Ｃｙｃｌｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｍｕｌｔｉ⁃ｓｔａｇｅ ＲＣＡＥＳ ｓｙｓｔｅｍ
ＬＩＵ Ｂｉｎ^１， ＣＨＥＮ Ｌａｉ⁃ｊｕｎ^１， ＭＥＩ Ｓｈｅｎｇ⁃ｗｅｉ^１， ＷＡＮＧ Ｊｕｎ⁃ｊｉｅ^２， ＷＡＮＧ Ｓｉ⁃ｘｉａｎ^２， ＦＡＮＧ Ｃｈｅｎ^３
（１． Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂ ｏｆ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，
Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８４， Ｃｈｉｎａ；
２． Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，
Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９０， Ｃｈｉｎａ； ３． Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， Ｓｔａｔｅ Ｇｒｉｄ
Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００４３７， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ ａｎｄ ａｎｔｉ⁃ｐｅａｋｉｎｇ ｎａｔｕｒｅ， ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｒｇｅ ｓｃａｌｅ ｒｅｎｅｗａｂｌｅ ｅｎｅｒｇｙ ｂｒｉｎｇｓ ｇｒｅａｔ
ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ ｔｏ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉｓｐａｔｃｈ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍｓ． ＣＡＥＳ （Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ Ａｉｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ） ｓｙｓｔｅｍ ｐｒｏ⁃
ｖｉｄｅｓ ｎｅｗ ｉｄｅａｓ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｉｓ ｐｒｏｂｌｅｍ ａｓ ｉｔｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｆａｓｔ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ， ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｌｏｎｇ ｓｅｒｖｉｃｅ ｌｉｆｅ．
Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ， ＲＣＡＥＳ （Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ Ａｉｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ） ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｗｉｄｅｌｙ ｃｏｎｃｅｒｎｅｄ ａｓ ｉｔｓ ｒｅｐｕｒｐｏｓｉｎｇ
ｏｆ ｔｈｅ ｈｅａｔ ｒｅｌｅａｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ． Ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｉｓ ａ ｋｅｙ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ｏｆ ＲＣＡＥＳ
ｓｙｓｔｅｍ． Ｈｏｗｅｖｅｒ， ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｍｏｓｔｌｙ ｆｏｃｕｓｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｆｅｗ ｗｏｒｋｓ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｏｎｅ ｏｎ
ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ＲＣＡＥＳ ｓｙｓｔｅｍ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ⁃ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ⁃ｔｈｅｒｍａｌ ｄｙｎａｍｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓ
ａｎｄ ｗｉｔｈ ｍｅａｓｕｒａｂｌｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ， ｗｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ａｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ＲＣＡＥＳ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ａ
ｔｙｐｉｃａｌ ＲＣＡＥＳ ｄｅｓｉｇｎ ｓｃｈｅｍｅ ｉｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｏ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅ ａｎｄ ｖａｌｉｄａｔｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ＲＣＡＥＳ； ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ； ｈｅａｔ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｓｙｓｔｅｍ； ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ

Ｐｏｗｅｒ ｃａｐａｃｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ＩＣＰＴ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｕ⁃ｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｒｅ ｃｉｒｃｕｉｔ
ＸＩＡ Ｃｈｅｎ⁃ｙａｎｇ， ＪＩＡ Ｎａ， ＺＨＵＡＮＧ Ｙｕ⁃ｈａｉ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ
ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｘｕｚｈｏｕ ２２１１１６， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： ＩＣＰＴ ｉｓ ａ ｎｅｗ ｍｏｄｅ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ． Ａｎｄ ｉｔ ｈａｓ ａｔｔｒａｃｔｅｄ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ａｔ⁃
ｔｅｎｔｉｏｎ ｏｆ ｓｃｈｏｌａｒｓ ａｔ ｈｏｍｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ ａｎｄ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ａｓｓｕｒｅ ｔｈｅ ｍａｘｉｍａｌ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｏｆ
ｔｈｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｏｒ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｏｆ Ｕ⁃ｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｒｅ
ｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｉｒｃｕｉｔ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｉｒｃｕｉｔ ｖｉｅｗ． Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ， ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ
ａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｏｆ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｒｅ， ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｉｍａｒｙ ｇｕｉｄｅ ｗａｙ， ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ
ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｔｕｒｎｓ ｏｆ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｉｓ ｇｉｖｅｎ． Ｔｈｅｎ， ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｉｒｃｕｉｔ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｕ⁃ｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｒｅ ａｒｃｈｉ⁃
ｔｅｃｔｕｒｅ ｉｓ ｇｉｖｅｎ． Ｆｉｎａｌｌｙ， ｔｈｉｓ ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ ｉｓ ｊｕｓｔｉｆｉｅｄ ｖｉａ ａｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ＩＣＰＴ； Ｕ⁃ｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｒｅ； ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｃａｐａｃｉｔｙ； ｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ

ＵＰＱＣ ｆｏｒ ｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙ ａｄｊｕｓｔｉｎｇ ｖｏｌｔａｇｅ ｓａｇ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｄｅｐｔｈ
ＷＡＮＧ Ｈａｏ^１，２， ＬＩＵ Ｊｉｎ⁃ｊｕｎ^２， ＭＥＩ Ｇｕｉ⁃ｈｕａ^１
（１． Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｇｒｉｄ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１００８０， Ｃｈｉｎａ；
２． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｘｉ’ａｎ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｘｉ’ａｎ ７１００４９， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ＭＭＣ⁃ＵＰＱＣ ｕｓｅｓ ｓｅｒｉｅｓ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓ ｗｉｔｈ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ， ｗｈｉｃｈ ｃａｕ⁃
ｓｅｓ ａ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｍａｘｉｍｕｍ ｖｏｌｔａｇｅ ｓａｇ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｄｅｐｔｈ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｅｒｉｅｓ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｃａｎｎｏｔ ｕｔｉｌｉｚｅ ｉｔｓ ｆｕｌｌ ｒａｔｅｄ ｃａｐａｃｉｔｙ
ｔｏ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅ ｔｈｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｓａｇ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｆｅｅｄｅｒ ｌｏａｄ ｄｏｅｓ ｎｏｔ ｒｅａｃｈ ｉｔｓ ｒａｔｅｄ ｃａｐａｃｉｔｙ． Ａ ｎｏｖｅｌ ＭＭＣ⁃ＵＰＱＣ ｉｓ ｐｒｏ⁃
ｐｏｓｅｄ ｔｏ ｆｕｌｌｙ ｕｔｉｌｉｚｅ ｔｈｅ ｒａｔｅｄ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｒｉｅｓ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ａｎｄ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｓａｇ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｄｅｐｔｈ ｏｆ ｔｈｅ
ＭＭＣ⁃ＵＰＱＣ， ｉｎ ｗｈｉｃｈ ｍｕｌｔｉ⁃ｗｉｎｄｉｎｇ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ａｎｄ ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｓｗｉｔｃｈｅｓ ａｒｅ ｕｓｅｄ． Ｖｏｌｔａｇｅ ｓａｇ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｃａ⁃
ｐａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ＭＭＣ⁃ＵＰＱＣ ａｎｄ ｔｈｅ ｎｏｖｅｌ ＭＭＣ⁃ＵＰＱＣ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ， ｗｈｉｃｈ ｐｏｉｎｔｓ ｏｕｔ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅ ｏｎ
ｃｈａｎｇｉｎｇ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｒｉｅｓ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ． Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ＭＭＣ⁃ＵＰＱＣ ａｎｄ ｔｈｅ
ｎｏｖｅｌ ＭＭＣ⁃ＵＰＱＣ ａｒｅ ｄｏｎｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｎｏｖｅｌ ＭＭＣ⁃ＵＰＱＣ． Ｃｏｍｐａｒｅｄ
ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｏｎｅ， ｎｏｖｅｌ ＭＭＣ⁃ＵＰＱＣ ｃａｎ ｐｉｅｃｅｗｉｓｅ ｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙ ａｄｊｕｓｔｓ ｖｏｌｔａｇｅ ｓａｇ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｄｅｐｔｈ ａｎｄ
ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｔｈｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｓａｇ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｆｅｅｄｅｒ ｌｏａｄ ｄｏｅｓ ｎｏｔ ｒｅａｃｈ ｉｔｓ ｒａｔｅｄ ｃａｐａｃｉｔｙ ｗｉｔｈｏｕｔ ｉｎ⁃
ｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ ｒａｔｅｄ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ＭＭＣ⁃ＵＰＱＣ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｕｎｉｆｉｅｄ ｐｏｗｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ； ｖｏｌｔａｇｅ ｓａｇ； ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｄｅｐｔｈ； ｍｏｄｕｌａｒ ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ

Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｈｙｂｒｉｄ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＴＣＳＣ
ｄａｍｐｉｎｇ ｓｕｂ⁃ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ
ＣＨＥＮ Ｔｉａｎ⁃ｍｅｉ， ＸＩＡＯ Ｘｉａｎｇ⁃ｎｉｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０２２０６， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａ ｎｏｖｅｌ ｈｙｂｒｉｄ ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｓｅｒｉｅｓ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ （ＨＴＣＳＣ） ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ ｄａｍｐｉｎｇ ｔｈｅ ｓｕｂ⁃ｓｙｎｃｈｒｏ⁃
ｎｏｕｓ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ ｉｓ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｉｎ ＨＴＣＳＣ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ， ＴＣＳＣ ｄｅｖｉｃｅ ｉｓ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｔｏ ｓｉｎｇｌｅ ｐｈａｓｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｔｈｅｒ ｔｗｏ ｐｈａｓｅｓ
ｕｓｅ ｏｎｌｙ ｔｈｅ ｆｉｘｅｄ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｏｒ． Ｕｎｄｅｒ ｂａｓｉｃ ｐｏｗｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ， ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｐｈａｓｅ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ｉｓ ｅｑｕａｌ；
ｗｈｉｌｅ ｕｎｄｅｒ ｓｕｂ⁃ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ， ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｐｈａｓｅ ｉｓ ｕｎｅｑｕａｌ， ｔｈｕｓ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ⁃ｐｈａｓｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｓ ｉｍ⁃
ｂａｌａｎｃｅ， ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｗｅａｋｅｎ ｔｈｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｂｅｔｗｅｅｎ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｉｎｈｉｂｉｔ ＳＳＯ ｔｏ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｅｘ⁃
ｔｅｎｔ． Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｒｅｅ⁃ｐｈａｓｅ ＴＣＳＣ， ｔｈｅ ｎｅｗ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｒｅｄｕｃｅｓ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ ｂｙ ２／３， ａｎｄ ｌｏｗｅｒｓ ｔｈｅ ｄｅ⁃
