Анализ качества электроэнергии при стабилизации активной мощности дуговой сталеплавильной печи с помощью статического тиристорного компенсатора

Василий Васильевич Анохин, Александр Аркадьевич Николаев

Аннотация


Приведены основные результаты исследования качества электроэнергии на шинах электросталеплавильного комплекса в случае работы статического тиристорного компенсатора (СТК) по новому алгоритму управления, предназначенному для улучшения электрических характеристик дуговой сталеплавильной печи (ДСП) за счет стабилизации ее активной мощности на оптимальном уровне. Анализ особенностей работы СТК в данном режиме показал значительное ухудшение характеристик напряжения по сравнению с опытами, в которых компенсатор функционировал по классическим алгоритмам. Для проведения подробной оценки негативного влияния СТК на качество электроэнергии (КЭ) при его работе по активной мощности рассчитаны показатели КЭ, характеризующие медленные изменения, несинусоидальность, несимметрию и колебания напряжения, и проведено их сравнение с результатами экспериментов с управлением компенсатора по реактивной мощности и напряжению. Опыты проводились на математической модели действующего электросталеплавильного комплекса «ДСП-120-СТК», разработанной в приложении Simulink математического пакета MATLAB. Для обеспечения требуемых значений показателей КЭ при функционировании СТК в режиме поддержания постоянной активной мощности ДСП разработаны структуры дополнительных блоков ограничения по напряжению и коэффициенту реактивной мощности, симметрирования напряжений и подавления фликера.


Ключевые слова


качество электроэнергии; статический тиристорный компенсатор; режимы управления тиристор-но-реакторной группой; дуговая сталеплавильная печь; отклонение напряжения; фликер; коэффициент реактивной мощности

Полный текст:

PDF

Литература


Yu H., Yue Y., Zhifei C., Ling X. Research on the Calculation of the Influence of Arc Furnace Reactive Impact Loads on Power system and the Method of Compensation. 2010 Conference Proceedings IPEC. Singa-pore, 2010, pp. 1052–1055. DOI: 10.1109/IPECON.2010.5696970

Ustariz-Farfan A. J., Cano-Plata E.A., Arias-Guzman S. Electric Arc Furnaces Influence in Power Systems Area. 2017 IEEE Industry Applications Society Annual Meeting. Cincinnati, OH (USA), 2017, pp. 1–6. DOI: 10.1109/IAS.2017.8101813

Dionise T.J. Assessing the Performance of a Static Var Compensator for an Electric Arc Furnace. IEEE Transactions on Industry Applications, 2014, vol. 50, iss. 3, pp. 1619–1629. DOI: 10.1109/TIA.2013.2282762

Nenakhov A.I., Gamazin S.I., Mologin D.S. [Specifics of Constructing Static Var Compensator Controls]. Elektrooborudovaniye: ekspluatatsiya i remont [Electrical Equipment: Exploitation and Repair], 2014, no. 1,

pp. 36–42. (in Russ.)

Nikolaev A.A. Povyshenie ehffektivnosti raboty ehlektrotekhnicheskogo kompleksa “dugovaya staleplavilʹ¬naya pechʹ – staticheskiy tiristornyy kompensator” [Optimizing the SVC-EAF Complex]. Magnito-gorsk, Nosov Magnitogorsk State Technical University Publ., 2017. 318 p.

Kawamura A. An Optimal Control Method Applied for the Compensation of the Fundamental VAR Fluc-tuations in the Arc Furnace. IEEE Transactions of Industry Applications, 1983, vol. 1A-19, iss. 3, pp. 414–423. DOI: 10.1109/ TIA.1983.4504217

Nikolaev A.A., Kornilov G.P., Anokhin V.V. [Comparative Analysis of Static Var Compensator Control Modes for High Power Electric Arc Furnace]. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Power Engineering, 2016, vol. 16, no. 2, pp. 35–46. (in Russ.). DOI: 10.14529/ power160205

GOST 32144–2013. [Electric Energy. Electromagnetic Compatibility of Technical Equipment. Power Qua-lity Limits in the Public Power Supply Systems]. Moscow, Standartinform Publ., 2014. 20 p. (in Russ.)

