交流电弧炉作为炼钢行业中的主要设备,已经得到广泛的关注。然而,作为一种典型冲击性负荷,交流电弧炉的大量应用使得供电系统中的电能质量问题越来越突出。因此,本文以建立精确、实用的电弧模型作为前提,对电弧炉负荷引起的电能质量问题进行系统性分析,并通过静止同步补偿器(STATCOM)进行治理。论文主要研究内容如下：1.提出了一种参数取值随弧长时域变化的新型交流电弧炉模型。通过分析电弧的阻抗特性,采用电弧导纳作为状态变量,对原交流电弧时域微分模型进行了改进,在此基础上引入时域变化的电弧半径和电弧电压作为参变量,并给出模型参数的估算方法,从而建立了新模型。该模型物理意义明确,参数估算方法简洁,适用于不同吨位设计和规格参数的电弧炉。通过对模型进行比较分析,验证了新模型的正确性。2.建立了以实际100吨炼钢交流电弧炉为对象的电气系统仿真模型,并在弧长随机变化的条件下对其引起的电网三相不平衡、谐波、电压波动及闪变等电能质量问题进行分析。当三相弧长不同时,电弧炉负载处于三相不平衡状态,某一相弧长变化时,与该相弧长相对应的电压、电流变化最大,并且该相电流的变化会对另外两相电流产生较大影响；当电弧炉运行在熔化期时母线处各相谐波电流超标现象严重,而精炼期电弧炉对电网的谐波污染相对较小；通过理论估算与实际仿真相结合的方法,对电弧炉引起的电网无功冲击、电压波动及闪变问题进行了分析,当电弧炉运行在三相电极接地短路工况下时,产生剧烈的无功冲击,并且最大电压波动值超出国标限值。以上结果表明,新型电弧炉模型可用于电能质量分析,从而验证了模型的准确性和实用性。3.提出了一种基于STATCOM的电弧炉供电系统无功补偿方案,采用改进型id-iq电流检测法对谐波及无功电流进行检测,并设计了一种滞环电流跟踪控制器。结合实际电弧炉供电系统,对STATCOM主电路的参数进行估算,将STATCOM并联接入系统35kV侧,进行谐波抑制和无功补偿。投入STATCOM之后,熔化期系统母线处谐波电流大幅度降低,控制在国标限值以内,同时三相不平衡也得到了明显改善：稳态时功率因数提升至0.99以上,最大无功冲击发生时不低于0.6。以上仿真结果验证了所设计STATCOM的有效性。