ

Ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ
ＴＡＮＧ Ｚｈｉ⁃ｗｅｉ^１， ＬＩ Ｇｕｏ⁃ｊｉｅ^２， ＳＵＮ Ｘｕ⁃ｒｉ^３， ＷＡＮＧ Ｎｉｎｇ⁃ｂｏ^４， ＷＡＮＧ Ｊｉａｎ⁃ｄｏｎｇ^４
（１． Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ Ｂｒａｎｃｈ， Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１１２００， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ
Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ， Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ （Ｄｅｐｔ． ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｓｈａｎｇｈａｉ
Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２４０， Ｃｈｉｎａ； ３． Ｌｉａｏｃｈｅｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｌｉａｏｃｈｅｎｇ ２５２０００， Ｃｈｉｎａ；
　　４． Ｗｉｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｇａｎｓｕ Ｐｏｗｅｒ Ｇｒｉｄ， Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００５０， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａｓ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｒａｐｉｄｌｙ， ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｗｉｎｄ ｆｐｏｗｅｒ ｃａｕｓｅｓ ａ ｌａｒｇｅ ｃｈａｌｌｅｎｇｅ ｔｏ ｐｏｗｅｒ
ｓｙｓｔｅｍｓ． Ｕｎｌｉｋｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ， ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｉｓ ｆｌｕｃｔｕａｔｅｄ ａｎｄ ｒａｎｄｏｍ． Ｔｈｕｓ， ｉｔ ｉｓ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒ⁃
ｔａｎｔ ｔｏ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｓ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐｒａｃｔｉ⁃
ｃａｌ ｄａｔａ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ， ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｗｉｎｄ ｆａｒｍｓ， ｗｉｎｄ ｆａｒｍ ｇｒｏｕｐｓ， ａｎｄ ｗｉｎｄ ｆａｒｍ ｂａｓｅｓ ｗｉｌｌ
ｂｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ． Ａｎｄ ｔｈｉｓ ｉｓ ｂｅｎｅｆｉｃｉａｌ ｆｏｒ ｐｌａｎｎｉｎｇ， ｓｅｃｕｒｉｔｙ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ
ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄｓ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｄａｔａ ｉｎ Ｊｉｕｑｕａｎ ｗｉｎｄ ｂａｓｅ， ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ａｍｏｎｇ ｗｉｎｄ ｆａｒｍ ｇｒｏｕｐｓ ａｎｄ
ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｂａｓｅ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｉｍｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ｆｒｏｍ １ ｈ ｔｏ １０ ｈ ｈａｓ ｂｅｅｎ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｔｈｕｓ， ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｒｕｌｅ ｏｆ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ａｌｏｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ｈａｓ ａｌｓｏ ｂｅｅｎ
ａｎａｌｙｚｅｄ． Ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｕｐｓｔｒｅａｍ ａｎｄ ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ ｗｉｎｄ ｆａｒｍｓ ａｎｄ ｗｉｎｄ ｆａｒｍ ｇｒｏｕｐｓ ｈａｖｅ ａｌｓｏ
ｂｅｅｎ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｔｉｍｅ⁃ｄｅｌａｙ ｄａｔａ， ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｗｉｔｈ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｆｏｒ⁃
ｍａｔｉｏｎ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｊｉｕｑｕａｎ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｂａｓｅ； ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ； ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ； ｕｐｓｔｒｅａｍ ａｎｄ ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ

Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｅｒｒｏｒｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｎｅｒｇｙ ｍｅｔｅｒｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ
ａｎｄ ｓｔａｔｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ
ＣＨＥＮＧ Ｙｉｎｇ⁃ｙｉｎｇ^１， ＹＡＮＧ Ｈｕａ⁃ｘｉａｏ^１， ＸＩＡＯ Ｊｉ^１， ＷＵ Ｈａｏ^２， ＹＡＯ Ｃｈｅｎ⁃ｇｕｏ^２， ＬＩ Ｃｈｅｎｇ⁃ｘｉａｎｇ^２
（１． Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０１１２３， Ｃｈｉｎａ；
２． Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ＆ Ｓｙｓｔｅｍ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ ａｎｄ Ｎｅｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０００３０， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｅｒｒｏｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｎｅｒｇｙ ｍｅｔｅｒｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｄｅ ｓｅｔｔｌｅ⁃
ｍｅｎｔ ｆｏｒ ｂｏｔｈ ｓｉｄｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ． Ｓｏ， ｉｔ ｉｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆｏｒ ｓｔａｔｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｎｅｒｇｙ
ｍｅｔｅｒｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｉｖｉｄｅｓ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｎｅｒｇｙ ｍｅｔｅｒｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ｉｎｔｏ ｆｏｕｒ ｐａｒｔｓ：ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｎｅｒｇｙ ｍｅｔｅｒ， ｃｕｒｒｅｎｔ
ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ， ｖｏｌｔａｇｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｌｏｏｐ． Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｅｒｒｏｒｓ ｏｆ ｅａｃｈ ｐａｒｔ ａｒｅ
ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ． Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄ． Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ
ｓｈｏｒｔａｇｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｖｉｃｅ ｔｅｓｔ， ａｎ ｎｅｗ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｓｔａｔｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｓｔａｔｅ ｏｆ
ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｎｅｒｇｙ ｍｅｔｅｒｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ｔｅｓｔ， ｔｈｅ ｄａｔａ ｏｆ ｖｏｌｔａｇｅ， ｃｕｒｒｅｎｔ， ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ， ｅｔｃ． ， ｃａｎ ｂｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ． Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ
ｔｈｅ ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｄａｔａ， ａｎｄ ｔａｋｉｎｇ ｉｎｔｏ ａｃｃｏｕｎｔ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｎ ｔｈｅ
ａｃｃｕｒａｃｙ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｍｅｔｅｒｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ， ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｃａｎ ｂｅ ｍａｄｅ． Ａ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｉｎｄｉ⁃
ｃａｔｏｒｓ ｆｒｏｍ ａｌｌ ｓｉｄｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｗｅｉｇｈｔｓ ａｒｅ ｃｈｏｓｅｎ ａｎｄ ｆｏｒｍｕｌａｔｅｄ ｔｏ ｅｓｔａｂｌｉｓｈ ｔｈｅ ｓｔａｔｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｓｔａｎｄ⁃
ａｒｄ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｓｔａｔｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ， ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｎｅｒｇｙ ｍｅｔｅｒｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ； ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｅｒｒｏｒｓ； ｓｔａｔｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