O poryadke rascheta znacheniy sootnosheniya potrebleniya aktivnoy i reaktivnoy moshchnosti dlya otdel-nykh energoprinimayushchikh ustroystv (grupp energoprinimayushchikh ustroystv) potrebiteley elektricheskoy energii [Calcaulating the Active-Reactive Power Ratio for Electricity Consumers’ Power Units or Their Clusters], Order of the Ministry of Industrial Energy of the Russian Federation on 23 June, 2015 no. 380, Registered in

the Russian Ministry of Justice on July 22, 2015 no. 38151.

Uz-Logoglu E., Salor O., Ermis M. Online Characterization of Interharmonics and Harmonics of AC Elec-tric Arc Furnaces by Multiple Synchronous Reference Frame Analysis. IEEE Transaction on Industry Applica-tions, 2016, vol. 52, iss. 3, pp. 2673–2683. DOI: 101109/TIA.2016.2524455

Grünbaum R., Ekström P., Hellström A.A. Powerful Reactive Power Compensation of a Very Large Elec-tric Arc Furnace. Proceedings of the 2013 Fourth International Conference on Power Engineering, Energy and Electrical Drives. Istambul (Turkey), 2013, pp. 277–282. DOI: 10.1109/PowerEng. 2013.6635619

Nikolaev A.A., Anokhin V.V., Tulupov P.G. [Design of Mathematical Model of Electrotechnical Complex “Electric Arc Furnace – Static Var Compensator”]. Elektrotekhnicheskie sistemy i kompleksy [Electrotechnical Systems and Complexes], 2016, no. 4 (33), pp. 61–71. (in Russ.). DOI: 10.18503/2311-8318-2016-4(33)-61-71

Guygui L., Otto R.A., Putman T.H. Principles and Applications of Static, Thyristor-Controlled Shunt Compensators. IEEE. Transaction on Power Apparatus and Systems, 1978, vol. PAS-97, no. 5, pp. 1935–1945. DOI: 10.1109/tpas.1978.354690

Gamazin S.I., Kulaga M.A., Nenakhov A.I. [Mathematical Evaluation of the Suppression of Flicker Using SVC]. Ehnergo- i resursosberezhenie – XXI vek [Energy and Resource Saving – XXI Century]. Orel, Orel State University Publ, 2013, pp. 60–62. (in Russ.)

Vagin G.A., Loskutov A.A., Sevostyanov A.A. Elektromagnitnaya sovmestimost v elektroenergetike [Electromagnetic Compatibility in Electric Power Industry]. Moscow, Academy Publ., 2010. 244 p.

Sharov Yu.V., Kartashyov I.I., Tulskiy V.N., Bolshakov O.V. [Research of Interrelation of Power Quality Parameter and Reliability of Power Supply]. Energoekspert [Energy Expert], 2011, no. 6, pp. 78–83. (in Russ.)

GOST R 51317.4.15–2012. [Electromagnetic Compatibility of Technical Equipment. Flikermeter. Func-tional and Design Specifications]. Moscow, Standartinform Publ., 2014. 38 p. (in Russ.)

Hasler J-P., Johansson T., Angquist L. Method and a Device for Compensation of Reactive Power. Patent USA, no. 6114841; decl. 12.06.1997; publ. 5.09.2000.

Tropin V.V., Kuzmenko V.A., Mologin D.S., Panova O.S. Datchik reaktivnoy moshchnosti rezkopere-mennoy nagruzki dlya upravleniya staticheskim kompensatorom reaktivnoy moshchnosti [Abruptly Variable Load Reactive Power Sensor for Controlling a Static Reactive Power Compensator]. Patent RF, no. 2488204; decl. 10.01.2012; publ. 20.07.2013, Bul. no. 20.

Sorokin G.A. [Filters of the Lower Frequencies]. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Comput-er Technologies, Automatic Control, Radio Electronics, 2015, vol. 15, no. 1, pp. 100–107. (in Russ.)

Wang F. The Exact and Unique Solution for Phase-Lead and Phase-Lag Compensation. IEEE Transac-tions on Education, 2003, vol. 46, no. 2, pp. 258–262. DOI: 10.1109/te.2002.808279




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power190306

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.