ｖｉｃｅ ｃｏｓｔ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ． Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｖｏｌｔａｇｅ ｒｅｖｅｒｓａｌ （ＳＶＲ） ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｕｓｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ａｎｄ ａ
ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ａｃｔｉｖｅ ｄａｍｐｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ． Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｃｔｉｖｅ ｄａｍｐｉｎｇ ｃｏｎ⁃
ｔｒｏｌｌｅｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＳＶＲ， ＨＴＣＳＣ ｃａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｓｕｐｐｒｅｓｓ ｔｈｅ ｓｕｂ⁃ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｕｎｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｌｉｎｅ
ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｄｅｇｒｅｅ． Ｍｏｒｅｏｖｅｒ， ｔｈｅ ｓｔｅａｄｙ⁃ｓｔａｔｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｌｉｎｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ ｒａｔｅ ｕｎｄｅｒ ＨＴＣＳＣ ｓｃｈｅｍｅ ａｆｔｅｒ ａ
ｓｈｏｒｔ⁃ｃｉｒｃｕｉｔ ｆａｕｌｔ ｃａｎ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｎａｔｉｏｎａｌ ｓｔａｎｄａｒｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｈｙｂｒｉｄ ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｓｅｒｉｅｓ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ； ｓｕｂ⁃ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ； ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｖｏｌｔａｇｅ ｒｅ⁃
ｖｅｒｓｅ ｍｅｔｈｏｄ； ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｄａｍｐｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ； ｌｉｎｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｕｎｂａｌａｎｃｅ ｒａｔｅ

Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｍｏｄｅｌ ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｔｈｒｅｅ⁃ｐｈａｓｅ ｇｒｉｄ⁃ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ
ＨＡＮ Ｊｉｎ⁃ｇａｎｇ， ＹＡＮＧ Ｔｅｎｇ⁃ｆｅｉ， ＳＨＩ Ｙｕ， ＴＡＮＧ Ｔｉａｎ⁃ｈａｏ
（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ， Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｍａｒｉｔｉｍｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１３０６， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ， ｔｈｒｅｅ⁃ｐｈａｓｅ ｇｒｉｄ⁃ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ ａｒｅ ｂｅｃｏｍｉｎｇ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｐｏｐｕｌａｒ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ
ｏｆ ｒｅｎｅｗａｂｌｅ ｅｎｅｒｇｙ． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｇｒｉｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｒｅｎｅｗａｂｌｅ ｅｎｅｒｇｙ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ， ａ ｖａｒｉｅｔｙ ｏｆ
ｎｅｗ ｇｒｉｄ⁃ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｍｏｄｅｌ ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ ｕｓｅｓ ａ ｄｉｓｃｒｅｔｅ⁃ｔｉｍｅ
ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｔｏ ｐｒｅｄｉｃｔ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏａｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｆｏｒ ａｌｌ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｖｅｃｔｏｒｓ ｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ
ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ． Ｔｈｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｖｅｃｔｏｒ ｗｈｉｃｈ ｍｉｎｉｍｉｚｅｓ ａ ｃｏｓｔ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｓ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ａｎｄ ｕｓｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｎｅｘｔ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｉｎｓｔａｎｔ．
Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ａ ｍｏｄｅｌ ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ａ ｔｈｒｅｅ⁃ｐｈａｓｅ ｇｒｉｄ⁃
ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｏｕｒｃｅ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ． Ａ ＴＭＳ３２０Ｆ２８３３５ ｆｌｏａｔｉｎｇ⁃ｐｏｉｎｔ ＤＳＰ ｉｓ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｐｌａｔｆｏｒｍ．
Ｔｈｅ ｓｔｅａｄｙ⁃ｓｔａｔｅ ａｎｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｇｒｉｄ⁃ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ
ｒｅａｃｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ． Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｖａｌｉｄａｔｅ ｔｈｅ ｓｕｐｅｒｉｏｒｉｔｙ ｉｎ ｔｈｒｅｅ⁃ｐｈａｓｅ ｇｒｉｄ⁃ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ａｒｅａ ｏｆ
ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｍｏｄｅｌ ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｍｏｄｅｌ ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ； ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ； ｖｏｌｔａｇｅ ｓｏｕｒｃｅ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ； ｇｒｉｄ⁃ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ

Ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｐｓｅｕｄｏ⁃Ｂｏｏｓｔ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｗｉｔｈ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｐｉｋｅ
ＨＡＮ Ｈｕｉ⁃ｈｕｉ， ＸＵ Ｊｉａｎ⁃ｐｉｎｇ， ＣＨＥＮ Ｚｈａｎｇ⁃ｙｏｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００３１， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｕｎｄｅｒ ｂｏｔｈ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ａｎｄ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｉｎｐｕｔ ｖｏｌｔａｇｅ， ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｖｏｌｔａｇｅ ｏｆ Ｐｓｅｕｄｏ⁃Ｂｏｏｓｔ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｉｓ ｐｏｓｉｔｉｖｅ，
ｉ． ｅ． Ｐｓｅｕｄｏ⁃Ｂｏｏｓｔ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｈａｓ ｂｉｐｏｌａｒ ｖｏｌｔａｇｅ ｇａｉｎ， ｗｈｉｃｈ ｍａｋｅｓ ｉｔ ａｃｔｉｎｇ ａｓ ａ ｂｒｉｄｇｅｌｅｓｓ ＰＦＣ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ． Ｆｏｒ ｔｈｅ
