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

1、本課題是首鋼長治鋼鐵有限公司科技項目《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)非線性負荷和變流裝置的大量使用，嚴重影響系統(tǒng)電能質(zhì)量，威脅電力系統(tǒng)的安全可靠運行。本課題對長鋼鋼南站進行了電能質(zhì)量監(jiān)測與分析，針對鋼鐵企業(yè)軋鋼機、電弧爐兩類典型負荷引起的電能質(zhì)量問題及其補償治理方案進行了系統(tǒng)仿真研究。結(jié)合監(jiān)測結(jié)果與仿真分析，本文為改善鋼南站電能質(zhì)量制定了切實可行的治理方案。
　　首先，本文討論了傳統(tǒng)瞬時無功功率

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方法的機理，在此基礎(chǔ)上首次提出了基于諧振調(diào)節(jié)器改進的瞬時無功功率ip-iq諧波電流檢測方法。在MATLAB平臺上搭建了四種諧波電流檢測方法的仿真模型，通過模擬實際工況下三相電壓對稱、頻率波動、電壓畸變、負載突變等情況，對四種檢測方法進行了對比仿真分析。并且將四種檢測方法分別運用于有源濾波器檢測環(huán)節(jié)，研究了不同檢測方法對其濾波補償效果的影響。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，瞬時響應(yīng)速度最快，有效降低檢測延時，提高了檢測精度，且采用諧振ip-iq法的有源濾波器，其補償效果和跟蹤效果也明顯優(yōu)于其他三種方法。
　　其次，本文主要對軋鋼機和電弧爐兩類典型負荷的外特性進行了仿真分析，利用所提諧振ip-iq法對兩個系統(tǒng)進行了諧波檢測，并重點對兩類負荷展開了補償策略研究。對軋鋼機系統(tǒng)多采用的靜止補償裝置（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、控電抗器型動態(tài)無功補償裝置（MSVC）。在MATLAB平臺上首次完成了軋鋼機系統(tǒng)TCR+FC與MSVC兩種治理方案的仿真，利用兩種SVC裝置分別對軋鋼機系統(tǒng)準備、空載、咬鋼、軋制四個階段的負荷特性進行補償治理分析，仿真結(jié)果表明：兩種SVC裝置補償效果都很好，補償后系統(tǒng)電流畸變率由14.34％降至2.72%，特征次諧波含量大大減小，完全補償了系統(tǒng)的無功，減小了電壓波動，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，本文完成了采用靜止同步補償器（STATCOM）對交流電弧爐三相不平衡系統(tǒng)的仿真研究，對 STATCOM各個模塊進行參數(shù)設(shè)計與仿真建模，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、電壓波動與閃變，三相電流相角差分別由?300、?150、?180嚴重不平衡變?yōu)榛ゲ?120的對稱狀態(tài)。完成了鋼鐵企業(yè)軋鋼機和電弧爐典型負荷的諧波抑制與無功補償分析軟件的構(gòu)建。
　　最后，考慮鋼南站實際場