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基于MATLAB的交流电弧炉随机模型与仿真 被引量:37
1
作者 王育飞 潘艳霞 姜建国 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期973-977,共5页
为提出一种简单有效的电弧炉仿真模型,首先按电弧炉能量守恒微分方程,在MATLAB环境下,建立适用于谐波研究的电弧炉确定性模型;然后,将带通高斯白噪声直接叠加于电弧电压上,得到适用于电压波动与闪变研究的电弧炉随机模型。将提出的电弧... 为提出一种简单有效的电弧炉仿真模型,首先按电弧炉能量守恒微分方程,在MATLAB环境下,建立适用于谐波研究的电弧炉确定性模型;然后,将带通高斯白噪声直接叠加于电弧电压上,得到适用于电压波动与闪变研究的电弧炉随机模型。将提出的电弧炉模型以电流控制电压源形式直接接入测试系统,对电弧炉引起的谐波和电压波动问题分别进行仿真分析的结果与实际系统动态特性完全相符,从而验证了模型的有效性。该仿真模型的提出,为电力工作者理解电弧炉非线性时变特性,分析电弧炉导致的电能质量问题,进行谐波治理与闪变抑制研究提供了前提条件。 展开更多
关键词 电弧炉 谐波 电压波动与闪变 MATLAB 建模 仿真
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基于RBF网络逆辨识的LF炉电极系统控制策略 被引量:17
2
作者 丁书学 靖洪文 +4 位作者 齐燕军 许国安 张力 杨利军 龙景奎 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期1094-1102,共9页
针对LF炉电极控制系统存在的非线性、模型不确定性、多输入多输出耦合的现象,通过可逆性分析,构造了网络辨识的逆模型;由于三相电极电流存在强耦合,因此通过逆控制器将其解耦成三个相互独立的伪线性控制回路.通过实验仿真,结果表明该控... 针对LF炉电极控制系统存在的非线性、模型不确定性、多输入多输出耦合的现象,通过可逆性分析,构造了网络辨识的逆模型;由于三相电极电流存在强耦合,因此通过逆控制器将其解耦成三个相互独立的伪线性控制回路.通过实验仿真,结果表明该控制策略对电弧炉电极的解耦性能、跟踪性能和抗干扰能力起到较好的作用,能达到预期的效果. 展开更多
关键词 RBF神经网络 逆辨识 LF炉电极控制 解耦控制
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一种交流电弧炉通用性模型 被引量:12
3
作者 胡畔 陈红坤 +2 位作者 孙志达 胡倩 钱龙 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期172-180,共9页
交流电弧炉作为电力系统一种典型的冲击性、污染性负荷,严重地影响了电力系统的电能质量。其非线性、时变性和随机性的特点给电能质量的综合治理带来了严重的困扰。交流电弧炉工业用途的多样化,使得如何建立通用性模型来表征不同种类交... 交流电弧炉作为电力系统一种典型的冲击性、污染性负荷,严重地影响了电力系统的电能质量。其非线性、时变性和随机性的特点给电能质量的综合治理带来了严重的困扰。交流电弧炉工业用途的多样化,使得如何建立通用性模型来表征不同种类交流电弧炉电气特性成为现阶段研究的主要难点。首先从交流电弧炉能量耗散过程入手,分析不同工业用途下的交流电弧炉能量交换过程的共同特点,然后引入混沌现象来表征交流电弧炉负荷的不确定性机理,建立了交流电弧炉实用仿真模型。最后,依据现场实测数据,采用改进的遗传算法对模型中的参数进行了辨识,并对模型的正确性进行验证。研究结果表明,该通用性模型能够有效、精确地反映不同类型交流电弧炉的电气特性。 展开更多
关键词 交流电弧炉 通用性模型 能量方程 混沌现象 参数辨识
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交流电弧炉SVC装置2次滤波支路设计校核新方法 被引量:7
4