Ｐｓｅｕｄｏ⁃Ｂｏｏｓｔ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ， ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｓｗｉｔｃｈ ｉｓ ｔｕｒｎｅｄ ｏｆｆ， ｂｏｏｓｔ ｉｎｄｕｃｔｏｒ ｉｓ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｉｎ ｓｅｒｉｅｓ ｗｉｔｈ ｒｅｓｏｎａｎｔ ｉｎｄｕｃｔｏｒ，
ｗｈｉｃｈ ｍａｋｅｓ ａ ｓｔｅｐ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｉｎｄｕｃｔｏｒ ｃｕｒｒｅｎｔ， ａｎｄ ｔｈｕｓ ｐｒｏｄｕｃｅｓ ａ ｓｅｒｉｏｕｓ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｐｉｋｅ． Ｔｈｉｓ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｐｉｋｅ ｍａｙ
ｌｉｍｉｔ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｓｅｕｄｏ⁃Ｂｏｏｓｔ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｔｏ ｅｌｉｍｉｎａｔｅ ｔｈｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｐｉｋｅ ａｔ ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｗｈｅｎ ｔｈｅ
ｓｗｉｔｃｈ ｉｓ ｔｕｒｎｅｄ ｏｆｆ， ａｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｐｓｅｕｄｏ⁃Ｂｏｏｓｔ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｂｙ ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ ａ ｓｗｉｔｃｈ ｉｎ ｐａｒａｌｌｅｌ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｅｓ⁃
ｏｎａｎｔ ｉｎｄｕｃｔｏｒ． Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｔｏ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｓｕｌｔｓ． Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ， ｔｈｅ ｓｃｈｅｍｅ
ｃａｎ ｂｅ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｂｏｔｈ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅ ａｎｄ ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｐｓｅｕｄｏ⁃Ｂｏｏｓｔ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ； ｃｒｉｔｉｃａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅ （ＣＲＭ）； ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ ｃｕｒｒｅｎｔ； ｖｏｌｔａｇｅ ｓｐｉｋｅ

Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｌｉｔｈｉｕｍ ｂａｔｔｅｒｙ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ＡＣ ／ ＤＣ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ
ＺＨＡＮＧ Ｙａｏ， ＣＨＥＮ Ｘｉ⁃Ｋｕｎ， ＹＡＮＧ Ｓｈｅｎｇ
（Ｓｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ， Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００７２， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｆｏｒ ｔｈｅ ｌｉｔｈｉｕｍ ｂａｔｔｅｒｙ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃｏｎ⁃
ｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｌｉｔｈｉｕｍ⁃ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｉｅｓ ｃａｕｓｅｄ ａ ｌｏｔ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｗａｓｔｅ ａｎｄ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｔｏ ｐｏｗｅｒ ｎｅｔｗｏｒｋ ｉｓ ｉｎｃｒｅａｓ⁃
ｉｎｇｌｙ ｐｒｏｍｉｎｅｎｔ， ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｌｉｔｈｉｕｍ ｂａｔｔｅｒｙ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｉｓ ｂｅｃｏｍｉｎｇ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ
ｉｍｐｏｒｔａｎｔ． Ｉｎ ｌｉｇｈｔ ｏｆ ｔｈｉｓ ｐｒｏｂｌｅｍ， ｔｈｉｓ ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａ ｌｉｔｈｉｕｍ ｂａｔｔｅｒｙ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ＡＣ／ ＤＣ ｃｏｎ⁃
ｖｅｒｔｅｒ． Ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｕｓｅｓ ａｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｆｏｒｍ ｏｆ ｖｏｌｔａｇｅ ｔｙｐｅ ＰＷＭ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒｓ ａｎｄ ｈａｌｆ ｂｒｉｄｇｅ ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ＤＣ／ ＤＣ ｔｏ⁃
ｐｏｌｏｇｙ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ， ａｎｄ ｕｓｅｓ ｔｈｅ ＭＰＣ５６０４Ｂ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｗ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ
ｃｈｉｐ ａｎｄ ｔｈｅ ｖｏｌｔａｇｅ ａｎｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｏｕｂｌｅ ｃｌｏｓｅｄ⁃ｌｏｏｐ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｔｗｏ⁃ｗａｙ ｆｌｏｗ ｏｆ
ｌｉｔｈｉｕｍ ｂａｔｔｅｒｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｖｏｌｔａｇｅ， ｃｏｎｓｔａｎｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｈａｒｇｅ ａｎｄ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ． Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｐｒｏｖｅ
ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｃａｎ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈａｒｇｅ ｇｒｉｄ⁃ｓｉｄｅ ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ ｔｏ ｂｅ １ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｇｒｉｄ⁃
ｓｉｄｅ ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ ｔｏ ｂｅ⁃１．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｌｉｔｈｉｕｍ⁃ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｙ； ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ； ｃｏｎｓｔａｎｔ ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｃｕｒｒｅｎｔ

ＤＣ⁃ｓｔｅｅｐ ｐｕｌｓｅ ｆｉｅｌｄ ｉｎ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｏｉｌ ｐｕｒｉｆｙｉｎｇ
ＭＩ Ｙａｎ， ＺＨＡＮＧ Ｙａｎ⁃ｙｕａｎ， ＺＨＯＵ Ｌｏｎｇ⁃ｘｉａｎｇ， ＹＡＯ Ｃｈｅｎ⁃ｇｕｏ， ＬＩ Ｃｈｅｎｇ⁃ｘｉａｎｇ
（Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ＆ Ｓｙｓｔｅｍ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ ａｎｄ Ｎｅｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０００４４， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｏｉｌ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ ｍｅｄｉｕｍ ｆｏｒ ｉｍｍｅｒｓｅｄ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓ ａｎｄ ｉｔｓ ｐｅｒ⁃
ｆｏｒｍａｎｃｅ ｈａｓ ａ ｄｉｒｅｃｔ ｉｍｐａｃｔ ｔｏ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｌｉｆｅ． Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ
ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｏｉｌ ｈａｖｅ ａ ｌｉｍｉｔｅｄ ｅｆｆｅｃｔ ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｔｏ ｐｕｒｉｆｙ
