【技术实现步骤摘要】
本专利技术总体上涉及功率控制系统，特别涉及用于在电力系统中稳定电压的控制系统和方法。
技术介绍
时变负载会在电力网络中引起有害的电压波动。这样的负载的例子是交流(AC)电弧炉，其普遍用于熔化和再熔化含铁材料，如钢，并用于冶炼非含铁材料。这样的炉子通常采用大功率电弧在耐火补里容器内产生热能，并包含用于控制供给所述电弧的电能的电源。大功率电弧是一种能量变换机构，其特性象一个非线性时变阻抗。因此，电弧炉所吸收的电压、电流和功率往往会波动，从而对熔化过程和电源网络都产生干扰。这些干扰会导致效率低下、设备磨损增加、和对电网的干扰，在极端情况下还会损坏电源网络或电弧炉。由于负载电流和功率因数在电弧炉的特定操作阶段中大而快的波动而在电源网络中发生的电压扰动常常称为“闪变”。电弧炉闪变是电弧炉操作员和电力分配员的共同问题。电力分配员将常常对由从他们的配电系统吸收电力的电弧炉引起的闪变设置严格的限制条件，以减少对该配电系统的干扰。人们开发了各种技术用于这样的电弧炉的功率控制和闪变减少。在电弧炼钢炉中常用的一种技术是静态VAR补偿器(SVC)。一个SVC由一个旁路连接的谐波滤波器...
【技术保护点】
一种功率控制系统，用于减小交流电源线中的电压闪变，该交流电源线上连接有时变负载，包括：所述电源线路与负载之间的第一可变感性电抗；与所述电源线并联连接的第二可变电抗；和一个控制系统，用于（ｉ）监测负载电流和根据 所监测的负载电流的变化来调节该第一可变感性电抗，以减小电压闪变，和（ｉｉ）检测从所述交流电源线路吸收的无功功率，并根据检测到的无功功率吸收的变化来调节该第二可变电抗，以减小电压闪变。
【技术特征摘要】
US 2001-10-17 09/982,6701.一种功率控制系统，用于减小交流电源线中的电压闪变，该交流电源线上连接有时变负载，包括所述电源线路与负载之间的第一可变感性电抗；与所述电源线并联连接的第二可变电抗；和一个控制系统，用于(i)监测负载电流和根据所监测的负载电流的变化来调节该第一可变感性电抗，以减小电压闪变，和(ii)检测从所述交流电源线路吸收的无功功率，并根据检测到的无功功率吸收的变化来调节该第二可变电抗，以减小电压闪变。2.如权利要求1所述的功率控制系统，其中所述控制系统配置为调节所述第一可变感性电抗，以响应监测到的负载电流中具有第一频率范围内的频率的波动，和调节所述第二可变电抗，以响应监测到的无功功率吸收中具有不同于第一频率范围的第二频率范围内的频率的波动。3.如权利要求2所述的功率控制系统，其中至少一部分所述第二频率范围高于所述第一频率范围。4.如权利要求2所述的功率控制系统，其中所述第一频率范围的较高频率部分与所述第二频率范围的较低频率部分重叠。5.如权利要求2所述的功率控制系统，其中所述负载包括电弧炉的电弧，且所述第一频率范围包括对应于与电弧点燃相关的电流波动，而所述第二频率范围配置为基本上不包括与电弧点燃相关的无功功率吸收中的波动。6.如权利要求5所述的功率控制系统，其中所述第二频率范围包括5-7Hz。7.如权利要求1所述的功率控制系统，其中所述负载包括电弧炉，且所述控制系统配置为调节所述第一可变电抗，以响应监测到的电极电流在熔化处理周期的电极入炉阶段的变化，和调节所述第二可变电抗，以响应监测到的无功功率吸收在电极入炉阶段之后的熔化处理周期中的变化。8.如权利要求1所述的功率控制系统，其中所述控制系统包括第一滤波器，用于对表示负载电流的信号进行滤波，以输出表示第一频率范围内的负载电流波动的第一电流信号，所述控制系统配置为根据该第一电流信号调节所述第一可变电抗；第二和第三滤波器，分别用于对表示负载电流和电源电压的信号进行滤波，以输出表示第二频率范围内的负载电流波动的第二电流信号和表示第二频率范围内的电源电压波动的电压信号，所述控制系统配置为根据该第二电流信号和电压信号确定监测到的无功功率。9.