作者 段晓波 朱明星 +3 位作者 胡文平 戎士洋 钱辰辰 韩冰 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期126-133,共8页
交流电弧炉不仅属于典型的谐波污染源、闪变发生源,而且交流电弧炉冶炼过程在2次附近产生较大的间谐波分量。基于某实际钢铁公司交流电弧炉谐波发生量和SVC装置参数的定量分析及仿真研究,得到交流电弧炉必须设置2次C型滤波器,保证将电弧... 交流电弧炉不仅属于典型的谐波污染源、闪变发生源,而且交流电弧炉冶炼过程在2次附近产生较大的间谐波分量。基于某实际钢铁公司交流电弧炉谐波发生量和SVC装置参数的定量分析及仿真研究,得到交流电弧炉必须设置2次C型滤波器,保证将电弧炉2次左右的谐波和间谐波放大控制在一定范围内的研究结论。在此基础上给出2次滤波支路的设计方法,提出了2次滤波支路安全校核新方法,指导交流电弧炉滤波装置工程设计。 展开更多
关键词 交流电弧炉 谐波和间谐波 静止无功补偿器 2次C型滤波器 安全校核
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直流电弧炉电弧等离子体射流的数值模拟 被引量:12
5
作者 王丰华 金之俭 朱子述 《高压电器》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期241-244,248,共5页
数值模拟是研究直流电弧炉中电弧等离子体射流特性的有效方法,它可为理解和优化电弧炉冶炼过程提供参考依据。本文对直流电弧炉冶炼过程建立了电弧等离子体的二维稳态轴对称磁流体力学模型,采用大型商业软件PHOENICS对电弧流场和温度场... 数值模拟是研究直流电弧炉中电弧等离子体射流特性的有效方法,它可为理解和优化电弧炉冶炼过程提供参考依据。本文对直流电弧炉冶炼过程建立了电弧等离子体的二维稳态轴对称磁流体力学模型,采用大型商业软件PHOENICS对电弧流场和温度场进行了计算,仿真结果与文献报导的实际测量结果吻合良好。 展开更多
关键词 数值模拟 直流电弧炉 电弧等离子体 流场 温度场
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基于自适应变异差分进化算法的电弧时域模型 被引量:6
6
作者 王琰 毛志忠 +2 位作者 田慧欣 李妍 黄盛华 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期554-558,共5页
随着电弧炉功率不断增大,电弧炉对供电网络的负面影响越来越受到关注。主要的负面影响是引起谐波、电网电压波动和闪变。因此,建立精确的电弧模型,对于研究上述问题有着重要的意义。新的电弧时域模型以能量守恒定律为基础,用非线性微分... 随着电弧炉功率不断增大,电弧炉对供电网络的负面影响越来越受到关注。主要的负面影响是引起谐波、电网电压波动和闪变。因此,建立精确的电弧模型,对于研究上述问题有着重要的意义。新的电弧时域模型以能量守恒定律为基础,用非线性微分方程描述电弧电导与电流之间的函数关系,并且利用现场检测到的数据,采用自适应变异差分进化算法对参数进行辨识。通过调整参数,模型完全可以模拟电弧炉冶炼过程的电弧特性。仿真结果表明,模型输出的电压、电流与现场实测数据一致,验证了模型的正确性。 展开更多
关键词 电弧炉 电弧 自适应变异差分进化算法 时域模型
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用于电能质量研究的新型交流电弧炉混沌模型 被引量:24
7
作者 王育飞 姜建国 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第10期106-110,共5页
