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电弧炉系统电能质量分析与谐波抑制策略研究

发布时间:2018-10-22 08:18
【摘要】:随着电弧炉炼钢产量的不断增加,越来越多大容量电弧炉接入电网,对供电系统的影响越来越突出,传统的谐波抑制方法已经不能满足需求。因此,在电弧炉系统电能质量分析的基础上,开展电源侧谐波抑制策略的研究具有重要社会经济意义和学术研究价值。首先,为了真实反映电弧炉对电源侧带来的一系列问题,研究了一种电弧炉动态模型的建模方法,并据此建立了电弧炉的动态模型。将该动态模型的仿真结果与实测数据和波形进行比较,证明了该模型的合理性与正确性,为电弧炉电网电能质量分析和谐波抑制策略的研究奠定了模型基础。其次,在电弧炉谐波治理方法中,为了提高混合有源滤波器的性能,减少复杂结构滤波器在运行过程中有功功率和电力资源的浪费,结合电弧炉不同冶炼阶段的特点,本文提出了一种低损耗的混合有源滤波器设计方法。在电弧炉冶炼的初始阶段,投入大容量的串联谐振注入式混合有源滤波器(SRITHAPF),当电弧炉冶炼到达还原期时,投入注入式有源滤波器(IAPF),负责剩余阶段的谐波治理任务,解决了复杂结构滤波器在运行过程中有功功率和电力资源的浪费问题。在此基础上,分析了新型混合有源滤波器的运行机理,研究了开关投切时产生的冲击电流等关键问题,并通过仿真结果和理论计算验证了不同结构滤波器对电弧炉相应冶炼阶段的谐波治理效果。仿真结果表明,与投入单一结构的滤波器相比,投入结构可转换的新型滤波器,可获得更好的滤波性能,有效降低了基波损耗,提高了滤波装置的运行效率。最后,针对传统检测方法存在的一些问题,改进了一种谐波检测方法,减少了计算量,省去了锁相环,同时将传统检测法中的低通滤波器用优化后的滤波器代替,通过改进方法仿真出的电流波形图,可以看出改进后的谐波检测算法能更加准确的追踪谐波电流并进行补偿。
[Abstract]:With the increasing of electric arc furnace steelmaking output, more and more large capacity electric arc furnaces are connected to the power grid, and the influence on the power supply system is more and more prominent. The traditional harmonic suppression method can not meet the demand. Therefore, based on the analysis of electric power quality of electric arc furnace system, it is of great social and economic significance and academic value to study the harmonic suppression strategy on the power supply side. Firstly, in order to reflect a series of problems caused by EAF on the power supply side, a modeling method of EAF dynamic model is studied, and the dynamic model of EAF is established accordingly. The simulation results of the dynamic model are compared with the measured data and waveforms, which proves the rationality and correctness of the model, and establishes the model foundation for the analysis of electric power quality and the research of harmonic suppression strategy in electric arc furnace power network. Secondly, in order to improve the performance of hybrid active power filter and reduce the waste of active power and power resource in the operation of complex structure filter, in order to improve the harmonic control method of arc furnace, combined with the characteristics of different smelting stages of arc furnace, In this paper, a low loss hybrid active filter design method is proposed. In the initial stage of arc furnace smelting, large capacity series resonant injection hybrid active power filter (SRITHAPF),) is put into operation. When arc furnace smelting reaches the reduction period, the injection active power filter (IAPF),) is put in charge of the harmonic control task in the remaining stage. The problem of waste of active power and power resource in the operation of complex structure filter is solved. On this basis, the operation mechanism of the new hybrid active power filter is analyzed, and the key problems, such as the impulse current generated by switching on and off, are studied. The results of simulation and theoretical calculation verify the harmonic control effect of different filters on the corresponding smelting stage of EAF. The simulation results show that compared with the filter with single structure, the new filter with input structure can obtain better filtering performance, reduce the fundamental loss effectively, and improve the operating efficiency of the filter device. Finally, aiming at some problems existing in the traditional detection method, a harmonic detection method is improved, which reduces the calculation cost and saves the phase-locked loop. At the same time, the low-pass filter in the traditional detection method is replaced by the optimized filter. By simulating the current waveform of the improved method, it can be seen that the improved harmonic detection algorithm can track the harmonic current more accurately and compensate it.
【学位授予单位】:天津理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM711

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本文编号:2286622

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