【正文】 Center, Ministry Of Education Baosteel Anhui University 0 10 20 30 40 50 60 70 800123456789KhH a r m o n i c o r d e r 治理方案：在 10kVHB段母線上安裝電容器組，每相電容 。以下以某鋼廠 150噸交流電弧爐為例，正確地繪制了交流電弧爐的功率（ PQ）運(yùn)行曲線和供電效率（ ηpQ）曲線；系統(tǒng)地評(píng)估了交流電弧爐對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響；全面地評(píng)價(jià)了 SVC功能。 ：電弧爐 33kV進(jìn)線受端至電弧爐變壓 器二次側(cè)輸出線末端的阻抗（為進(jìn)線電纜阻抗、 串聯(lián)電抗器阻抗和電弧爐變壓器阻抗之和）與電源 阻抗之和； iU：電弧爐變壓器二次側(cè)電壓； ,S i S iR jX?SN i SN iR jX?：電弧爐短網(wǎng)阻抗； E i E ijX?:電弧阻抗， ,EiR ,EiX和 是電弧電流、短路電流的函數(shù)。電弧爐允許工作范圍由六條曲線圍成：最高電壓視在功率曲線、最大允許工作電流、最高運(yùn)行功率曲線、最低運(yùn)行功率曲線、允許最大功率因數(shù)曲線、允許最小功率因數(shù)曲線。 （ 3）不可控狀態(tài) 對(duì)應(yīng)電弧爐變壓器二次側(cè)運(yùn)行電壓的有功功率不能控制在 PQ運(yùn)行曲線中允許工作范圍內(nèi)的操作狀態(tài)。小于 1的間諧波電流會(huì)使變壓器在高功率運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)深度飽和。而 2階 C型高通濾波器，由于其高阻尼而不會(huì)出現(xiàn)過載問題，但濾波效果不會(huì)太好。 教育部電能質(zhì)量工程研究中心 寶鋼安大 Power Quality Engineering Research Center, Ministry Of Education Baosteel Anhui University 4. SVC對(duì)交流電弧爐電能質(zhì)量的改善分析 —— SVC系統(tǒng)圖 四、交流電弧爐電能質(zhì)量高度分析 P C CSS C= 1 3 2 9 9 M V A ~ 1 8 7 8 6 M V A2 2 0 k V 變 電 站2 2 0 k V 電 爐 變1 2 6 2 米 單 回 電 纜 供 電C A Z V — 1 2 7 / 2 2 0 k V8 0 0 米 單 回Z R Y J V — 2 6 / 3 5 k V0 ~ 1 Ω0 . 2 Ω 1 檔T 2E A F 變 壓 器3 3 k V / 6 9 0 V~ 1 2 5 0 V1 2 5 M V A短 網(wǎng) 阻 抗0 . 4 + j 3 . 7 m ΩE A F1 5 0 tL F1 5 0 tT C R1 8 0 M v a r2 n d H F5 4 M v a r3 r d H F7 0 M v a r4 t h H F1 7 M v a r5 t h H F3 9 M v a rT 3L F 變 壓 器3 3 k V / 2 2 0 V~ 4 2 0 V2 8 M V A3 3 k VT 1 供 電 變 壓 器2 2 7 k V / 3 3 k V1 8 0 M V A 1 4 . 2 2 %短 網(wǎng) 阻 抗0 . 3 7 + j 2 . 8 m Ωm1m2m3m4m5m6教育部電能質(zhì)量工程研究中心 寶鋼安大 Power Quality Engineering Research Center, Ministry Of Education Baosteel Anhui University 4. SVC對(duì)交流電弧爐電能質(zhì)量的改善分析 —— 改善效果對(duì)比 無功沖擊（ Mv ar ） 測(cè)點(diǎn) 切除 S V C 投入 S V C EA F 進(jìn)線 107 LF 進(jìn)線 37 33k V 母線總進(jìn)線 四、交流電弧爐電能質(zhì)量高度分析 （ 1）減小了無功沖擊 ： （ 2）減小了最大電壓下降，但最大電壓變動(dòng)增大 