提出一种用于电能质量研究的新型交流电弧炉混沌模型。首先,基于电弧炉负载U-i特性曲线的分段线性化,依据负载实际消耗的有功功率,得到能精确反映电弧炉稳态特性的静态模型,该模型适用于电弧炉引起的谐波问题研究。然后,用基于不对称非... 提出一种用于电能质量研究的新型交流电弧炉混沌模型。首先,基于电弧炉负载U-i特性曲线的分段线性化,依据负载实际消耗的有功功率,得到能精确反映电弧炉稳态特性的静态模型,该模型适用于电弧炉引起的谐波问题研究。然后,用基于不对称非线性电阻蔡氏电路产生的低频混沌信号对静态电弧电压进行调制,模拟电弧炉运行的动态过程,得到电弧炉负载的动态模型,该模型特别适用于研究电弧炉引起的电压波动与闪变问题。在Matlab下,对电弧炉静态、动态模型进行仿真研究。仿真结果与实际测量数据相比较,显示该模型能够精确描述电弧炉引起的谐波和电压波动等电能质量问题。模型有效且易于使用,它的提出为电能质量治理措施研究奠定了基础。 展开更多
关键词 电弧炉 电能质量 混沌 蔡氏电路 电压波动与闪变 谐波 负荷建模
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钢铁厂电弧炉对配电网电能质量影响的预测与治理 被引量:16
8
作者 徐育福 蔡金锭 李天友 《电力科学与技术学报》 CAS 2008年第4期83-88,共6页
电弧炉是供电系统各类功率波动性负荷中对电压特性影响最大的负荷.论文以具有多台电弧炉的某新建钢铁公司接入电网为例,分析了电弧炉的工作特性,并对配电网电压波动、闪变和谐波等电能质量指标进行了预测,提出了治理方案,计算和分析结... 电弧炉是供电系统各类功率波动性负荷中对电压特性影响最大的负荷.论文以具有多台电弧炉的某新建钢铁公司接入电网为例,分析了电弧炉的工作特性,并对配电网电压波动、闪变和谐波等电能质量指标进行了预测,提出了治理方案,计算和分析结果表明:SVC装置可以有效抑制电流谐波和电压波动. 展开更多
关键词 电能质量 谐波治理 电弧炉 配电网
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交流电弧炉供电系统建模及耦合关系仿真研究 被引量:5
9
作者 王琰 毛志忠 +2 位作者 李妍 田慧欣 石爱平 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期841-844,共4页
根据能量守恒定律,从电弧的物理机理出发,建立了一个用非线性微分方程描述电弧电导、电弧瞬时电流和弧长之间关系的电弧数学模型,并使用Simulink库中基本模块搭建了电弧仿真模型。以电弧仿真模型为基础,在Simulink仿真环境下,利用电力... 根据能量守恒定律,从电弧的物理机理出发,建立了一个用非线性微分方程描述电弧电导、电弧瞬时电流和弧长之间关系的电弧数学模型,并使用Simulink库中基本模块搭建了电弧仿真模型。以电弧仿真模型为基础,在Simulink仿真环境下,利用电力系统模块库,构建了交流电弧炉供电系统仿真模型。仿真结果表明,该模型计算出的电弧电压、电流与现场实测数据一致,验证了模型的正确性。通过供电系统仿真模型,仿真研究了电弧电流的三相耦合关系。 展开更多
关键词 交流电弧炉 供电系统 电弧模型 耦合 仿真
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直流电弧炉用混沌理论和神经网络建模及预测 被引量:9
10
作者 王丰华 金之俭 朱子述 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期12-14,41,共4页
根据直流电弧炉电弧电压信号所具有的混沌特性,使用相空间重构理论和径向基函数神经网络对直流电弧炉进行了建模和预测研究。先计算了电弧电压时间序列的最大Lyapunov指数来验证电弧电压信号的混沌特性,后对所测得的电弧电压信号进行相... 根据直流电弧炉电弧电压信号所具有的混沌特性,使用相空间重构理论和径向基函数神经网络对直流电弧炉进行了建模和预测研究。先计算了电弧电压时间序列的最大Lyapunov指数来验证电弧电压信号的混沌特性,后对所测得的电弧电压信号进行相空间重构,根据所求得的嵌入维数和延迟时间,使用径向基函数神经网络对电弧电压信号建模和预测。分析表明:该法用于直流电弧炉电气特性的建模研究,且进一步提高了预测的准确性。同时,多步预测结果可为直流电弧炉电弧电压的有效控制提供理论上的参考依据。 展开更多
关键词 直流电弧炉 混沌 神经网络 相空间重构 建模
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小容量电弧炉所引起的电压波动及抑制措施研究 被引量:5