ｏｎｌｉｎｅ． Ｕｓｉｎｇ ＤＣ⁃ｓｔｅｅｐ ｐｕｌｓｅ ｆｉｅｌｄ ｔｏ ｐｕｒｉｆｙ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｏｉｌ ｏｎｌｉｎｅ ｃａｎ ｂｅ ａ ｇｏｏｄ ｗａｙ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｓｏｍｅ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｆｉｃｉｅｎ⁃
ｃｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｂｏｖｅ ｍｅｔｈｏｄｓ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｗｅ ｃｈｏｓｅ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｏｉｌ ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｏｐｅｒａｔｅｄ ｉｎ １１０ｋＶ
ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ １７ ｙｅａｒｓ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｂｊｅｃｔ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄｅｓｉｇｎ， ｔｈｅ ＤＣ⁃ｓｔｅｅｐ ｐｕｌｓｅ ｆｉｅｌｄ
ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｉｖｉｄｅｄ ｔｏ ９ ｇｒｏｕｐｓ ｔｏ ｐｕｒｉｆｙ ｔｈｅ ｄｉｒｔｙ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｏｉｌ ｔｏ ｆｉｎｄ ｏｕｔ ｔｈｅ ｐｒｉｍａｒｙ ａｎｄ
ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｏｒｄｅｒ ｏｆ ｅａｃｈ ｆａｃｔｏｒ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ａ ｓｅｔ ｏｆ ｏｐｔｉｍａｌ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ． Ｔｈｅｎ， ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ
ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ， ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ ｖａｒｉａｂｌｅ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ａｎｄ ｐｕｌｓｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｆａｃｔｏｒｓ． Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ
ｌｏｓｓ ｗａｓ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｔｏ ｊｕｄｇｅ ｔｈｅ ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ＤＣ⁃ｓｔｅｅｐ ｐｕｌｓｅ ｆｉｅｌｄ； ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ； ｓｉｎｇｌｅ ｖａｒｉａｂｌｅ ｍｅｔｈｏｄ； ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ

Ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｌｏｗ ｖｏｌｔａｇｅ ｒｉｄｅ⁃ｔｈｒｏｕｇｈ ｓｃｈｅｍｅｓ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ
ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｄｏｕｂｌｅ ｆｅｄ ｗｉｎｄ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ
ＯＵＹＡＮＧ Ｈｕｉ， ＬＩ Ｐｅｉ⁃ｑｉａｎｇ， ＬＩ Ｘｉｎ⁃ｒａｎ， ＺＨＵ Ｌｉｎ， ＨＵ Ｌｏｎｇ⁃ｈｕｉ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｈｕｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００８２， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｒａｍａｔｉｃ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ｏｆ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ， ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｌｏｗ
ｖｏｌｔａｇｅ ｒｉｄｅ ｔｈｒｏｕｇｈ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｗｉｎｄ ｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｇｒｉｄ ｉｓ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｓｔｒｉｃｔ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，
ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ＤＦＩＧ， ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｖａｌｕｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ｃｒｏｗｂａｒ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ， ａｎｄ
ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅ ｌｏｗ ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｆｏｒ ｃｕｔｔｉｎｇ ｏｆｆ ｔｈｅ Ｃｒｏｗｂａｒ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｅｆｏｒｅ ｔｈｅ ｃｌｅａｒｉｎｇ ｏｆ ｆａｕｌｔ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．
Ｆｉｎａｌｌｙ ｔｈｅ ｇｒｉｄ⁃ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｂｕｉｌｔ ｕｐ ｉｎ Ｍａｔｌａｂ／ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ， ａｎｄ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｌｉｍｉｔｉｎｇ ｃｕｒｒｅｎｔ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｔｈｅ
ｇｒｉｄ⁃ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｏｎ ｔｈｅ ＤＣ ｂｕｓ ｖｏｌｔａｇｅ， ｗｈｉｃｈ ｃｏｕｎｔｓ ａｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｌｏｗ ｖｏｌｔａｇｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ， ｉｓ ｄｉｓ⁃
ｃｕｓｓｅｄ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｂｏｖｅ ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ， ｔｗｏ ｌｏｗ⁃ｖｏｌｔａｇｅ ｓｃｈｅｍｅｓ ａｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ： ｏｎｅ ｉｓ ｔｈｅ ｒｏｔｏｒ ｓｉｄｅ Ｃｒｏｗｂａｒ ｃｉｒ⁃
ｃｕｉｔ， ａｎｄ ｔｈｅ ｏｔｈｅｒ ｉｓ ｗｉｔｈ ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ ＤＣ ｓｉｄｅ ｕｎｌｏａｄｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ， ａｎｄ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｂｙ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ
ｔｈｅ Ｃｒｏｗｂａｒ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｖａｌｕｅ， ｔｈｅ ｌａｔｔｅｒ ｃａｎ ａｂｓｏｒｂ ｔｈｅ ｅｘｃｅｓｓ ｅｎｅｒｇｙ， ｗｈｉｃｈ ｍａｋｅｓ ｉｔ ｍｏｒｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｆｏｒｍｅｒ
ｔｏ ｓｕｐｐｒｅｓｓ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｉｎｒｕｓｈ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔａｔｏｒ ａｎｄ ｒｏｔｏｒ ｗｉｎｄｉｎｇｓ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｏ ｓｔａｂｉｌｉｚｅ ｔｈｅ ＤＣ ｂｕｓ ｖｏｌｔａｇｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ； ｌｏｗ ｖｏｌｔａｇｅ ｒｉｄｅ ｔｈｒｏｕｇｈ； Ｃｒｏｗｂａｒ ｃｉｒｃｕｉｔ； ｄａｍｐ ｃｉｒｃｕｉｔ； ｂｕｓ ｖｏｌｔａｇｅ

Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｎ ｓｈｏｒｔ⁃ｔｅｒｍ ｔｅｍｐｏｒｏｓｐａｔｉａｌ ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｉｔｉｅｓ ｏｆ
Ｃｈｉｎａ’ｓ ｗｉｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｓｐｒｅａｄｉｎｇ ｏｖｅｒ ｗｉｄｅ ａｒｅａ
