مدل سازی کوره قوس الکتریکی بر مبنای نظریه آشوب به منظور کنترل پارامترهای کیفیت توان

کوره های قوس الکتریکی یکی از بزرگترین بارهای متمرکز درشبکه قدرت و از مهمترین منابع تولید هارمونیک، فلیکر ولتاژ و نامتعادلی به شمار می روند. در این مقاله، براساس نظریه آشوب، در ابتدا یک مدل توصیف کننده رفتار کوره قوس الکتریکی AC از لحاظ پارامترهای کیفیت توان ارائه می گردد. در این راستا حالت استاتیک قوس الکتریکی با استفاده از یک تابع هذلولی- نمایی مدل گردیده و نوسانات موجود در آن بوسیله یک مدل آشوبی توصیف می گردد. در این خصوص انتخاب مناسب پارامترهای مدل آشوبی به منظور تطبیق سیگنال آشوبی حاصل با نوسانات ولتاژ قوس الکتریکی از منظر پارامترهای کیفیت توان موضوع مهمی به شمار می رود. بدین منظور، ازالگوریتم بهینه سازی رقابت استعماری والگوریتم ژنتیک با تابع هزینه مشتمل بر انحراف هارمونیک های ولتاژ و جریان استفاده گردیده، تا مناسب ترین برازش از حیث هامونیک حاصل گردد. داده های مورد استفاده در این مقاله داده های واقعی جمع آوری شده از یک کوره قوس الکتریکی مجتمع فولاد مبارکه اصفهان می باشد. اعتبار مدل آشوبی ارائه شده با اندازه گیری میزان فلیکر ولتاژ از روی داده های واقعی و مدل پیشنهادی ارزیابی می گردد. در مرحله دوم، ایده استفاده از کنترل کننده های آشوبی برای کنترل پارامترهای کیفیت توان دنبال می گردد. در این راستا سیستم کنترل الکترودهای کوره قوس الکتریکی در نظر گرفته شده و با استفاده از داده های واقعی رابطه ایی بین جریان و طول قوس الکتریکی برازش می گردد. سپس با ارائه دو کنترل کننده آشوبی به روش تطبیقی و تاخیر دار به کنترل الکترودهای کوره قوس الکتریکی و در نهایت کنترل جریان شبکه توان پرداخته می شود. در ادامه به منظور بررسی عملکرد روش پیشنهاد شده، ضمن ارائه نتایج شبیه سازی، اثرات این دو کنترل کننده را در کاهش هارمونیک ها و فلیکر ولتاژهای کوره قوس الکتریکی، قبل و بعد از اعمال کنترل کننده آشوبی محاسبه و با یکدیگر مقایسه می نماییم.