【摘要】：隨著電弧爐煉鋼技術(shù)的不斷進步,電弧爐在冶金企業(yè)中的應用變得越來越廣泛。由于電弧爐具有典型的時變非線性特性,工作過程中會對供電系統(tǒng)造成非常大的沖擊,使電網(wǎng)產(chǎn)生電壓閃變、電壓波動、諧波、功率因數(shù)降低等問題。本文首先針對靜止無功補償器(SVC)在抑制電壓閃變、濾除諧波方面效果不理想以及靜止無功發(fā)生器(SVG)成本過高的問題,提出一種低成本復合型無功補償模型(TSC+TCR+SVG)。該補償模型采用TSC+TCR模塊完成初步補償,SVG負責后續(xù)精細補償和抑制電壓閃變,二者協(xié)同工作,最大限度地減少成本并提高性能;控制策略采用電流直接控制的SVG子控制系統(tǒng),針對TSC+TCR提出一種基于歷史狀態(tài)的選擇性配置策略。為進一步驗證復合型無功補償模型的合理性與控制策略的有效性,構(gòu)建了完整的系統(tǒng)仿真模型,結(jié)果表明所提出的控制策略性能良好,混合型無功補償裝置補償效果更為顯著。有源電力濾波器(APF)是一種用于動態(tài)抑制諧波的電力電子裝置,文中以串聯(lián)型有源電力濾波器為研究對象,針對有源濾波器在電弧爐這類大容量負載上諧波抑制方案與控制方法的不足進行改進。首先,通過對無功補償與諧波抑制問題的分析,提出解決方案;其次,通過對復合控制策略進行分析,優(yōu)化了增益系數(shù)對濾波效果的影響,增加了延時補償設計。在此基礎(chǔ)上,構(gòu)建了完整的復合控制策略電路,搭建系統(tǒng)仿真模型并進行了驗證,仿真結(jié)果表明整個系統(tǒng)的正確性和有效性。最后,針對電弧爐電能質(zhì)量問題,建立了電弧爐的靜態(tài)模型。在此基礎(chǔ)上,采用改進的遺傳算法(PSO)對電弧爐靜態(tài)模型中的參數(shù)進行了辨識,辨識結(jié)果與實測數(shù)據(jù)能較好地吻合,為電弧爐電網(wǎng)電能質(zhì)量綜合治理的研究奠定了模型基礎(chǔ)。通過合理布局無功補償與諧波抑制模塊,消除電弧爐負載電壓波動,從源頭上抑制了電弧爐偶次諧波及部分奇次諧波的產(chǎn)生,利用有源濾波器進一步消除電弧爐諧波,以達到綜合補償?shù)哪康�。然后利用仿真平臺,搭建了電弧爐電網(wǎng)模型及最終的綜合補償系統(tǒng)模型;通過分析綜合補償系統(tǒng)在電弧爐電網(wǎng)投入前后的系統(tǒng)無功功率變化、功率因數(shù)波形及電網(wǎng)電流電壓波形,充分驗證本文提出的治理方案的合理性和有效性。
【圖文】：

圖 2-1 電弧爐供電系統(tǒng)簡化圖式：212 2 U RPX R212 2 U XQX R 為無功功率，那么電弧爐短路容20 dUSX2 2 2S Sd d

圖 2-2 電弧爐功率變化圓爐的運行特性，可以分析電弧爐電能質(zhì)量問題。當電，電流、有功功率、無功功率都為 0，對應圖中的 O 點時，則有：20= 2 2 dU SPXB 點，這個時刻的有功功率與無功功率相等。在 D 點對電極與鋼料短路的情況發(fā)生，這時有電弧電阻為零，有容量就是短路容量，即為（2-3）式表達式，并且在斷圖中 A 點即為額定工作點，，阻抗角為φN，而 cosφN在路時的運行特性，是由于塌料造成電極短路，在這點.1~0.2 之間，電流波動最大值為額定電流的 2.5~3.5 倍所消耗的無功，F(xiàn)O 表示電弧爐額定工作所消耗的無功無功變化量。
【學位授予單位】：天津理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TF341.2

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本文編號：2675451