如权利要求8所述的功率控制系统，其中所述第一、第二、和第三滤波器是可调滤波器，且所述控制系统配置为监测所述交流电源线的时变属性，并根据所监测到的时变属性调节所述第一、第二、和第三滤波器中的至少一部分。10.如权利要求9所述的功率控制系统，其中所述控制系统包括一个闪变计，用于测量所述交流电源线上的线电压波动，并且该系统配置为根据监测到的线电压波动来调节所述可调滤波器，以改变相应的频率范围。11.如权利要求9所述的功率控制系统，其中所述控制系统配置为以累积方式跟踪闪变发射，并调节所述可调滤波器，以便在一段时间周期中预定的累积限制之内使闪变发射最大化。12.如权利要求8所述的功率控制系统，其中所述控制系统配置为调节所述第一可变感性电抗，使得所监测的负载电流跟踪电流设定值，和调节所述第二可变电抗，使得所述第二可变电抗、第一可变感性电抗、和负载的累积无功功率吸收基本为零。13.如权利要求1所述的功率控制系统，其中所述控制系统配置为监测负载阻抗，并有选择地调节所述第一可变感性电抗，以响应监测到的负载电流中的变化来跟踪电流设定值，或响应监测到的负载阻抗中的变化，来跟踪实功率设定值。14.如权利要求13所述的功率控制系统，其中所述控制系统配置为监测所述交流电源线上的电压闪变，并且当所监测的电压闪变超过一个阈值时，调节所述第一感性电抗来跟踪所述电流设定值，以及当所监测的电压闪变低于所述阈值时，跟踪实功率设定值。15.如权利要求1所述的功率控制系统，其中所述第二可变电抗包括一个容性谐波滤波器组，与所述交流电源线并联连接，以及一个可变感性电抗，与所述交流电源线并联连接。16.一种交流电源控制系统，用于交流电弧炉，该交流电弧炉具有一条交流电源线，用于向电极施加功率，包括连接在所述电源线与电极之间的可变感性串联电抗；与所述电源线并联连接的可变感性并联电抗；与所述电源线并联连接的一个谐波容性滤波器组；和用于减轻所述电源线上的电压闪变的控制系统，该控制系统包括(i)电流稳定装置，用于调节所述感性串联电抗，以稳定一个电极电流，来控制所述电压闪变；(ii)无功功率稳定装置，用于调节所述感性并联电抗以稳定从所述交流电源线吸收的无功功率，来控制所述电压闪变；和(iii)控制装置，用于监测所述电源线上的电压闪变，并根据所监测到的电压闪变来调节所述电流稳定装置和无功功率稳定装置的操作参数。17.如权利要求16所述的功率控制系统，其中所述电流稳定装置和无功功率稳定装置中的至少一个包括频率辨别装置，从而至少一个所述的稳定装置与一个选定频率范围之外的电压闪变相比，更多地负责降低该选定频率范围内的电压闪变。18.如权利要求16所述的功率控制系统，其中所述电流稳定装置包括滤波器装置，从而该电流稳定装置主要用于降低发生在第一选定波动范围内的电压闪变，且所述无功功率稳定装置包括另外的滤波器装置，从而该无功功率稳定装置主要用于降低发生在第二选定波动范围内的电压闪变。19.如权利要求18所述的功率控制系统，其中所述第一和第二选定波动范围的至少一部分是重叠的，且所述滤波器装置可以由所述控制装置根据监测到的闪变电压中的变化来调节。20.如权利要求16所述的功率控制系统，其中所述电流稳定装置包括电极电流监测装置，用于监测所述电极电流，还包括用于调节所述可变感性串联电抗的装置，使得所监测到的电极电流跟踪电流设定值，且所述无功功率稳定装置包括用于监测表示从所述电源线吸收的无功功率的值的装置，和用于调节所述可变感性并联电抗的装置，使得所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：TLW马，BA斯特拉顿，
申请(专利权)人：哈茨有限公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]
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