矿热炉短网电参数分析及补偿方法应用研究

论文摘要

随着铁合金企业的快速发展,矿热电炉得到了广泛的应用。然而,矿热炉是一个高能耗、非线性负载,不但加大了企业的经济负担,而且加重了电力系统谐波和无功电流的危害,因此,节能降耗、提高供电系统电能质量是铁合金企业发展必须面对和需要解决的问题。本文在吉林某铁合金厂的电炉综合节能项目支撑条件下,以20吨矿热炉为具体研究对象,提出了用静止无功补偿器补偿无功功率和混合滤波器治理谐波的铁合金矿热炉综合补偿方法,本文首先简介了铁合金电炉的工作原理及短网系统工作特性,详细分析了短网系统有功、无功、电压、谐波等主要电参数分布情况,得出了矿热炉的无功功率消耗大和谐波含量高的严重问题,所以电炉节能的关键在于无功补偿和谐波污染的治理。接着,介绍了静止无功补偿器的特点、分类,深入研究了TCR型静止无功补偿器的基本原理及补偿特点,针对矿热电炉的工作特性,采用了TCR+FC型静止无功补偿装置对矿热电炉进行无功补偿；综述了无源滤波器、有源滤波器谐波治理特点及不足,提出了有源滤波器与无源滤波器相结合的混合型滤波器,克服了有源滤波器费用高与无源滤波器动态性能差的缺点,更适用于电炉的谐波治理。然后,研究了无功电流和谐波电流检测策略,采用基于小波变换的Mallat算法,对短网电流信号进行实时、准确的检测,该方法更适用于电参数瞬态变化大的矿热炉负载的应用。最后,结合矿热电炉实际工况和短网系统电参数分布情况,设计出了整体补偿方案,并利用MATLAB仿真软件对各个环节进行了仿真实验,仿真结果证实了该方案的正确性和有效性,为其应用于矿热电炉短网系统进行有效地补偿方案的实施提供了理论依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文选题的来源及背景
• 1.2 铁合金矿热炉的研究现状
• 1.3 本文的研究内容
• 1.4 本章小结
• 第二章 铁合金矿热炉短网电参数分析
• 2.1 铁合金矿热炉的工作原理及短网系统工作特性
• 2.2 矿热炉短网电参数分析
• 2.3 本章小结
• 第三章 基于TCR的静止无功补偿器
• 3.1 TCR的基本工作原理
• 3.2 TCR与并联电容器的配合使用
• 3.3 TCR的控制系统
• 3.4 矿热炉短网系统无功补偿特点
• 3.5 本章小结
• 第四章 谐波的治理方法
• 4.1 无源滤波器
• 4.2 有源电力滤波器
• 4.3 铁合金矿热电炉的谐波治理方式
• 4.4 本章小结
• 第五章 谐波和无功电流检测算法的研究
• 5.1 谐波电流和无功电流的检测方法概述
• 5.2 小波变换理论
• 5.3 基于MALLAT算法的短网系统谐波检测及仿真
• 5.4 本章小结
• 第六章 矿热炉短网系统综合治理的设计与仿真实验
• 6.1 短网系统无功补偿方式的设计
• 6.2 短网系统滤波方式的设计
• 6.3 矿热炉短网系统综合治理的整体结构图
• 6.4 系统的硬件设计
• 6.5 仿真实验
• 6.6 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介
• 攻读硕士学位期间研究成果