[发明专利]含电弧炉的配网电压动态治理方法

摘要

含电弧炉的配网电压动态治理方法属于配网电压治理技术领域。本发明是针对部分配电网中含有电弧炉负荷引起电网电压波动和闪变、降低电网质量问题而设计。本发明通过分析电弧炉的工作原理，进而建立交流电弧炉数学模型，然后运用PSCAD仿真软件构建出电弧炉仿真模型。结合实际电弧炉在配电网中的影响进行仿真，并对配电网电压需要进行动态分析，在仿真中采用SVC治理措施对电弧炉对电网负荷影响进行抑制，解决配电网电压波动和闪变、降低电网质量问题从而改善配网电压，提高电能质量。

主权项

1.含电弧炉的配网电压动态治理方法，其特征是：包括以下步骤，并且以下步骤顺次进行，/n步骤一、运用PSCAD仿真软件建立电弧炉模型/n1)、由欧姆定律获得电弧炉模型中电弧电压u为：/n /n式中，g为电弧电导；i为电弧电流，单位A；/n由电弧半径和常数项修正系数之间的关系定义电弧炉电导g为：/n /n式中g为电弧电导；i为电弧电流，单位A；r为电弧半径，单位为米；m为可变参数，C₃为常数项修正系数；/n建立电弧炉的电弧能量方程，电弧能量方程中选取电弧电流为流入电弧炉的正弦电流，获得一个周期内电弧半径的表达式r(t)：/n /n其中，C₁为高次项修正系数，C₂为低次项修正系数，C₃为常数项修正系数，n,m均为可变参数，I_m为流入电弧炉内电流的最大瞬时值，f表示配网中的额定频率，t为电弧炉运行的时间；/n2)、在电弧半径上叠加一个白噪声，获得模拟现实的电弧炉模型；/n步骤二、建立SVC静止无功补偿数学模型/n所述SVC静止无功补偿数学模型为并联可调电抗器TCR和补偿电容FC组合型SVC，/nTCR从系统中吸收的无功功率Q_TCR公式为：/n /n式中，U为SVC所连接处的母线电压，单位kv；α为触发角；ω为电源额定角速度，单位rad/s；L为电感，单位H；ωL＝X_L，X_L为电抗器基波电抗，单位Ω；/n电容器在导通时，向电力系统中注入的无功功率Q_FC公式为：/nQ_FC＝U²ωC/n式中，U为SVC所连接处的母线电压，单位kv；ω为电源额定角速度，单位rad/s；C为电容器电容，单位F；/nSVC向系统注入的无功功率Q_SVC为FC型SVC和TCR型SVC二者单独使用时向系统注入的无功功率的代数和：/n /n公式中，α为触发角；ω为电源额定角速度，单位rad/s；ωL＝X_L，X_L为电抗器基波电抗，单位Ω；C为电容器电容，单位F；U为SVC所连接处的母线电压，单位kv；/n步骤三、在含电弧炉配电网中SVC的补偿/n1)、根据实际负荷的无功变化值Q_L，调整基波电抗的无功变化值Q_TCR，/nQ_L变小，相应调整触发角α使得Q_TCR增大，/nQ_L变大，相应调整触发角α使得Q_TCR减小；/n2)、通过对电弧炉模型中的电弧炉两端的电压调节，达到无功补偿的目的实际负荷的无功变化值Q_L与基波电抗的无功变化值Q_TCR之和为常数：/nQ_L+Q_TCR＝K，K为常数；/n从电网中获得的无功功率Q_S公式为：/nQ_S＝Q_FC-(Q_L-Q_TCR)/nQ_S为一个常数或者零，滤波器组所发出的无功功率Q_FC也就是一个常数，由无功功率Q_FC公式、电弧炉电导g公式以及电弧电压u公式，电弧两端的电压调节至趋于稳定值，达到无功补偿的目的，抑制因电弧炉负载变化引起的电压波动和闪变。/n