【摘要】：隨著電弧爐煉鋼技術(shù)的不斷進(jìn)步,電弧爐在冶金企業(yè)中的應(yīng)用變得越來越廣泛。由于電弧爐具有典型的時(shí)變非線性特性,工作過程中會(huì)對(duì)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(dòng)、諧波、功率因數(shù)降低等問題。本文首先針對(duì)靜止無功補(bǔ)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(fù)合型無功補(bǔ)償模型(TSC+TCR+SVG)。該補(bǔ)償模型采用TSC+TCR模塊完成初步補(bǔ)償,SVG負(fù)責(zé)后續(xù)精細(xì)補(bǔ)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(duì)TSC+TCR提出一種基于歷史狀態(tài)的選擇性配置策略。為進(jìn)一步驗(yàn)證復(fù)合型無功補(bǔ)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(bǔ)償裝置補(bǔ)償效果更為顯著。有源電力濾波器(APF)是一種用于動(dòng)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(duì)象,針對(duì)有源濾波器在電弧爐這類大容量負(fù)載上諧波抑制方案與控制方法的不足進(jìn)行改進(jìn)。首先,通過對(duì)無功補(bǔ)償與諧波抑制問題的分析,提出解決方案;其次,通過對(duì)復(fù)合控制策略進(jìn)行分析,優(yōu)化了增益系數(shù)對(duì)濾波效果的影響,增加了延時(shí)補(bǔ)償設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上,構(gòu)建了完整的復(fù)合控制策略電路,搭建系統(tǒng)仿真模型并進(jìn)行了驗(yàn)證,仿真結(jié)果表明整個(gè)系統(tǒng)的正確性和有效性。最后,針對(duì)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(jìn)的遺傳算法(PSO)對(duì)電弧爐靜態(tài)模型中的參數(shù)進(jìn)行了辨識(shí),辨識(shí)結(jié)果與實(shí)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(bǔ)償與諧波抑制模塊,消除電弧爐負(fù)載電壓波動(dòng),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(jìn)一步消除電弧爐諧波,以達(dá)到綜合補(bǔ)償?shù)哪康�。然后利用仿真平臺(tái),搭建了電弧爐電網(wǎng)模型及最終的綜合補(bǔ)償系統(tǒng)模型;通過分析綜合補(bǔ)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(yàn)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(yùn)行特性，可以分析電弧爐電能質(zhì)量問題。當(dāng)電，電流、有功功率、無功功率都為 0，對(duì)應(yīng)圖中的 O 點(diǎn)時(shí)，則有：20= 2 2 dU SPXB 點(diǎn)，這個(gè)時(shí)刻的有功功率與無功功率相等。在 D 點(diǎn)對(duì)電極與鋼料短路的情況發(fā)生，這時(shí)有電弧電阻為零，有容量就是短路容量，即為（2-3）式表達(dá)式，并且在斷圖中 A 點(diǎn)即為額定工作點(diǎn)，，阻抗角為φN，而 cosφN在路時(shí)的運(yùn)行特性，是由于塌料造成電極短路，在這點(diǎn).1~0.2 之間，電流波動(dòng)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(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TF341.2

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本文編號(hào)：2675451