基于大容量电力电子功率变换的交流电弧炉柔性供配电方案

赵崇滨; 姜齐荣; 刘东; 刘广文; 郭旭

doi:10.7500/AEPS20200423001

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基于大容量电力电子功率变换的交流电弧炉柔性供配电方案

研制与开发 | 更新时间：2025-06-16

- 基于大容量电力电子功率变换的交流电弧炉柔性供配电方案
- Flexible Power Supply and Distribution Scheme for AC Electric Arc Furnace Based on Large-capacity Power Electronics Power Conversion
- 电力系统自动化-方正平台 2020年44卷第21期页码：89-98
- 作者机构：
  
  1.清华大学电机工程与应用电子技术系，北京市 100084
  2.电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室，清华大学，北京市 100084
  3.中冶京诚工程技术有限公司，北京市 100176
- 作者简介：
  
  赵崇滨(1997—)，男，博士研究生，主要研究方向：电能质量控制、电力系统稳定与控制。E-mail：zhaocb19@mails.tsinghua.edu.cn
  姜齐荣(1968—)，男，通信作者，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：灵活交流输配电系统的建模与控制、电力电子技术及新能源、电力电子化电力系统的稳定性分析与控制。E-mail：qrjiang@tsinghua.edu.cn
  刘东(1984—)，男，硕士，高级工程师，主要研究方向：变频传动、现场总线和实时以太网。E-mail：liudong@ceri.com.cn
- 基金信息：
  
  已申请国家发明专利（申请号：CN201810897261.6）()
- DOI：10.7500/AEPS20200423001
  中图分类号：
- 收稿日期：2020-04-23，
  
  修回日期：2020-07-07，
  
  网络出版日期：2020-08-24，
  
  纸质出版日期：2020-11-10
- 稿件说明：
移动端阅览
赵崇滨,姜齐荣,刘东等.基于大容量电力电子功率变换的交流电弧炉柔性供配电方案[J].电力系统自动化,2020,44(21):89-98.

ZHAO Chongbin,JIANG Qirong,LIU Dong,et al.Flexible Power Supply and Distribution Scheme for AC Electric Arc Furnace Based on Large-capacity Power Electronics Power Conversion[J].Automation of Electric Power Systems,2020,44(21):89-98.
赵崇滨,姜齐荣,刘东等.基于大容量电力电子功率变换的交流电弧炉柔性供配电方案[J].电力系统自动化,2020,44(21):89-98. DOI： 10.7500/AEPS20200423001.

ZHAO Chongbin,JIANG Qirong,LIU Dong,et al.Flexible Power Supply and Distribution Scheme for AC Electric Arc Furnace Based on Large-capacity Power Electronics Power Conversion[J].Automation of Electric Power Systems,2020,44(21):89-98. DOI： 10.7500/AEPS20200423001.

摘要

交流电弧炉作为电力系统高载能负荷的代表广泛应用于钢铁行业。针对交流电弧炉传统供配电方案在系统侧电能质量治理效果与负载侧生产效益的局限性，文中介绍了一种新型柔性供配电方案：在匹配传统方案主体结构的基础上，将多绕组移相变压器与模块化电力电子功率单元串联引入供电回路，显著提升了负载侧量测与控制精度，且改变了并联补偿治理该类负荷引发电能质量问题的固有方法。详细介绍了电源装置各部分功能，并参考传统方案工作原理设计了功率单元的控制策略。依据某100 t交流电弧炉实际参数在PSCAD/EMTDC中建立了柔性供配电方案完整仿真模型

验证了新型方案的可行性与优势。

Abstract

As a representative of energy-intensive load in power systems

the alternating current electric arc furnace (AC EAF) is widely used in the steel industry. Aiming at the limitation of both power quality control on system side and production benefit on load side in the traditional power supply and distribution scheme for AC EAF

this paper introduces a new flexible power supply and distribution scheme. On the basis of matching with the main structure of the traditional scheme

the multi-winding phase-shifting transformer and modular power electronic power units are connected in series into the power supply circuit

which dramatically improves the measurement and control accuracy on load side

and changes the traditional way of shunt compensation for power quality issues caused by such loads. The function of each part in the power supply is described in detail

and the control strategies of power units are designed according to the working principle of the traditional scheme. Finally

the complete simulation model of the flexible power supply and distribution scheme is established in PSCAD/EMTDC based on actual parameters of an 100 t AC EAF. The feasibility and advantages of the new scheme are verified.

关键词

Keywords

references

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