ＬＩＵ Ｙｉ^{１， ２}， ＸＩＡＯ Ｌｉ⁃ｙｅ^{１， ２}， ＷＡＮＧ Ｈａｉ⁃ｆｅｎｇ^３， ＤＡＩ Ｓｈａｏ⁃ｔａｏ^{１， ２}， ＱＩ Ｚｈｉ⁃ｐｉｎｇ^２
（１． Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９０， Ｃｈｉｎａ；
２． Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９０， Ｃｈｉｎａ；
３． Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０２２０６， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｉｓ ｈｉｇｈｌｙ ｖａｒｉａｂｌｅ ａｎｄ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｔｏ ｐｒｅｄｉｃｔ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｍｉｔｔｅｎｔ ａｎｄ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｎｇ ｎａｔｕｒｅ ｏｆ
ｗｉｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ． Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ ｓｕｃｈ ｕｎｓｔａｂｌｅ ｐｏｗｅｒ ｓｏｕｒｃｅ ｉｎｔｏ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍｓ ｗｉｌｌ ｂｒｉｎｇ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｉｍｐａｃｔｓ ｏｎ
ｔｈｅ ｓａｆｅ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｍ． Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌｌｙ ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ ｗｉｎｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｅａ⁃
ｓｉｂｌｅ ｗａｙｓ ｔｏ ｓｍｏｏｔｈ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｏｕｔｐｕｔ． Ｕｎｔｉｌ ｎｏｗ ｍａｋｉｎｇ ｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｍｐｏｒｏｓｐａｔｉａｌ ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｉｔｉｅｓ ｏｆ ｇｅｏｇｒａｐｈ⁃
ｉｃａｌｌｙ ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ ｗｉｎｄ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｈａｓ ａｔｔｒａｃｔｅｄ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｅｙｅｓ ａｔ ｈｏｍｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ ｏｖｅｒ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ． Ｆｏｒ Ｃｈｉｎａ，
ｈｏｕｒｌｙ ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌｌｙ ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ ｗｉｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｗｅｌｌ ｓｔｕｄｉｅｄ， ｂｕｔ ｔｈｅ
ｓｈｏｒｔ⁃ｔｅｒｍ ｅｆｆｅｃｔ ｓｔｉｌｌ ｎｅｅｄｓ ｔｏ ｂｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ． Ｈｅｎｃｅ，ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｄａｔａ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｂｙ Ｃｈｉｎａ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ａｄｍｉｎｉｓ⁃
ｔｒａｔｉｏｎ （ＣＭＡ）， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔ⁃ｔｅｒｍ （１ｍｉｎｕｔｅ） ｔｅｍｐｏｒｏｓｐａｔｉａｌ ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｉｔｉｅｓ ｏｆ ｗｉｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｒｅ⁃
ｓｏｕｒｃｅｓ ｓｐｒｅａｄｉｎｇ ｏｖｅｒ ａ ｗｉｄｅ ａｒｅａ ｉｎ Ｃｈｉｎａ． Ｓｅｖｅｒａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ ｄｒａｗｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ａ ｆｅａｓｉｂｌｅ ｄｉａｇｒａｍ
ｆｏｒ Ｃｈｉｎａ ｔｏ ｍａｋｅ ｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｉｔｉｅｓ ｏｆ ｒｅｎｅｗａｂｌｅ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｔｅｍｐｏｒｏｓｐａｔｉａｌ ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｉｔｉｅｓ； ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ； ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓ； ｉｎｔｅｒｍｉｔｔｅｎｔ； ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ； ｇｅｏｇｒａｐｈ⁃
ｉｃａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ； ｓｈｏｒｔ ｔｅｒｍ

Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｌｏｗ⁃ｃａｒｂｏｎ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ
ＭＡＯ Ｘｉａｏ⁃ｍｉｎｇ^１， ＬＩＵ Ｗｅｎ⁃ｓｈｅｎｇ^２， ＣＨＥＮ Ｓｈｅｎ^１， ＷＵ Ｊｉｅ⁃ｋａｎｇ^１， ＧＵＯ Ｚｈｕａｎｇ⁃ｚｈｉ^１
（１． Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｆａｃｕｌｔｙ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０００６， Ｃｈｉｎａ；
２． Ｅａｓｔ Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ， Ｈｕｈｈｏｔ ０１００００， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａｎ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｌｏｗ⁃ｃａｒｂｏｎ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｆｏｒ ｍｉｃｒｏｇｒｉｄｓ ｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｔａｋｉｎｇ ｂｏｔｈ ｏｐｅｒａ⁃
ｔｉｏｎ ｃｏｓｔｓ ａｎｄ ｃａｒｂｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｉｎｔｏ ａｃｃｏｕｎｔ． Ｔｈｅ ｉｄｅａｌ ｐｏｉｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｄｅａｌ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｍｕｌｔｉ⁃ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｏｐｔｉｍｉ⁃
ｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｗａｒｍ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｆａｓｔ ａｎｄ ｒｏｂｕｓｔ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｅａｒｃｈ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ． Ｔａｋｉｎｇ ａ ３０⁃ｎｏｄｅ
ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ ａｓ ｔｈｅ ｅｘａｍｐｌｅ， ｇｉｖｉｎｇ ｔｈｅ ｔｙｐｉｃａｌ⁃ｄａｙ ｌｏａｄ⁃ｃｕｒｖｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｗｉｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅｓ ａｎｄ ｐｈｏｔｏ⁃
ｖｏｌｔａｉｃ ａｒｒａｙｓ， ｓｙｓｔｅｍ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｕｎｄｅｒ ｓｉｎｇｌｅ ｇｏａｌ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ ａｎｄ ｍｕｌｔｉ⁃ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ ａｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ． Ｔｈｅ
ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｌｏｗ⁃ｃａｒｂｏｎ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ ｍａｋｅｓ ａ ｔｒａｄｅｏｆｆ ｂｅｔｗｅｅｎ ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ ａｎｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ
ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｓｙｓｔｅｍ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｓ ｍｏｒｅ ｐｒｅｆｅｒｒｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ； ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ； ｌｏｗ⁃ｃａｒｂｏｎ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ

Ｒｅｖｉｅｗ ｏｎ ｍｏｄｅｌｓ ｏｆ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｉｎ ｗｉｎｄ ｆａｒｍｓ
ＬＩ Ｈｕｉ^{１， ２}， ＳＵＮ Ｈｏｎｇ⁃ｂｉｎ^２， ＺＨＡＮＧ Ｆａｎｇ^１
（１． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ， Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９２， Ｃｈｉｎａ；
２． Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８４， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｍｏｄｅｌｓ ｏｆ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｒｅ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃ ｂａｓｅｓ ａｐｐｌｙｉｎｇ ｔｏ ｗｉｎｄ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ａｓ⁃
ｓｅｓｓｍｅｎｔ， ｐｌａｎｎｉｎｇ ａｎｄ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｏｆ ｗｉｎｄ ｆａｒｍｓ， ａｎｄ ａｌｓｏ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍｓ． Ｆｉｒｓｔｌｙ， ｔｈｉｓ
ｐａｐｅｒ ｒｅｖｉｅｗｓ ｓｏｍｅ ｍｏｄｅｌｓ ｏｆ ｍｅｄｉｕｍ⁃ａｎｄ⁃ｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ， ｓｕｃｈ ａｓ Ｇａｍｍａ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ， Ｌｏｇ⁃
ｎｏｒｍａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ， Ｒａｙｌｅｉｇｈ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ， Ｗｅｉｂｕｌｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ Ｂｕｒｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ． Ｓｅｃｏｎｄｌｙ， ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ
Ｗｅｉｂｕｌｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ， ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｅｓｔｉｍａｔｅｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｔｈｉｒｄｌｙ， ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ
ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌｓ ａｎｄ ｅｓｔｉｍａｔｅｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ａｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ａｔ ｔｈｅ ｅｎｄ ｏｆ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｔｈｅ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｏｆ
ｔｈｉｓ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｒｅａ ａｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｗｉｎｄ ｆａｒｍ； ｍｅｄｉｕｍ⁃ａｎｄ⁃ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ； ｐｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ； ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ

Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅ ｏｆ ｍｉｄ⁃ｖｏｌｔａｇｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ
ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｕｓｅｒ’ｓ ｓｔｅｐｗｉｓｅ ｃａｐａｃｉｔｙ
ＸＵ Ｊｉｎｇ^１， ＬＩ Ｊｕａｎ^１， ＸＩＥ Ｑｉｎ^１， ＬＩＵ Ｈｏｎｇ^２， ＧＵＯ Ｙｉｎ⁃ｃｈａｎｇ^２
（１． Ｔｉａｎｊｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， Ｔｉａｎｊｉｎ ３０００４０， Ｃｈｉｎａ；
２． Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｓｍａｒｔ Ｇｒｉｄ， Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ（Ｔｉａｎｊｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）， Ｔｉａｎｊｉｎ ３０００７２， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｕｓｅｒ’ｓ ｓｔｅｐｗｉｓｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｉｎ ｍｉｄ⁃ｖｏｌｔａｇｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ， ｔｈｅ
ｄｅａｄ ｚｏｎｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ， ｗｈｉｃｈ ｒｅｆｌｅｃｔｓ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔｆａｌｌ ｉｎ ａｃｔｕａｌ ｌｏａｄ ｓｕｐｐｌｙ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｃｏｍｐａｒｅｄ
ｂｙ ｔｈｅ ｉｄｅａｌ ｏｎｅ， ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｅｘｐｅｃｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｏａｄ ａｎｄ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｕｓｅｒｓ ｉｎ ｏｎｅ ｆｅｅｄｅｒ ｉｓ ｆｉｒｓｔｌｙ ａｎａ⁃
ｌｙｚｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｕｓｅｒ’ｓ ｃａｐａｃｉｔｙ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｂｏｖｅ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｌｓｏ ｇｉｖｅｓ
ｏｕｔ ｔｈｅ ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅｖｅｒａｌ ｉｎｄｉｃｅｓ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｄｅａｄ ｚｏｎｅ ｍｏｄｅｌ， ｓｕｃｈ ａｓ ｌｏａｄ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｆｅｅｄｅｒ， ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｉｎ⁃
ｔｅｒｖａｌｓ ｉｎ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｖｅｒａｇｅ ｉｎｔｅｒｖａｌ ｏｃｃｕｐａｔｉｏｎ ｐｅｒ ｕｓｅｒ， ｗｈｉｃｈ ａｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｅ ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅ ｉｎ ｍｉｄ⁃ｖｏｌｔａｇｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ． Ｔｈｅ ｆｉｎａｌ ｅｘａｍｐｌｅ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ， ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅ
ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｅｃｏｎｏｍｙ， ｔｈｉｓ ｋｉｎｄ ｏｆ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｇｒｅａｔｌｙ ｅｎｈａｎｃｅ ｔｈｅ ａｃｃｅｓｓ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｏｎｅ ｆｅｅｄｅｒ ａｎｄ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｕｔｉｌｉｚａ⁃
ｔｉｏｎ ｉｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ， ｍｅａｎｗｈｉｌｅ ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｉｍｐａｃｔ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｄｅａｄ ｚｏｎｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｍｉｄ⁃ｖｏｌｔａｇｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ； ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅｓ； ｄｅａｄ ｚｏｎｅ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ； ｌｏａｄ ｒａｔｉｏ；
ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｉｎｔｅｒｖａｌｓ； ａｖｅｒａｇｅ ｉｎｔｅｒｖａｌ ｏｃｃｕｐａｔｉｏｎ ｐｅｒ ｕｓｅｒ

Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｗｏ⁃ｓｔａｇｅ ＬＥＤ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ
ＷＵ Ｊｉｅ， ＷＡＮＧ Ｃｈｕｎ⁃ｆａｎｇ， ＬＩＵ Ｍａｏ⁃ｓｈｅｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｑｉｎｇｄａｏ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｑｉｎｇｄａｏ ２６６０７１， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ＬＥＤ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ， ｓｕｃｈ ａｓ ｌｏｗ ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ ａｎｄ ｌａｒｇｅ
ｈａｒｍｏｎｉｃ ｃｕｒｒｅｎｔ， ａ ｎｏｖｅｌ ＬＥＤ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｗｉｔｈ ｔｗｏ⁃ｓｔａｇｅ ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．
Ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ＰＦＣ ｓｔａｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ａｄｏｐｔｓ ｂｏｏｓｔ ｔｏｐｏｌｏｇｙ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ， ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｓｅｃ⁃
ｏｎｄ ＤＣ／ ＤＣ ｓｔａｇｅ ａｄｏｐｔｓ ｑｕａｓｉ⁃ｒｅｓｏｎａｎｔ ｆｌｙｂａｃｋ ｔｏｐｏｌｏｇｙ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｃｏｎｓｔａｎｔ⁃ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｏｕｔ⁃
ｐｕｔ． Ｔｈｅ ＰＦＣ ｓｔａｇｅ ａｎｄ ｔｈｅ ＤＣ／ ＤＣ ｓｔａｇｅ ａｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ， ｗｈｉｃｈ ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｓ ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｓｔｒｕｃ⁃
ｔｕｒｅ， ａｎｄ ａｃｈｉｅｖｅｓ ｐｏｗｅｒ⁃ｆａｃｔｏｒ⁃ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｔａｎｔ⁃ｃｕｒｅｎｔ ｄｒｉｖｉｎｇ ｃｏｎｃｕｒｒｅｎｔｌｙ． Ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ
ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｗａｓ ａｎａｌｙｓｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ， ｍｅａｎｗｈｉｌｅ， ｔｈｅ ｍａｉｎ ｄｅｓｉｇｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｗｅｒｅ ｐｒｏｖｉｄｅｄ． Ａ ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ
ｏｆ ａ １２Ｗ ＬＥＤ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｗａｓ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ ａｎｄ ｔｅｓｔｅｄ． Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ ｏｆ ｔｈｅ
ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｉｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ０􀆰 ９６， ａｎｄ ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ ａｒｅ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｔｏ ｂｅ ｃｏｒｒｅｃｔ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ＬＥＤ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ； ｔｗｏ⁃ｓｔａｇｅ； ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ； ｆｌｙｂａｃｋ ｃｉｒｃｕｉｔ

Ｎｅｗ ｅｎｅｒｇｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃ
ｓｅｌｆ⁃ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｏｖｅｒ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｉｄｅ
ＬＩ Ｙａｎ⁃ｃｈｕａｎ， ＪＩＡＮＧ Ｈｅ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ， Ｆｕｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｆｕｚｈｏｕ ３５０１０８， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｈａｒｖｅｓｔｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｍｏｄｅｌ ｏｆ
ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ ｄｅｒｉｖｅｄ ｆｒｏｍ ｓｔａｔｉｃ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ ｉｓ ｂｕｉｌｔ， ａｎｄ ｓｅｖｅｒａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ａｒｅ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｔｏ ｓｔｕｄｙ
ｗｈｅｔｈｅｒ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｖａｌｕａｂｌｅ． Ｔｈｅｎ， ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｗｈａｔ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｒｅｖｅａｌｓ， ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｐｏｗｅｒ ｐｏｉｎｔ ｉｓ ｆｏｕｎｄ ｏｕｔ
ｗｈｅｎ ｅｎｅｒｇｙ ｉｓ ｍａｎａｇｅｄ ｂｙ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ． Ｔｈｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｏ ｓｕｐｅｒ ｃａｐａｃｉｔｏｒ ｉｓ ｕｓｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｊｕｄｇｅ⁃
ｍｅｎｔ ｗｈｅｔｈｅｒ ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｓｔｏｒａｇｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ． Ｉｎ ｔｈａｔ ｒｅｓｐｅｃｔ， ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｃｉｒｃｕｉｔ ｉｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ
ａｓ ａ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃａｌｌｅｄ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｈａｒｇｅ Ｅｘｔｒａｃｔ， ｂｅｃａｕｓｅ ｔｈｅ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ ｃａｎ’ｔ ｐｅｒｆｏｒｍ ａｓ ｇｏｏｄ ａｓ ｉｔ
ｉｓ ｕｎｄｅｒ ｕｌｔｒａｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ． Ｉｔ ｔｕｒｎｓ ｏｕｔ ｔｈａｔ ｔｈｅｒｅ ｉｓ ａｎ ｏｐｔｉｍａｌ ｄｕｔｙ ｔｏ ｍａｘｉｍｉｚｅ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｈａｒｖｅｓｔｅｄ， ｓｏ ｔｈａｔ ｔｈｅ
ｅｎｅｒｇｙ ｈａｒｖｅｓｔｅｒ ｃａｎ ｓｃａｖｅｎｇｅ ｍｕｃｈ ｍｏｒｅ ｅｎｅｒｇｙ ｔｏ ｃａｎｃｅｌ ｏｕｔ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｌｏｓｓ． Ａｓ ａ ｒｅｓｕｌｔ， ｏｎｌｉｎｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄ
ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｓｈｏｒｔｅｎｅｄ ｇｒｅａｔｌｙ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｅｎｅｒｇｙ ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ； ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｈａｒｇｅ ｅｘｔｒａｃｔ； ｏｐｔｉｍａｌ ｄｕｔｙ； ｏｎｌｉｎｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