Современные металлургические производства всё чаще используют электродуговые печи (ЭДП) как ключевые установки для выплавки металла благодаря их высокой мощности, гибкости в управлении и энергетической эффективности. Однако вместе с технологическими преимуществами ЭДП вносят в энергетическую систему ряд значительных нарушений. В первую очередь это касается фазной несимметрии напряжений, возникающей в результате неравномерного и импульсного характера нагрузки, а также колебаний реактивной мощности по фазам.
Несимметрие напряжение искажает форму напряжений и токов, приводит к ухудшению качества электроэнергии, вызывает неравномерный износ оборудования, снижает надёжность энергосистемы и ухудшает эффективность плавильного процесса. Особенно критично это становится при питании ЭДП от сетей среднего напряжения, где даже при применении трансформаторов с Δ-соединением сохраняются остаточные составляющие напряжений обратной последовательности.
Для устранения этих проблем применяются различные методы компенсации реактивной мощности — от статических компенсаторов (SVC, D-STATCOM) до интеллектуальных регуляторов. Однако их эффективность ограничивается либо инерционностью, либо жёсткой логикой управления. В этом контексте актуальным направлением становится применение методов интеллектуальной оптимизации, позволяющих адаптивно настраивать параметры системы в условиях реального времени и нелинейной динамики.
В данной работе предлагается метод оптимизации фазных углов открытия тиристоров в системе фазной компенсации ЭДП с использованием генетического алгоритма (ГА). Такой подход позволяет управлять потоками реактивной мощности в каждой фазе индивидуально и эффективно снижать несимметрию фазных напряжений.
Актуальность проводимого исследования обусловлена рядом критических факторов. Во-первых, с учётом стремительного роста применения электродуговых печей в промышленности возрастает потребность в устойчивых и надёжных решениях, обеспечивающих высокое качество электроснабжения. Во-вторых, существующие методы компенсации реактивной мощности и несимметрии напряжений зачастую не справляются с быстрыми и непредсказуемыми изменениями нагрузки, характерными для работы ЭДП. В таких условиях становится необходимым использование более гибких и интеллектуальных подходов. ГА, как метод глобальной оптимизации, обладает высокой эффективностью при поиске оптимальных параметров в многомерных, нелинейных и слабоформализованных системах. Его применение в управлении углами открытия тиристоров позволяет реализовать автоматизированную адаптивную компенсацию фазной несимметрии в реальном времени, что особенно важно для процессов, чувствительных к качеству напряжения.