SV C 狀態(tài) 最大電壓下降（ % ） 最大電壓變動(dòng) ( %) A B C A B C 投入 SV C 1 切除 SV C 教育部電能質(zhì)量工程研究中心 寶鋼安大 Power Quality Engineering Research Center, Ministry Of Education Baosteel Anhui University 4. SVC對(duì)交流電弧爐電能質(zhì)量的改善分析 —— 改善效果對(duì)比 P l t SV C 狀態(tài) 33k V （測(cè)量點(diǎn)） 220 k V （評(píng)估點(diǎn)） 投入 切除 四、交流電弧爐電能質(zhì)量高度分析 （ 3）減小了電壓閃變 ： （ 4）減小了電壓偏差 工況 Max （ + ）（ % ） Max( ) （ % ） Mean （ % ） SV C 接入 / SV C 切除 + 3 教育部電能質(zhì)量工程研究中心 寶鋼安大 Power Quality Engineering Research Center, Ministry Of Education Baosteel Anhui University 4. SVC對(duì)交流電弧爐電能質(zhì)量的改善分析 —— 改善效果對(duì)比 四、交流電弧爐電能質(zhì)量高度分析 （ 5）減小了負(fù)序電流和負(fù)序電壓 ： 負(fù)序電流（ A ） 測(cè)點(diǎn) M ax 95% EA F 投入 S V C 1 128. 6 LF 投入 S V C 投入 S V C 總進(jìn)線 切除 S V C 1 188. 22 教育部電能質(zhì)量工程研究中心 寶鋼安大 Power Quality Engineering Research Center, Ministry Of Education Baosteel Anhui University 4. SVC對(duì)交流電弧爐電能質(zhì)量的改善分析 —— 改善效果對(duì)比 四、交流電弧爐電能質(zhì)量高度分析 （ 6）減小了注入系統(tǒng)的諧波電流 ： 024681012141618202 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25諧波次數(shù)諧波電流（A）切除S V C投入S V C限值 教育部電能質(zhì)量工程研究中心 寶鋼安大 Power Quality Engineering Research Center, Ministry Of Education Baosteel Anhui University 4. SVC對(duì)交流電弧爐電能質(zhì)量的改善分析 —— 經(jīng)濟(jì)性能 SV C 狀態(tài) P （ MW ） η P （ % ） 投入 106 切除 91 四、交流電弧爐電能質(zhì)量高度分析 （ 1）提高了電弧爐的有功功率輸入和供電效率，從而縮短了冶煉時(shí)間： （ 2）提高了 33kV進(jìn)線的功率因數(shù) ： 測(cè)點(diǎn) 平均有功功率（ MW ） 平均無功功率（ Mva r ） 平均功率因數(shù) EA F 進(jìn)線 LF 進(jìn)線 33kV 母線總進(jìn)線 （ 3） SVC的損耗 ： 測(cè)試數(shù)據(jù)表明， SVC正常運(yùn)行時(shí)，平均的有功功率損耗為 ， 100% %180? ? ?損 耗 率教育部電能質(zhì)量工程研究中心 寶鋼安大 Power Quality Engineering Research Center, Ministry Of Education Baosteel Anhui University 4. SVC對(duì)交流電弧爐電能質(zhì)量的改善分析 —— TCR調(diào)節(jié)時(shí)間 四、交流電弧爐電能質(zhì)量高度分析 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 5 0050100150200msq(Bus)、q(EAF)和q(TCR)的瞬時(shí)無功功率，單位：Mvar測(cè)試時(shí)間： 2023 年 6 月 2 日 6 時(shí) 11 分 5 7 . 