电弧炉电极调节器性能对电网电压波动影响的仿真研究

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1、摘要本文基于交流电弧电阻的数学模型，搭建仿真模型，通过仿真研究电弧炉电极调节器的性能对电网电压波动的影响，同时为了验证仿真模型的有效性，通过仿真研究了电弧炉引起的电网谐波问题。利用Simullnk提供的电力系统模块库和基本模块库相结合，搭建交流电弧炉系统的仿真模型，通过仿真，验证了交流电弧电阻模型外特性与实际电弧的外特性相同，可用它反映电弧对系统的影响。另外通过谐波分析仿真研究，模型可以近似再现实际系统的典型谐波，进一步说明了交流电弧炉系统仿真模型的有效性。‘本文首次考虑将电弧炉主电路和电极调节系统相结合构成闭环系统，研究电极调节器性能对电弧炉引起的电网电压波动的影响

2、。通过改变PID电极调节器的性能参数，改变电极调节器的控制策略，提高电极调节器的性能，研究电网电压波动的情况。仿真结果表明采用模型参考自适应控制的电极调节器的性能优于PID控制的电极调节器的性能，使得电弧炉引起的电网电压波动的幅值大大减小了；同时，对于采用PID控制的电极调节系统，理想的PID参数比不理想的PID参数，提高了电极调节系统的性能，也使得电弧炉引起的电网电压波动的幅值大大减小。关键词：电弧炉；电极调节系统；谐波分析：电压波动；自适应控制；仿真AbstractOnthebasisofthemathematicalmodelofarcresistancethe

3、simulationmodelofaltematingcurrentarcfurnacewithelectroderegulatorsystemisbuiltbymakinguseofpowersystemtoolboxandfundamentaltoolboxofMATLAB．Inthispaperharmonicproblemsandvoltagefluctuationproblemsareanalyzedbymakingsimulations．Theresearchofsimulationofharmonicanalysisshowsthatthesimulat

4、ionmodelofarCfurnacesystemcanrepeatapproximatelytypicalharmonicofrealsystem，whichprovesthatthesimulationmodelisvalid．hthispaper,aclosedloopsystemconstitutedbythemaincircuitofelectricarcfurnaceandtheelectroderegulatingsystemisconsideredforthefirsttime．Thesimulationmodeloftheclosedloopsys

5、temisusedforsimulationsontheimpactoftheperformanceofelectroderegulatoronthevoltagefluctuationofpowergrids．TotheclassicalPIDregulatorsystem，simulationsaremadeindifferentPIDparametersconditions．Thesimulationresultsshowthatthevoltagefluctuatesacutelyintheill—designedPIDparameterscondition，

6、andshowthattheamplitudeoffluctuatingvoltagegreatlydecreasesintheidealPIDparameterscondition．haddition．amodelreferenceadaptivecontrolmethodisadoptedinordertoimprovetheperformanceofelectroderegulatorsystem，andsimulationsaremadeinsuchaconditionofthecontroltacticofelectroderegulatorsystembe

7、ingdifferenttoclassicalPIDregulatorsystem．Thesimulationresultsshowthatinthemodelreferenceself-adaptivecontrolconditiontheamplitudeoffluctuatingvoltagedecreasesbycontrastwiththeresultsintheidealPIDparameterscondition．Keywords：electricarcfurnace；electroderegulatingsystem；harmonic