鋼鐵企業(yè)配電網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)及補(bǔ)償策略研究.pdf

1、本課題是首鋼長(zhǎng)治鋼鐵有限公司科技項(xiàng)目《110kV鋼南站電能質(zhì)量綜合改善治理研究》的主要組成部分。鋼鐵企業(yè)非線性負(fù)荷和變流裝置的大量使用，嚴(yán)重影響系統(tǒng)電能質(zhì)量，威脅電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。本課題對(duì)長(zhǎng)鋼鋼南站進(jìn)行了電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與分析，針對(duì)鋼鐵企業(yè)軋鋼機(jī)、電弧爐兩類典型負(fù)荷引起的電能質(zhì)量問(wèn)題及其補(bǔ)償治理方案進(jìn)行了系統(tǒng)仿真研究。結(jié)合監(jiān)測(cè)結(jié)果與仿真分析，本文為改善鋼南站電能質(zhì)量制定了切實(shí)可行的治理方案。
　　首先，本文討論了傳統(tǒng)瞬時(shí)無(wú)功功率

2、ip-iq、基于諧振調(diào)節(jié)器及快速傅里葉變換這三種諧波電流檢測(cè)方法的機(jī)理，在此基礎(chǔ)上首次提出了基于諧振調(diào)節(jié)器改進(jìn)的瞬時(shí)無(wú)功功率ip-iq諧波電流檢測(cè)方法。在MATLAB平臺(tái)上搭建了四種諧波電流檢測(cè)方法的仿真模型，通過(guò)模擬實(shí)際工況下三相電壓對(duì)稱、頻率波動(dòng)、電壓畸變、負(fù)載突變等情況，對(duì)四種檢測(cè)方法進(jìn)行了對(duì)比仿真分析。并且將四種檢測(cè)方法分別運(yùn)用于有源濾波器檢測(cè)環(huán)節(jié)，研究了不同檢測(cè)方法對(duì)其濾波補(bǔ)償效果的影響。仿真結(jié)果表明，所提諧振ip-iq法提取

3、的基波畸變率低，抗干擾性最強(qiáng)，瞬時(shí)響應(yīng)速度最快，有效降低檢測(cè)延時(shí)，提高了檢測(cè)精度，且采用諧振ip-iq法的有源濾波器，其補(bǔ)償效果和跟蹤效果也明顯優(yōu)于其他三種方法。
　　其次，本文主要對(duì)軋鋼機(jī)和電弧爐兩類典型負(fù)荷的外特性進(jìn)行了仿真分析，利用所提諧振ip-iq法對(duì)兩個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了諧波檢測(cè)，并重點(diǎn)對(duì)兩類負(fù)荷展開(kāi)了補(bǔ)償策略研究。對(duì)軋鋼機(jī)系統(tǒng)多采用的靜止補(bǔ)償裝置（SVC）作了深入研究，綜合比較了晶閘管控制電抗器（TCR+FC）型SVC和新型磁

4、控電抗器型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置（MSVC）。在MATLAB平臺(tái)上首次完成了軋鋼機(jī)系統(tǒng)TCR+FC與MSVC兩種治理方案的仿真，利用兩種SVC裝置分別對(duì)軋鋼機(jī)系統(tǒng)準(zhǔn)備、空載、咬鋼、軋制四個(gè)階段的負(fù)荷特性進(jìn)行補(bǔ)償治理分析，仿真結(jié)果表明：兩種SVC裝置補(bǔ)償效果都很好，補(bǔ)償后系統(tǒng)電流畸變率由14.34％降至2.72%，特征次諧波含量大大減小，完全補(bǔ)償了系統(tǒng)的無(wú)功，減小了電壓波動(dòng)，提高了系統(tǒng)功率因數(shù)cosφ，其中咬鋼期cosφ由0.33提高至0.98

5、左右，極大改善了系統(tǒng)電能質(zhì)量。同時(shí)，本文完成了采用靜止同步補(bǔ)償器（STATCOM）對(duì)交流電弧爐三相不平衡系統(tǒng)的仿真研究，對(duì) STATCOM各個(gè)模塊進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)與仿真建模，仿真結(jié)果表明：STATCOM能夠有效抑制電弧爐系統(tǒng)產(chǎn)生的諧波、電壓波動(dòng)與閃變，三相電流相角差分別由?300、?150、?180嚴(yán)重不平衡變?yōu)榛ゲ?120的對(duì)稱狀態(tài)。完成了鋼鐵企業(yè)軋鋼機(jī)和電弧爐典型負(fù)荷的諧波抑制與無(wú)功補(bǔ)償分析軟件的構(gòu)建。
　　最后，考慮鋼南站實(shí)際場(chǎng)