矿热炉混合型动态无功补偿关键技术研究

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1、学校代号10536学号12105010480分类号TM761+.1密级公开硕士学位论文矿热炉混合型动态无功补偿关键技术研究学位申请人姓名覃晔所在学院电气与信息工程学院指导教师粟时平教授学科专业电气工程研究方向电力系统运行与控制论文提交日期2015年5月学校代号：10536学号：12105010480密级：公开长沙理工大学硕士学位论文矿热炉混合型动态无功补偿关键技术研究学位申请人姓名覃晔指导教师粟时平教授所在学院电气与信息工程学院专业名称电气工程提交论文日期2015年4月论文答辩日期2015年5月答辩委员会主席黄纯教授SubmergedArcFurnac

2、eMixedTypeDynamicReactivePowerCompensationResearchofKeyTechnologiesbyQINYeB.E.(UniversityofSouthChina)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinElectricalEngineeringinChangshaUniversityofScience&TechnologySupervisorProfessorSuSh

3、ipingApril,2015长沙理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或

4、部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。本学位论文属于1、保密□，在______年解密后适用本授权书。2、不保密□。√（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要矿热炉在生产过程中会消耗大量的无功，且由于其电弧放电的不规则性，容易给电网带来谐波污染、电压波动、闪变、电压跌落以及三相功率不平衡等一系列电能质量问题。因此，对矿热炉进行无功补偿和电能质量治理刻不容缓。矿热炉

5、是冶炼铁合金工业不可或缺的重要设备，对矿热炉进行升级改造能为钢铁企业带来更高的效益，具有重要的经济意义。论文首先分析了矿热炉的基本结构和电气特性，对矿热炉变压器、短网及炉体的基本电气参数进行了分析研究，建立起了矿热炉供电系统的数学模型。介绍了目前主要的混合型无功补偿装置种类，并根据矿热炉工作的基本情况研究设计了一种混合型动态无功补偿装置FC-TSC-STATCOM的主电路拓扑结构。详细介绍了FC、TSC以及STATCOM的工作原理及工作特性。对FC采用了循环投切控制，从理论上使得每个FC电力电容器的投切次数均等。对TSC型SVC采用了晶闸管过零投切控制

6、，并在检测环节上加入了一个微分环节，使TSC的投切更加安全可靠，防止在投切过程中发生投切振荡的问题，延长了TSC的工作寿命，同时通过对每相TSC的分别控制降低了矿热炉短网的三相不平衡度。对STATCOM采用了直接电流控制策略，运用瞬时无功理论，保证STATCOM能够快速跟踪矿热炉负载的无功变化，及时抑制电压的波动与闪变。在混合控制上，探讨了一种基于系统规则判断的协调控制方法，在Matlab/Simulink仿真软件平台上搭建了整体仿真模型，以验证各种控制方法有效性，仿真实验证明所述控制方法的可靠、有效。最后对混合型动态无功补偿装置FC-TSC-STAT

7、COM的各补偿装置进行了容量分配，同时对装置进行了软硬件设计。关键词：矿热炉；无功补偿；混合型动态无功补偿装置；DSPIABSTRACTSubmergedarcfurnacehasahugereactivepowerconsumptionintheprocessofproduction,andaseriesofpowerqualityproblemswhichincludeharmonicpollution,voltagefluctuationanddrop,three-phasepowerimbalancearecausedeasilybecause

8、oftheirregularityofarcdischarge.Thus,reactivepo