11
作者 李妍 余欣梅 +2 位作者 文劲宇 熊信银 吴耀武 《继电器》 CSCD 北大核心 2003年第5期59-61,共3页
根据某机械厂的电气接线及电弧炉的技术参数 ,对小型电弧炉所引起的电压波动和闪变进行了估算 ,结果表明小容量电弧炉在电气接线不合理、并且没有无功补偿设备的情况下所引起的波动与闪变现象不容忽视 ,如果不进行治理将影响公共连接点... 根据某机械厂的电气接线及电弧炉的技术参数 ,对小型电弧炉所引起的电压波动和闪变进行了估算 ,结果表明小容量电弧炉在电气接线不合理、并且没有无功补偿设备的情况下所引起的波动与闪变现象不容忽视 ,如果不进行治理将影响公共连接点负荷的正常工作。针对小容量电弧炉的运行特点及经济实用的出发点 ,从工厂供电系统和电炉车间两方面着手 ,提出了几种可供选用的抑制措施。并对各种抑制措施进行了分析 。 展开更多
关键词 电弧炉 电压波动 技术参数 电气接线 无功补偿 静止无功补偿装置
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电弧炉电气系统谐波电流仿真研究 被引量:7
12
作者 王永宁 许伯强 李和明 《华北电力大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2005年第1期28-31,共4页
基于电弧弧长随机特性和电弧炉电气系统实际运行环境,使用简化的电弧电流电压特性,将电弧电压的时变性作为研究的重点,并采用自回归模型模拟电弧的随机性,建立了三相非线性时变电弧炉电气系统的MATLAB/SIMULINK仿真模型。仿真数据与实... 基于电弧弧长随机特性和电弧炉电气系统实际运行环境,使用简化的电弧电流电压特性,将电弧电压的时变性作为研究的重点,并采用自回归模型模拟电弧的随机性,建立了三相非线性时变电弧炉电气系统的MATLAB/SIMULINK仿真模型。仿真数据与实测数据比较,表明该模型适用于电弧炉电气系统谐波电流的研究。 展开更多
关键词 谐波电流 电气系统 电弧炉 三相 电压特性 电弧电流 时变性 仿真研究 MATLAB/SIMULINK 运行环境
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基于支持向量机的电弧炉逆内模控制器 被引量:6
13
作者 李磊 毛志忠 +1 位作者 贾明兴 刘芳 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期1455-1462,共8页
针对三相交流电弧炉电极调节系统的耦合问题,提出了基于支持向量机的逆内模解耦控制策略.根据广义电弧炉对象的Taylor近似模型直接推导逆控制律,消除三相之间的耦合,避免了在线辨识逆模型计算量过大的问题.另外,在内模结构中引入非线性... 针对三相交流电弧炉电极调节系统的耦合问题,提出了基于支持向量机的逆内模解耦控制策略.根据广义电弧炉对象的Taylor近似模型直接推导逆控制律,消除三相之间的耦合,避免了在线辨识逆模型计算量过大的问题.另外,在内模结构中引入非线性补偿,当系统参数变化和受到外部干扰时,保证了系统的鲁棒性.系统的稳定性和鲁棒性通过Lyapunov方法进行了分析,最后的仿真与实验结果验证了控制器的有效性. 展开更多
关键词 近似模型 解耦 内模 电弧炉
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电弧炉电极调节系统自适应控制的仿真研究 被引量:24
14
作者 刘小河 刘康平 张成乾 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第1期17-22,共6页
研究了电弧炉电极调节系统的自适应控制问题。首先得出了电极调节系统的模型,然后将系统非线性的传递算子用线性的传递函数序列等效表示,在此基础上得到了模型参考自适应控制的方案。仿真结果表明自适应控制比PID控制有更好的动态... 研究了电弧炉电极调节系统的自适应控制问题。首先得出了电极调节系统的模型,然后将系统非线性的传递算子用线性的传递函数序列等效表示,在此基础上得到了模型参考自适应控制的方案。仿真结果表明自适应控制比PID控制有更好的动态性能,对弧长扰动的抑制能力大大增强。 展开更多
