[논문]Development of a Chaotic Electric Arc Furnace Model

Jang, Gil-Soo; Wang, Weiguo; Lee, Byong-Jun; Kwon, Sae-Hyuk

[국내논문] Development of a Chaotic Electric Arc Furnace Model
전력 품질 해석을 위한 개선된 전기아크로 모델 개발 원문보기

Jang, Gil-Soo (Korea University) , Wang, Weiguo (ESCA) , Lee, Byong-Jun (Korea University) , Kwon, Sae-Hyuk (Korea University)

대규모의 전력을 사용하며 전력 수요가 일정하지 않고 변동하는 제철소의 전기아크로 (electric arc furnace) 부하는 전압 플릭커 (voltage flicker) 등 전력품질을 저하시키는 현상의 주 원인이 되고 있다. 따라서, 전력품질의 향상을 위한 전력계통의 계획과 운용에 있어서 이러한 부하들의 비선형적인 전압-전류 특성을 해석하고 모델링하는 것이 우선 되어야 한다. 특히 전기아크로 부하의 비선형적이고 랜덤 신호에 가까운 특성은 stochastic 접근법에 의해 주로 모델링되어 왔으나, 전기아크로 부하에 의한 전력계통에서의 영향을 평가를 위해서는 deterministic 접근법에 의한 모델링이 필요하며 전기아크로 부하가 가지는 chaos 특성을 Lorenz 시스템으로 표현한 부하모델이 개발되었다[1]. 개발된 모델에 의해 하나의 chaos 시스템으로 예측된 전기아크로 부하 패턴은 전 동작 범위에서 부하 특성을 정확하게 반영하는데 문제가 있다. 따라서, 전기아크로 부하 패턴을 표현할 수 있는 복수의 chaos 시스템을 이용하여 보다 나은 예측 특성을 가진 부하 모델의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 기존의 Lorenz 시스템과 전기아크로 부하의 고주파영역 특성을 보다 적절하게 반영할 수 있는 Logistic 시스템을 혼합한 형태의 chaos 모델을 개발하고, 전력 계통에서의 전력품질 저하현상을 정량화하는 지수를 통해 모델의 유용성과 정확성을 검증하고자 한다.

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문제 정의

The prediction is focused on the general behavior of the operation of arc furnaces.
range. The results of tests performed on the proposed model to verify the model and to illustrate its capabilities are presented in this paper.

제안 방법

In this paper, a new chaotic approach which is based on the Lorenz system and the Logistic system is proposed to represent the characteristic of EAFs over the wide operating range. The results of tests performed on the proposed model to verify the model and to illustrate its capabilities are presented in this paper.
In this paper, an enhanced chaotic model is proposed to predict the general behavior of the arc furnace operation, and to overcome the limitations of the conventional chaotic model in which the arc furnace operation based on some criteria is represented. The performance of the proposed model which is a mixed model of the Lorenz and Logistic system to represent the impact of the arc furnace model to the power quality in wide frequency range.
The performance of the proposed model which is a mixed model of the Lorenz and Logistic system to represent the impact of the arc furnace model to the power quality in wide frequency range. The simulation results have been given and compared with the actual data to illustrate the validity of the mixed chaotic model and analysis has been made to show the proposed EAF model can be used for the proper assessment of power quality impact.

이론/모형

Using this Lorenz model together with the test system, the simulation has been performed. The simulated arc current and arc admittance are shown in Figure 3.

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