تخمين پارامترهاي كوره قوس الكتريكي با استفاده از روش بهينه سازي چند هدفه و الگوريتم ژنتيك (مطالعه موردي: كارخانه فولاد خوزستان)

Estimation of electric arc furnace parameters using multiobjective optimization method and genetic algorithm (Case study: Khuzestan Steel Plant)

كوره قوس الكتريكي يكي از بارهاي مصرفي بزرگ در شبكه قدرت مي ­باشد و كه با توجه به اينكه يك بار غيرخطي و تصادفي است، باعث اختلالات زيادي را در شبكه ايجاد مي­ كند. كوره قوس باعث ايجاد مشكلاتي مانند هارمونيك، زير هارمونيك، نامتعادلي ولتاژ، فليكر ولتاژ و نوسان ولتاژ و جريان روي شبكه قدرت مي­ شود. از اين رو به منظور كاهش مشكلات ناشي از كوره­ هاي قوس الكتريكي، نياز به نصب تجهيزات جبران كننده مانند SVC در كنار آنها مي ­باشد. به منظور تحليل اثرات كوره قوس الكتريكي بر روي شبكه، محاسبه ظرفيت و نوع جبران­ ساز موردنياز هر كوره قوس، ابتدا بايد مدل مناسب كوره استخراج شده و در محيط نرم ­افزار شبيه ­سازي انجام گيرد. بعد از انجام شبيه ­سازي در محيط نرم­ افزار و مطالعه رفتار كوره، جبران­ كننده مناسب براي كوره قوس طراحي خواهد شد. با توجه به اينكه كوره قوس رفتار غيرخطي و تصادفي دارد ارائه يك مدل مناسب و تا حد امكان دقيق براي مطالعه پديده­ هاي كيفيت توان ناشي از كوره بر روي شبكه، دشوار است. هدف از اين مقاله به دست آوردن يك مدل مناسب براي كوره قوس الكتريكي شركت فولاد خوزستان مي ­باشد. براي اين منظور ابتدا از ولتاژ و جريان ترانسفورماتور كوره داده برداري انجام شده، سپس جهت تطبيق مدل­ هاي موردنظر و به دست آوردن پارامترهاي بهينه مدل از الگوريتم ژنتيك، با استفاده از نرم ­افزار MATLAB بهترين مدل انتخاب شده است.

Electric arc furnace is one of the major loads in the power grid and which, due to the fact that it is a non-linear and random load, causes many disturbances in the grid. The arc furnace causes problems such as harmonic, sub-harmonic, voltage imbalance, flicker voltage and voltage fluctuation and current on the power grid. Therefore, in order to reduce the problems caused by electric arc furnaces, it is necessary to install compensating equipment such as SVC next to them. In order to analyze the effects of electric arc furnace on the network, calculate the capacity and type of compensator required for each arc furnace, first the appropriate furnace model must be extracted and performed in the simulation software environment. After performing the simulation in the software environment and studying the furnace behavior, a suitable compensator will be designed for the arc furnace. Given that the arc furnace has a nonlinear and random behavior, it is difficult to provide a suitable and accurate model for studying the power quality phenomena caused by the furnace on the network. The purpose of this article is to obtain a suitable model for the electric arc furnace of Khuzestan Steel Company. For this purpose, the voltage and current of the furnace transformer are first taken. Then, the genetic algorithm is used to adapt the desired models and obtain the optimal model parameters and the best model is selected.