关键词 电弧炉 电极调节系统 自适应控制 仿真
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一种新的电弧炉电弧时域模型 被引量:4
15
作者 王琰 毛志忠 +1 位作者 李妍 田慧欣 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期487-490,共4页
由于电弧的非线性,炼钢电弧炉在生产过程中会产生大量的高次谐波,并导致供电网络的电压波动和闪变,为解决这一问题,建立了一个新的电弧炉电弧时域模型.新的电弧模型从电弧物理机理出发,选择电弧电导作为状态变量,用非线性微分方程描述,... 由于电弧的非线性,炼钢电弧炉在生产过程中会产生大量的高次谐波,并导致供电网络的电压波动和闪变,为解决这一问题,建立了一个新的电弧炉电弧时域模型.新的电弧模型从电弧物理机理出发,选择电弧电导作为状态变量,用非线性微分方程描述,并且给出了模型参数的计算方法.通过调整模型中的参数,可以模拟电弧炉电气系统参数变化时的电弧特性.仿真结果表明,模型输出的电弧电压、电流与现场实测数据基本一致,验证了模型的正确性. 展开更多
关键词 电弧炉 电弧 非线性 时域模型 仿真
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闪变仿真法在电弧炉供电系统中的应用 被引量:5
16
作者 王育飞 李东东 贾宏新 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期2317-2321,共5页
为了仿真评估电弧炉引起的闪变严重度,对闪变仿真法及其在电弧炉供电系统中的应用进行了研究。先基于IEC闪变测量原理设计出闪变仪中各环节的传递函数和具体参数,再在SIMULINK环境下建立闪变仪模型并利用MATLAB语言编写专门的计算短时... 为了仿真评估电弧炉引起的闪变严重度,对闪变仿真法及其在电弧炉供电系统中的应用进行了研究。先基于IEC闪变测量原理设计出闪变仪中各环节的传递函数和具体参数,再在SIMULINK环境下建立闪变仪模型并利用MATLAB语言编写专门的计算短时间闪变值Pst程序,根据IEC推荐的检验标准验证闪变仪模型的正确性和有效性,最后结合交流电弧炉随机模型,对电弧炉引起的闪变严重度进行仿真研究。研究表明运用仿真法评估电弧炉引起的闪变严重度是一种行之有效的方法。 展开更多
关键词 电弧炉 电压波动和闪变 闪变仪 瞬时闪变视感度 建模 仿真法
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基于FLUENT软件直流电弧等离子体喷射法等离子体放电特征二维数值模拟 被引量:4
17
作者 郭建超 刘金龙 +5 位作者 闫雄伯 化称意 赵云 陈良贤 魏俊俊 李成明 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期312-318,共7页
直流电弧等离子体喷射法制备金刚石膜的过程中氩气主要起维持电弧放电作用,在一定程度上保证电弧放电的稳定性。本文利用自定义标量和自定义函数技术对FLUENT软件进行二次开发,在动量和能量守恒方程中添加相应电磁源项。对纯氩直流电弧... 直流电弧等离子体喷射法制备金刚石膜的过程中氩气主要起维持电弧放电作用,在一定程度上保证电弧放电的稳定性。本文利用自定义标量和自定义函数技术对FLUENT软件进行二次开发,在动量和能量守恒方程中添加相应电磁源项。对纯氩直流电弧等离子放电特征进行二维数值模拟,并经过实验验证后最终得到等离子体放电区域的温度、焦耳热、电流密度和速度等分布。模拟结果表明气压为1000 Pa工作电流为100 A条件下:氩等离子体最高温度和最大速度达到11000K和340 m/s,且均出现在阴极尖端位置附近;较强的外侧气流使阳极斑点稳定维持在阳极内侧下边缘位置,其附近等离子体温度在9000 K左右;基体表面附近等离子体温度受到焦耳热分布和阴极高温射流共同作用,维持在3000~4000 K。 展开更多
