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

Abstract

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. The paper presents the key findings of studying the quality of electricity at the buses of an electric steelmaking complex as affected by a static var compensator (SVC) running a novel control algorithm designed to improve the electric performance of an electric arc furnace (EAF) by stabilizing its active power at an optimal value. Analysis of how an SVC runs this algorithm reveals a considerable degradation of voltage quality compared to experiments with conventional algorithms. For detailed evaluation of SVC effects on the quality of electricity (QE), the research team ran an SVC in active-power mode and computed the QE values characterizing slow voltage deviations, non-sinusoidality, imbalance, and fluctuation; the values were compared against those attained by the reactive power- or voltage-controlled compensator. Experimentation used the mathematical model of an existing EAF-120-SVC unit, which was developed and run in MATLAB Simulink. To enable the SVC to sustain a constant active EAF power while also keeping the QE values sufficiently high, the paper proposes a structure of additional voltage and reactive power coefficient constraints, voltage balancing, and flicker suppression.