Разработка усовершенствованного алгоритма оптимального управления электрическими режимами установки ковш-печь с применением цифрового двойника
Автор: Николаев А.А., Тулупов П.Г., Рыжевол С.С., Буланов М.В.
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Рубрика: Электротехнические комплексы и системы
Статья в выпуске: 3 т.24, 2024 года.
Бесплатный доступ
В рамках статьи рассмотрен усовершенствованный алгоритм оптимального управления электрическими режимами установки ковш-печь (УКП) с использованием информации о гармоническом составе токов дуг и применением цифрового двойника. Сформулирована проблема, связанная со сложностью определения уставок регулирования параметра вторичного электрического контура УКП для различных шлаковых режимов и режимов донной продувки. В качестве решения данной проблемы предложено использование цифрового двойника, который позволяет выполнить расчет оптимального сочетания уставок регулирования по трем фазам, которые передаются непосредственно в систему автоматического управления электрическим режимом УКП и используются при дальнейшей работе агрегата. В заключении приведены результаты испытания нового алгоритма на действующем УКП, функционирующем на одном из отечественных металлургических предприятий.
Установка ковш-печь, коэффициент шлака, система автоматического управления электрическим режимом, электрическая дуга, цифровой двойник
Короткий адрес: https://sciup.org/147246072
IDR: 147246072 | УДК: 621.365.22 | DOI: 10.14529/power240304
Development of an improved algorithm for optimal control of electrical modes for a ladle-furnace by using a digital twin
Within the framework of the article, a new algorithm for automatically switching of operating curves and on-load tap-changer stages in a ladle furnace is considered, depending on the level of the slag coefficient. A problem is formulated related to the complexity of determining the control parameter settings for various slag modes and blowing modes modes. As a solution to this problem, it is proposed to use a digital twin, which allows to calculate the most optimal combination of control settings for three phases. Upon completion of the calculation, the new setpoint values are transferred directly to the automatic control system for the electrical mode of the LF and are used for further operation of the unit. In conclusion, the results of the implementation of a new algorithm on the existing LF operating at one of the domestic metallurgical enterprises are presented.
Список литературы Разработка усовершенствованного алгоритма оптимального управления электрическими режимами установки ковш-печь с применением цифрового двойника
- Макаров А.Н. Законы теплообмена электрической дуги и факела в металлургических печах и энергетических установках. Тверь: Изд-во Тверского гос. техн. ун-та, 2012. 164 с. ISBN 978-5-7995-0630-8. EDN QNAKHN.
- Электрические промышленные печи: Дуговые печи и установки специального нагрева: учеб. для вузов / А.Д. Свенчанский, И.Т. Жердев, А.М. Кручинин и др.; под общ. ред. А.Д. Свенчанского. М.: Энерго-издат, 1981. 296 с.
- Игнатов И.И., Хаинсон А.В. Расчет электрических параметров и режимов дуговых сталеплавильных печей // Электричество. 1983. № 8. С. 62-65.
- Миронов Ю.М. Электрическая дуга в электротехнологических установках: моногр. Чебоксары: Изд-во Чувашского ун-та, 2014. 160 с. ISBN 978-5-7677-1963-1. EDN VQMANR.
- Bowman B., Krüger K. Arc Furnace Physics. Verlag Stahleisen GmbH, Düsseldorf, 2009. 268 p.
- Шпиганович А.Н., Захаров К.Д. Особенности систем электроснабжения сталеплавильных и ферросплавных производств // Липецк: ЛГТУ, 2004. 213 с.
- Матросов А.П., Миронов Ю.М. Компьютерное моделирование процессов в электрических цепях дуговых печей // Электрометаллургия. 2006. № 6. С. 27-32.
- Рыжнев Ю.Л, Минеев Р.В., Михеев А.П. Влияние дуговых электропечей на системы электроснабжения. М.: Энергия, 1975. 184 с.
- Концептуальные направления создания цифровых двойников электротехнологических систем агрегатов прокатного производства / А.А. Радионов, А.С. Карандаев, Б.М. Логинов, О.А. Гасиярова // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2021. Т. 64, № 1. С. 54-68. DOI: 10.17213/0136-3360-2021-1-54-68. EDN LCGJNZ.
- Advanced Foaming Slag Control / T. Jansen, K. Krüger, H. Schliephake et al. // 10th European Electric Steelmaking Conference, Graz. 25-28 Sep., 2012. P. 385-390.
- Nikolaev A.A., Tulupov P.G., Dyoma R.R., Ryzhevol S.S. Development and research of improved automatic control systems for electrotechnological modes of high-power ladle-furnace units // Chernye Metally. 2023. No. 12. DOI: 10.17580/chm.2023.12.06
- Development of an energy-efficient control algorithm for an EAF using a digital twin / A.A. Nikolaev, R.R. Dyoma, P.G. Tulupov, S.S. Ryzhevol // Chernye Metally. 2023. No. 8. P. 4-12. DOI: 10.17580/chm.2023.08.01 (Scopus Q2, ID: 2-s2.0-85176549326)
- Методика оценки изменения удельного расхода электроэнергии и электродов при коррекции электрических режимов дуговых сталеплавильных печей / А.А. Николаев, В.С. Ивекеев, П.Г. Тулупов, М.В. Буланов // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». 2022. Т. 22, № 2. С. 45-55. DOI: 10.14529/power220205
- Nikolaev A.A., Efremov V.A., Tulupov P.G. Improved Methodology for Estimating Specific Energy Consumption in Electric Arc Furnaces when Changing Electrical Modes // 2021 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). Sochi, Russia, 2021. P. 586-590.
- Бикеев, Р.А. Динамические режимы в электромеханических системах дуговых сталеплавильных печей и их воздействие на вводимую активную мощность: дис.... канд. техн. наук. Новосибирск: Новосибирский государственный технический университет, 2004.
- Лозинский О.Ю., Паранчук Я.С. Система оптимального управления электрическим режимом дуговой печи, питаемой через электрический реактор // Электрометаллургия. 2007. № 8. С. 23-31.
