[發明專利]一種基于機電暫態仿真的電解鋁潮流模型建模方法

有效

• 申請號: 202011317150.7
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112287565B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 李玲芳;陳義宣;周俊東;韓連山;司大軍;高杉雪;游廣增;何燁;陳姝敏
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;H02J3/00;G06F113/04
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

1.一種基于機電暫態仿真的電解鋁潮流模型建模方法，其特征在于，包括：

建立整流器以及電解槽模型；

根據輸入條件計算所述整流器以及電解槽模型的功率以及電壓；

建立調壓變壓器以及飽和電抗器模型；

所述調壓變壓器以及飽和電抗器檔可通過如下公式推導獲得：

其中，為變壓器阻抗與飽和電抗器上的壓降，為整流器交流側電流，為t點變壓器等效電路中理想變壓器與變壓器阻抗連接點電壓，X為有載調壓變壓器阻抗與飽和電抗器阻抗之和，即X＝ωL_t+ωL_t，ω＝2πf,L_r為可調電感，其取值范圍[L_rmin，L_rmax]，L_rmin為可調電抗器最小電感，L_rmax為飽和電抗器最大電感；

取為參考向量，可求得

得到：

進一步地，根據理想變壓器建立與電網側電壓關系；根據兩側電壓關系：

U_t＝K_N(1+nΔk)U_s

即：

其中，U_s為電網側電壓幅值，在潮流迭代求解過程中，設定電壓初值后迭代修正，作為一個已知條件，Δk為分接頭每檔大小，為潮流計算輸入參數，n為分接頭檔位，K_N為額定變比；

最后，確定有載調壓變壓器分接頭檔位；

有載調壓變壓器檔位的計算原則采用飽和電抗器最大阻抗與最小阻抗對應的檔位值平均值，其計算方法為：

其中int為取整函數，n_tap為有載調壓變壓器潮流初始化檔位選取值，確定飽和電抗器阻抗，在調壓變壓器檔位確定之后，根據公式(4)計算飽和電抗器初始化值：

即：

其中，U_t＝K_N(1+n_tapΔk)U_s，

電解鋁注入電網有功以及無功功率值可通過如下公式獲得：

步驟1：計算t點有功功率：

由于忽略電解鋁有功損耗，則：

P_t＝P_r；

步驟2：計算t點無功功率：

有載調壓變壓器及飽和電抗器等效電抗X上的無功損耗為：

則t點的無功功率為：

步驟3：根據理想變壓器前后有功功率、無功功率相等，則：

其中P_s、Q_s分別是電解鋁注入電網有功、無功功率。

2.根據權利要求1所述的一種基于機電暫態仿真的電解鋁潮流模型建模方法，其特征在于，電解鋁整流器包括：有載調壓變壓器模型，飽和電抗器模型，整流器模型以及電解槽模型；

所述有載調壓變壓器模型串聯所述飽和電抗器模型，所述飽和電抗器模型串聯所述整流器模型，所述整流器模型串聯所述電解槽。

3.根據權利要求2所述的一種基于機電暫態仿真的電解鋁潮流模型建模方法，其特征在于，所述電解槽模型包括：電阻以及反電勢模型；

所述電阻串聯所述反電勢模型。

4.根據權利要求1所述的一種基于機電暫態仿真的電解鋁潮流模型建模方法，其特征在于，包括：

所述整流器以及電解槽模型的功率以及電壓可通過如下公式推導獲得：

式中，U_d為整流器直流側電壓，n為整流機組臺數，I_d為單臺整流機組整流后的直流電流，R為槽電阻，E是電解槽反電勢，P_dc為電解鋁直流功率，k_r為整流系數，U_rpp為整流器交流側交流相電壓峰值。