[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

本申請提供一種基于機電暫態仿真的電解鋁潮流模型建模方法，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；根據所述整流器以及電解槽模型的功率以及電壓，計算調壓變壓器以及飽和電抗器檔位；根據所述調壓變壓器以及飽和電抗器檔位，計算電解鋁注入電網有功以及無功功率值，突破了現有電力系統仿真中沒有考慮電解鋁模型的限制，可根據電解鋁運行參數模擬電解鋁真實潮流情況，潮流模型考慮了含有有載調壓變壓器、飽和電抗器聯合控制，實現簡單、模擬精度可滿足工程需要，并且可以為電解鋁暫態仿真模型建立提供潮流基礎。

技術領域

本申請涉及電力系統機電仿真技術領域，尤其涉及一種基于機電暫態仿真的電解鋁潮流模型建模方法。

背景技術

電解鋁負荷是我國多個省級電網主要工業負荷，當前電解鋁潮流模型通常采用恒功率負荷，電解鋁整流通常由若干整流機組、電解槽等構成，每個整流機組又由有載調壓變壓器、飽和電抗器、移相變壓器以及二級管整流等裝置構成。機電暫態仿真中采用的是靜態負荷模型，當系統電壓發生變化導致電解電流發生變化后，電解鋁為了維持電解槽電流恒定，會根據電流大小閉環調整有載調壓變壓器器檔位或飽和電抗器電抗大小，但當前電力系統中使用的電解鋁潮流模型不能有效地反應電解鋁的真實特性。

為了解決這種問題，在當前的潮流模型中，通常采用人工輸入有功、無功功率的形式來推定電解鋁穩態運行參數，即電解鋁節點為PQ(指有功功率P和無功功率Q是給定的，節點電壓和相位是待求量)節點。

但是實際上，電解鋁有功無功無法真正解耦，當有功功率及系統電壓確定后，無功功率隨之確定，傳統的潮流模型在輸入時，需要依據經驗或者電解鋁典型功率因數計算有功無功功率，數據不準確，極易影響機電暫態仿真中電解鋁的真實特性。

發明內容

本申請提供了一種基于機電暫態仿真的電解鋁潮流模型建模方法，以解決當前電力系統中使用的電解鋁潮流模型不能有效地反應電解鋁的真實特性的問題。

一種基于機電暫態仿真的電解鋁潮流模型建模方法，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；

根據所述整流器以及電解槽模型的功率以及電壓，計算調壓變壓器以及飽和電抗器檔位；

根據所述調壓變壓器以及飽和電抗器檔位，計算電解鋁注入電網有功以及無功功率值。

優選地，所述電解鋁整流器包括：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。

優選地，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。

優選地，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，T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。

優選地，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：