9 6 秒 q ( B u s )q ( E A F )q ( T C R )13ct m s??定義： 從 EAF無功發(fā)生階躍突變開始，到總饋線無功調(diào)整至最大無功沖擊的 5%時(shí)的時(shí)間為 TCR的調(diào)節(jié)時(shí)間。 （ 3） SVC性能 TCR無功調(diào)節(jié)時(shí)間小于 15ms， SVC損耗為 SVC容量的 %。 基波功率潮流仿真 高壓送端電壓功率角；高壓送端功率因數(shù)；高壓傳輸線傳輸效率。 教育部電能質(zhì)量工程研究中心 寶鋼安大 Power Quality Engineering Research Center, Ministry Of Education Baosteel Anhui University 3. 仿真流程 五、配電網(wǎng)高級(jí)仿真技術(shù) 計(jì) 算11jU U e ??111jI I e ??1()1 1 1 1 1jS U I U I e ?? ????11c os( )? ? ???1100% ( 0)pPPP? ? ? ?1 1 0 0 % ( 0 )pPPP? ? ? ?輸 出 功 率 潮 流 仿 真 曲 線 ： S? ?仿 真 曲 線1S? ?p S? ?仿 真 曲 線仿 真 曲 線jS P jQ S e ?? ? ?c os???輸 入022jU U e?輸 入輸 入 等 值 電 路各 元 件 參 數(shù)3131 31 31 31jS P jQ S e?? ? ?31 31c os???輸 入414 1 4 1 4 1 4 1jS P jQ S e ?? ? ?41 41c os???輸 出 電 壓 波 動(dòng) 仿 真 曲 線 ：2ukS?仿 真 曲 線31 31u ?41 41ukS ?仿 真 曲 線仿 真 曲 線輸 入 送 端 背 景諧 波 電 壓1, hU輸 入 接 于 母 線 諧 波 負(fù)載 產(chǎn) 生 的 次 諧 波 電 流 31Uh 3 1 , hI計(jì) 算 引 起 的 受 端 諧 波 電壓 ；1, hU 2, hU12 , 2 , 1 ,U h h hk U U?31 , , 31 ,I S h s h hk I I?計(jì) 算 引 起 的 注 入 送 端 的諧 波 電 流 ；31 ,hI ,shI輸 出 諧 波 潮 流 仿 真 曲 線 ：12 , hUkS ?仿 真 曲 線31 , 31I S hkS ?仿 真 曲 線2 1 2 2( ) 100%uk U U U? ? ?3 1 1 3 1 3 1( ) 1 0 0 %uk U U U? ? ?41 1 41 41( ) 10 0%uk U U U? ? ?313 1 3 1jU U e ??414 1 4 1jU U e ??計(jì) 算教育部電能質(zhì)量工程研究中心 寶鋼安大 Power Quality Engineering Research Center, Ministry Of Education Baosteel Anhui University 4. 仿真應(yīng)用 五、配電網(wǎng)高級(jí)仿真技術(shù) （以某鋼廠配電系統(tǒng)為例） 電壓波動(dòng)仿真 110kV傳輸線送端電壓對(duì)受端電壓的調(diào)整率； 110kV傳輸線送端電壓對(duì) 10kV母線電壓的調(diào)整率； 110kV傳輸線送端電壓對(duì) 。 諧波潮流仿真 110kV傳輸線受端對(duì)送端的諧波電壓串聯(lián)諧振系數(shù)； 110kV傳輸線送端對(duì) 10kV負(fù)載的諧波電流并聯(lián)諧振系數(shù)。因此為了保證 電壓穩(wěn)定，需要對(duì)接入電網(wǎng)的分布式電源容量加以限制，并對(duì)接入電網(wǎng)的 廣義負(fù)載的無功功率加以控制。 4. 仿真應(yīng)用 —— 電壓波動(dòng)仿真 五、配電網(wǎng)高級(jí)仿真技術(shù) 教育部電能質(zhì)量工程研究中心 寶鋼安大 Power Quality Engineering Research Center, Ministry Of Education Baosteel Anhui University 0 5 10 15 20 25 30