大型交流电弧炉SVC供电方法及电能质量控制

论文摘要

灵活交流输电系统( Flexible AC Transmission Systems,FACTS)的出现为电力系统的运行带来了很大的灵活性,也给电力工程领域的研究人员提出了新的研究课题和挑战。静止无功补偿器(Static Var Compensator,SVC)作为其中之一,由于其具有很多优良特性,已引起各国电力工作者的高度重视。本文提出的SVC用于电弧炉回路构成柔性供电系统,其主要作用是抑制电网电压波动,使接于同一电网上的其他用电设备获得良好的供电质量。同时它对炼钢过程本身也起到稳压供电作用,使电炉变压器获得有效的利用;消除无功电流的流动,从而降低线路及变电所变压器的损耗,系统功率因数也得到明显的改善。因此,对这种柔性供电方法的研究具有很高的理论价值和实用价值。本文首先分析了电弧炉的用电特性,指出电弧炉运行时引起电能质量问题的几种因素。本文探讨一种大型交流电弧炉柔性供电方法,即将SVC应用于电弧炉供电系统,运用瞬时无功功率理论,检测出冲击性电弧炉负荷的瞬时无功电流,采用跟踪型PWM控制技术对此电流波形进行反馈控制,使SVC补偿所需的无功电流,达到抑制电网电压波动与闪变的目的。并对此交流电弧炉柔性供电方法,在MATLAB/POWER SYSTEM下进行了仿真研究。结果表明此柔性供电方法能有效地抑制电弧炉引起的电网电压波动与闪变,实现柔性供电的目的。经过宝钢二电炉项目的实际应用,其效果可以满足生产和国家规范对于电压波动和电能质量的要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 电弧炉的现状与发展
• 1.3 交流电弧炉供电系统
• 1.4 电弧炉供电系统存在的电能质量问题
• 1.5 FACTS 及其主要装置概述
• 1.6 本论文的主要工作
• 2 电弧炉用电特性分析
• 2.1 电弧炉的基本参数和运行周期
• 2.2 电弧炉运行的电气特性
• 2.3 电弧炉冲击负荷
• 2.4 电弧炉的功率变化圆图
• 2.5 小结
• 3 电弧炉引起的电压波动的估算与仿真
• 3.1 前言
• 3.2 电弧炉引起的电压波动的估算
• 3.3 电弧炉引起的电压波动的仿真分析
• 3.3.1 MATLAB/SIMULINK/POWER SYSTEM 简介
• 3.3.2 电弧炉负荷模型
• 3.3.3 在 MATLAB/SIMULINK 中的仿真
• 3.3.4 在 MATLAB/POWER SYSTEM 中的仿真
• 3.4 小结
• 4 电能质量控制
• 4.1 电能质量控制技术
• 4.2 减少电压波动与闪变的措施
• 4.3 小结
• 5 SVC 的应用背景及参数计算
• 5.1 SVC 的应用背景
• 5.2 负载相关参数
• 5.2.1 电炉相关参数
• 5.2.2 钢包炉（LF 炉）相关参数
• 5.3 补偿器设备相关参数
• 5.3.1 SVC 系统
• 5.3.2 EAF/SVC 畸变计算
• 5.3.3 主要部件的设计
• 6 SVC 供电与仿真分析
• 6.1 采用 SVC 方法实现电弧炉柔性供电
• 6.2 瞬时无功电流的测量
• 6.3 仿真分析
• 7 SVC 的相关保护设定及结论结论
• 7.1 保护整定值
• 7.1.1 进线变压器
• 7.1.2 差动保护
• 7.1.3 主变后备保护值整定（REF541）
• 8 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文目录