[發明專利]電解鋁整流系統的建模方法

有效

• 申請號: 201210441995.6
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN102944998A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 許和平;仇新宏;許其品;楊銘
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;C25C3/06
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;許婉靜

1.電解鋁整流系統的建模方法，其特征在于：包括以下步驟，

步驟（1）建立電解鋁整流系統所需的穩流控制器模型穩流控制器采用PID控制器，其中PID控制器的傳遞函數G(s)，如公式（1）所示，

G(s)=K+Kis+Kds---(1)]]>

其中，K為PID控制器的比例常數，K_i為PID控制器的積分常數，K_d為PID控制器的微分常數，s為傳遞函數G(s)中的復參量；

步驟（2）建立電解鋁整流系統所需的整流器組模型

采用多個整流器并聯構成整流器組，各整流器均采用晶閘管整流方式或者帶自飽和電抗器的二極管整流方式改變輸出電壓，將整流器中的晶閘管或二極管承受正向正極電壓起到開關管導通的電角度定義為整流器的控制角用α表示，整流器的輸出電壓u_d與整流器控制角

α之間存在關系，如公式（2）所示，

ud=3Umπcosα---(2)]]>

其中，U_m為整流器的三相線電壓的最大值；

步驟（3）建立電解鋁整流系統所需的有載調壓變壓器模型

將整流器組的調控狀態作為有載調壓變壓器動作的依據，設步驟（2）的整流器控制角α的范圍為0-α_m，并分為三個區間，區間Ⅰ：[0,α₁]；區間Ⅱ（α₁,α₂）；區間Ⅲ：[α₂,α_m]，若整流器控制角α處于區間Ⅰ，則進行有載調壓變壓器的升檔操作；若整流器控制角α處于區間Ⅲ，進行有載調壓變壓器的降檔操作，保證整流器控制角α始終處于區間Ⅱ，得到有載調壓變壓器的調壓模型，如公式（3）所示，

其中，n_k為第k次調節時的有載調壓變壓器中變壓器的變比；d為有載調壓變壓器中變壓器分接頭的調節步距；f(V)升降檔控制量；α為整流器控制角；Δt為定時器延時參數和有載調壓變壓器分接頭調節機械延時參數的之和；n^min?、n^max分別為有載調壓變壓器中變壓器分接頭變比的上限值和下限值；

步驟（4）建立電解鋁整流系統所需的電解槽負載模型

采用電阻串聯反電動勢的方式，得出電解鋁負載模型的等效模型，并步驟（3）所述整流器的輸出電壓u_d，根據公式（1）得到電解槽負載模型中的電流I,

I=Ud-mER---(4)]]>

其中，m為電解槽的數量；E為電解槽負載正負極上的反電動勢；R為電解槽負載的等效電阻；

步驟（5）根據步驟（1）至步驟（4）建立的電解槽負載、穩流控制器、整流器組和有載調壓變壓器四個模型，輸入電源經有載調壓變壓器進入整流器組給電解槽負載供電，穩流控制器控制整流器組輸出平穩的電流，完成對電解鋁整流系統的建模。