关键词 直流电弧等离子体喷射 数值模拟 等离子体放电 FLUENT
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电弧炉电极调节器对电网电压波动影响的仿真研究 被引量:14
18
作者 吕晓东 刘小河 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第7期95-100,共6页
针对电弧炉电极调节器性能对电网电压波动的影响进行了仿真研究。利用Matlab/Simulink提供的基本模块库和电力系统专用模块库相结合,搭建交流电弧炉系统的仿真模型。整个仿真模型可分为两部分,即电弧炉主电路和电弧炉电极调节系统,两部... 针对电弧炉电极调节器性能对电网电压波动的影响进行了仿真研究。利用Matlab/Simulink提供的基本模块库和电力系统专用模块库相结合,搭建交流电弧炉系统的仿真模型。整个仿真模型可分为两部分,即电弧炉主电路和电弧炉电极调节系统,两部分结合构成一个闭环系统。根据电弧炉的工作特点,在仿真时,考虑分别加入两种类型的弧长扰动,即短路扰动和低频正弦扰动。在每种扰动下,通过改变电极调节器的性能参数,研究电网电压的波动。仿真结果表明在电极调节器性能参数设计不合理的情况下,电网电压波动剧烈,在性能参数理想的情况下,电网电压的波动幅值会大大地减小。 展开更多
关键词 电弧炉 电极调节系统 电压波动 仿真
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电弧炉电气系统的谐波分析研究 被引量:30
19
作者 刘小河 程少庚 苏文成 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 1994年第2期21-26,10,共7页
本文为进行电弧炉系统谐波分析的仿真研究。在理论上作了初步探讨,得到一些结果。本文首先建立了交流电弧的等效数学模型,导出了电弧炉系统的数学模型;进而提出了估算电弧模型中参数的方法。采用此方法。对3t及30t电弧炉进行了... 本文为进行电弧炉系统谐波分析的仿真研究。在理论上作了初步探讨,得到一些结果。本文首先建立了交流电弧的等效数学模型,导出了电弧炉系统的数学模型;进而提出了估算电弧模型中参数的方法。采用此方法。对3t及30t电弧炉进行了谐波分析的仿真研究。并与实测结果进行了对照。 展开更多
关键词 电弧 电弧炉 谐波
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基于电子连续性方程的新型交流电弧炉通用模型 被引量:11
20
作者 张逸 林才华 +4 位作者 邵振国 林芳 黄道姗 林焱 刘辉山 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第21期7425-7433,共9页
交流电弧炉是现代钢铁冶炼的主要设备,但其作为一种典型的非线性时变负荷,给电网电能质量带来了十分严重的影响。交流电弧炉的精确建模对深入理解电弧的时变性和非线性,准确评估其电能质量问题,以及制定针对性的治理方案具有重要的意义... 交流电弧炉是现代钢铁冶炼的主要设备,但其作为一种典型的非线性时变负荷,给电网电能质量带来了十分严重的影响。交流电弧炉的精确建模对深入理解电弧的时变性和非线性,准确评估其电能质量问题,以及制定针对性的治理方案具有重要的意义。现有模型对电弧的内部特性涉及较少,不能完全反映电弧的物理性质,建模效果较差,数据要求较高,使用局限性较大,适应性不强。基于此,文章研究一种新型的交流电弧炉通用模型,首先,根据电子连续性方程构建确定性电弧模型,并以叠加周期性正弦信号和带通白噪声的方式模拟弧长的变化规则;然后,通过机理分析近似估算模型中各个参数的取值范围;最后,以50t炼钢交流电弧炉和电石炉作为研究对象,在Matlab/Simulink软件中验证模型的可行性和适用性。研究结果表明,所提模型能较好地体现电弧的内在特性,无需大量实测数据,工程实用性较强且适用范围较广。 展开更多
关键词 交流电弧炉 通用模型 电子连续性方程 内部微观特性 参数估计
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