级联式statcom及其在钢铁行业中的应用

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1、分类号：TM712.2密级：UDC：621.3编号：201221401056河北工业大学硕士学位论文级联式STATCOM及其在钢铁行业中的应用论文作者：杨硕学生类别：全日制学科门类：工学硕士学科专业：电气工程指导教师：张福民职称：副教授ThesisSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofElectricalEngineeringCascadeSTATCOManditsApplicationintheSteelIndustryByYangShuoSupervisor:Prof.ZhangFuminDecember2014

2、摘要交流电弧炉作为现代炼钢的典型设备，由于其经济效益突出，广泛存在金属冶炼行业中，本文以电弧炉为主要研究对象，针对其工作原理和用电特性而展开研究，并对其进行补偿，从而改善周边电气系统的运行特性。对于电弧炉的无功补偿，世界范围内大部分钢铁行业采用静止无功补偿器(SVC)来解决这一问题。但是因为电弧炉的工作特性使电流急剧变化，SVC的反应速度不能实时跟随电流变化，同时补偿装置的响应速度快慢性直接关系到电压闪变和波动的抑制效果，所以在人们越来越重视电能质量的今天，SVC的补偿效果远远低于要求。本文通过比较SVC和STATCOM的各自特点，决定选择用STATCOM来取代SVC，对钢铁行业进行补偿。本文

3、详细阐述了STATCOM作为SVC换代产品的各种优势，介绍STATCOM的工作原理，应用级联式STATCOM对电弧炉进行补偿。首先文中介绍了电弧炉的工作特性，引起无功波动和系统不平衡的原因，其次阐述了理论基础瞬时无功功率理论和动态补偿原理。本文不但对电弧炉的无功分量进行补偿，而且进行负序补偿，指出在电弧炉引发系统不平衡的情况下，电压不对称不仅会影响其无功补偿性能，更会导致装置损坏或者退出运行。针对这一问题，推导出系统不平衡时装置的运行特性，利用对称分量法和坐标变化对系统将不平衡电压的正负序分量进行分离，并在此基础上提出了基于反馈线性化的正负序双环控制策略，从而解决了系统不平衡情况下的装置的负序

4、补偿和无功补偿问题，通过仿真验证其有效性。关键词：钢铁行业级联H桥型STATCOM电弧炉无功补偿负序补偿IABSTRACTThearcfurnaceasatypicalformofmodernsteelmakingequipment,owingtoitsremarkableeconomicbenefits,widelyexistedinthemetalsmeltingindustry.Basedontheelectricarcfurnaceasthemainresearchobject,accordingtoitsworkingprincipleandelectriccharacteristi

5、c,thispaperstudiedit,andcarriedonthereactivepowercompensation,thusimprovingtheelectricalcharacteristicsforsurroundingsystem.Themostoftheworldsteelindustryusedstaticreactivepowercompensator(SVC)tosolvereactivepowercompensationforelectricarcfurnace.Butbecauseofcurrentchangedquickly,theresponsespeedofS

6、VCcannotfollowthecurrentreal-timechanges,atthesametimecorrespondingcompensationdeviceoffastchronicwasdirectlyrelatedtotheinhibitioneffectofvoltageflickerandfluctuations.SothecompensationeffectofSVCwasfarbelowtherequirements.Inthispaper,bycomparedtherespectivecharacteristicsofSVCandSTATCOM,decidedtoc

7、hoosetoreplacetheSVCwithSTATCOM,compensatedfortheironandsteelindustry.ThevariousadvantagesofSTATCOMhasbeendescribedindetail,andtheworkingprincipleofitsapplicationincompensationofelectricarcfurnacehasb