АНАЛИЗ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ПРИ СТАБИЛИЗАЦИИ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ ДУГОВОЙ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ С ПОМОЩЬЮ СТАТИЧЕСКОГО ТИРИСТОРНОГО КОМПЕНСАТОРА

А.А. Николаев; В.В. Анохин

doi:10.14529/power190306

Авторы

А.А. Николаев Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова
В.В. Анохин ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат», г. Магнитогорск

DOI:

https://doi.org/10.14529/power190306

Ключевые слова:

качество электроэнергии, статический тиристорный компенсатор, режимы управления тиристорно-реакторной группой, дуговая сталеплавильная печь, отклонение напряжения, фликер, коэффициент реактивной мощности

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.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Библиографические ссылки

Research on the calculation of the influence of arc furnace reactive impact loads on power system and the method of compensation / H. Yu, Y. Yue, C. Zhifei, X. Ling // 2010 Conference Proceedings IPEC. – Singapore, 2010. – P. 1052–1055. DOI:

1109/IPECON.2010.5696970

Ustariz-Farfan, A.J. Electric arc furnaces influence in power systems area / A.J. Ustariz-Farfan, E.A. Cano-Plata, S. Arias-Guzman // 2017 IEEE Industry Applications Society Annual Meeting. – Cincinnati, OH (USA), 2017. – P. 1–6. DOI: 10.1109/IAS.2017.8101813

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

Ненахов, А.И. Особенности построения систем управления статическими тиристорными компенсаторами / А.И. Ненахов, С.И. Гамазин, Д.С. Мологин // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. – 2014. – № 1. – С. 36–42.

Николаев, А.А. Повышение эффективности работы электротехнического комплекса «дуговая сталеплавильная печь – статический тиристорный компенсатор»: моногр. / А.А. Николаев. – Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2017. – 318 с.

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

Николаев, А.А. Сравнительный анализ режимов регулирования статического тиристорного компенсатора в системе электроснабжения дуговой сталеплавильной печи высокой мощности / А.А. Николаев, Г.П. Корнилов, В.В. Анохин // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». – 2016. – Т. 16, № 2. – С. 35–46. DOI: 10.14529/power160205

ГОСТ 32144–2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. – М.: Стандартинформ, 2014. – 20 с.

О порядке расчета значений соотношения потребления активной и реактивной мощности для отдельных энергопринимающих устройств (групп энергопринимающих устройств) потребителей электрической энергии: Приказ Министерства энергетики РФ от 23 июня 2015 г. № 380 // Зарегистрирован в Минюсте России 22 июля 2015 г.

№ 38151.

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

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

Николаев, А.А. Разработка математической модели электротехнического комплекса «дуговая сталеплавильная печь – статический тиристорный компенсатор» / А.А. Николаев, В.В. Анохин, П.Г. Тулупов // Электротехнические системы и комплексы. – 2016. – № 4 (33) . – С. 61–71. DOI: 10.18503/2311-8318-2016-4(33)-61-71

Guygui, L. Principles and applications of static, thyristor-controlled shunt compensators / L. Guygui, R.A. Otto, T.H. Putman // IEEE. Transaction on Power Apparatus and Systems. – 1978. – Vol. PAS-97, no. 5. – P. 1935–1945. DOI: 10.1109/tpas.1978.354690

Гамазин, С.И. Математическая оценка подавления фликера с помощью СТК / C.И. Гамазин, М.А. Кулага, А.И. Ненахов // Энерго- и ресурсосбережение – XXI век: сб. материалов XI междунар. науч.-практ. интернет-конф. – Орел: Изд-во ФГБОУ ВПО «Госуниверситет – УНПК», 2013. – С. 60–62.

Вагин, Г.Я. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике / Г.Я. Вагин, А.Б. Лоскутов, А.А. Севостьянов. – М.: Издат. центр «Академия», 2010. – 244 с.

Исследование взаимосвязи показателей качества электроэнергии и надежности электроснабжения / Ю.В. Шаров, И.И. Карташёв, В.Н. Тульский, О.В. Большаков // Энергоэксперт. – 2011. – № 6. – С. 78–83.

ГОСТ Р 51317.4.15–2012. Совместимость технических средств электромагнитная. Фликерметр. Функциональные и конструктивные требования. – М.: Стандартинформ, 2014. – 38 с.

Patent 6114841 United States of America, Int. Cl. G05F 1/70. Method and a device for compensation of reactive power / J-P Hasler, T. Johansson, L Angquist; Assignee Asea Brown Boveri AB (Vasteras, Sweden). – Appl. No. 08/874,035; decl. 12.06.1997; publ. 5.09.2000.

Патент № 2488204 РФ, МПК H02J 3/18. Датчик реактивной мощности резкопеременной нагрузки для управления статическим компенсатором реактивной мощности / В.В. Тропин, В.А. Кузьменко, Д.С. Мологин, О.С. Панова; заявители и патентообладатели: ЗАО «Совместное предприятие «АО Ансальдо-ВЭИ», В.В. Тропин, В.А. Кузьменко, Д.С. Мологин, О.С. Панова. – № 2012100347/07; заявл. 10.01.2012; опубл. 20.07.2013, Бюл. № 20.

Сорокин, Г.А. Фильтры нижних частот / Г.А. Сорокин // Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». – 2015. – Т. 15, № 1. – С. 100–107.

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