考虑概率的冲击负荷对电力系统影响分析

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1、TEGAOZHUANDl特稿专递考虑概率的冲击负荷对电力系统影响分析-z。。。。’李亨珉，韩志勇，史可琴，范越，万筱钟，杨文宇，王吉利(1．华北电力大学，北京102206；2．中国电力科学研究院，北京100192；3．西北电网有限公司，陕西西安710048)当电弧炉进行生产时，为了稳定电弧和限制短0引言路电流，需要约等于变压器容量35％的电抗容量串人变压器主回路中。大型电弧炉变压器本身具有满足需要的电抗▲A的在某些地区．高耗能负荷所占比例很大。这些负，不需外加电抗器；而小于10MV㈦变压器一荷主要由炼钢厂、硅铁厂、电解铝负荷等组成。这，电抗不满足要求，需在次侧外加电抗器。些负荷的

2、突出特点是生产过程常常伴随有功率冲电抗器的结构特点是：即使通过短路电流，铁心也[7．121击。冲击负荷的特点是：1)冲击负荷容量都较大，当不发生磁饱和。发生功率冲击时～2h，其对区域电网的影响也大；2)冲交流电弧炉冶炼硅铁周期约1．具体冶炼击负荷的功率冲击现象大部分是由其生产工艺决定时间长短取决于供电电压高低、电弧炉容量(吨位)15，61一的，不可避免，只要生产就伴随有功率冲击。和冶炼材料及其工艺等。般的电弧炉生产过本文针对冲击负荷中两类最重要的电弧炉负荷程可分为3个时期：熔化期、氧化期和还原期，各阶段和电解铝负荷的运行特性和对电力系统的影响进行所需时间如图1所示。但是，与炼钢的

3、出铁过程要进分析．根据两个变电站的实测数据。利用概率计算原行断电操作不同的是，硅铁冶炼的出铁过程和加料理，分析了这两类冲击负荷对电力系统功率的冲击是同时进行的，不需要进行断电操作。硅铁冶炼电概率弧炉的功能是提供一。个能维持还原反应的温度场。因此，硅铁冶炼中电弧炉采用连续式生产法，这3个1硅铁电弧炉及电解铝生产特点在冶金行业，硅铁主要由电弧炉生产，理论和实践分析表明，交流电弧炉是对供电系统造成功率冲击影响较大的负荷呻1。同时电解铝负荷因为容量比较大且冲击频繁，对电力系统的影响也很大。1．1电弧炉生产特点硅铁生产是用电大户，具有规模大、连续生产的拥料溶化期氧化翔扒奁还原期设备多、负荷

4、较集中和易产生冲击功率等特点嗍。图1电弧炉负荷运行周期示意图收稿日期：2009—03—15基金项目：国家973计划子课题(2004CB21790I)；家自然基金重大项目(50595410)作者简介：李亨珉(1962一)，男，朝鲜人．高级进修生．研究方向为电力系统分析与仿真。r_．1Lj—特稿专递TEGAOZHUAND',~[6118J过程没有明显的Hllq区分0之间变化～。而无功功率的标幺值在02之间变化，。冶炼过程相对比较平稳，但也会出现电极的上有功功率的大幅变化会对小型电网的频率产生不小抬和下压现象，主要表现在出铁时的人工调节电极的影响；无功功率的急剧波动，会引起电网电压的急

5、和定时电极调节。电极调节过程伴随电弧弧长的改剧波动。变，弧长的变化导致电弧电压和电流以及消耗功率通过查阅资料并结合现场生产过程得知，造成的变化[5,8,18】。功率剧烈变化的原因是出铁过程。出铁过程伴随有硅铁生产不仅对供电的可靠性要求很高，而电极的下压和提升以及原料的加入．造成电弧弧长一一且其内部的供电形式也较为复杂一．般会形成中变化极大，使这过程功率变化很明显。可见，在小型的供电网络。当硅铁电弧炉发生功率冲击时，个生产周期内除出铁过程外．功率消耗很平稳。系统将由原来的平衡状态过渡到新的平衡状态．但是出铁过程明显过短，原因是硅铁生产采用大型硅铁冶炼由于基本负荷大．所以相应造成的连

6、续生产方式，伴随着生产的进行不断向电弧炉内117．19I影响也大。加入原料，由于电极是深入炉内的，从而造成电弧炉由此可见．硅铁冶炼电弧炉的基本特点是：正常上部温度相对较低。原料集中在炉的上部进行焙烧，生产的平稳过程外加电极调节，而电极调节的作用当出铁时提高电极和炉液下降，造成原料坍塌，使电弧炉弧长急剧变化一使电弧弧长的变化呈现出复杂的特征．从而导致硅，直接进入下阶段生产。F}1于}lI铁功率的变化。铁是硅铁冶炼中较为频繁且必须的操作过程，因此1_2电解铝生产特点功率的大幅变化频繁发生。一硅铁生产过程操作流程复杂电解铝企业也是类重要的冲击负荷。电解铝，造成功率波动的生产采用熔融电解

7、法。电解槽主要由碳素材料为主原因众多。例如当料批中还原剂过多时，易发生塌料[3．5,8,19I体的阳极和阴极组成。电解铝生产所需的原材料为导致电炉的功率发生剧烈变化。但是通过对硅氧化铝和氟化盐，电解所需直流电由整流器提供。铁生产现场的观察，最重要、最明显的功率波动还是由于氧化铝熔点很高．因此采用直接熔化提取铝困来自于出铁过程。难很大。但固态氧化铝可以部分溶解在熔点较低的2_2电解铝对电力系统的影响冰晶石熔融液中“阳，形成均溶体。而此溶体的导电性在电解铝生产过程中最常发生的现象就是