[发明专利]一种电解铝供电稳流容错控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电解铝供电稳流容错控制方法，属于化工和冶金用低压大电流整流设备的控制技术领域。

背景技术

对于铝电解行业来说，直流电流的平稳度是影响铝电解产量的重要因素之一。铝电解中，阳极效应能引起系列电流大幅度波动；若无稳流措施，铝液面会出现振摆，易造成极间短路。为正常生产，必须加大电解槽极距，结果导致槽电压上升、电耗增多、槽温过高和电流效率降低等不良局面发生，稳流控制就成了铝冶炼中不可缺少的重要环节，而长期倍受关注。因此，研究铝电解过程中系列电流的稳流控制是当前铝电解行业供电系统中值得研究的一个重要课题。

由于电解铝所需供给的直流电流较大，单台设备一般无法完成供给，同时单台供电也存在电流波动大的问题，因此一般采用多机组构成更多脉波直流并联输出供给。每机组2柜各6脉波单独调节自己的饱和电抗器，保证各自的直流电流及系列总电流的平稳输出。当其中单机组发生异常或故障时，目前通常操作为是将异常机组切除，由于电解铝供电设备中整流器按照n+1的原则进行设计，即在一台机组因故障退出检修的情况下，其余正常工作机组仍满足负荷要求。当系统有两台机组退出后，不利于整个系统的安全稳定运行，需要全系列停机，带来巨大的经济损失。同时若此时并非全部机组投入运行，一旦机组发生异常就将异常机组退出，其余正常工作机组的负荷加大，不利于整个系统的安全稳定运行。事实上，并非所有异常情况下都需要将机组切除，可通过降低异常机组的负荷水平，保证异常机组的工作状态，可以有效降低异常机组对整个系统的影响，减小停机次数，极大降低整流设备异常带来的经济损失。

发明内容

为了解决现有技术电解铝需要多机组供电时，当系统有两台机组退出后，不利于整个系统的安全稳定运行，需要全系列停机，带来巨大经济损失的问题，本发明提供了一种可以有效降低异常机组对整个系统的影响，减小停机次数，极大降低故障带来经济损失的电解铝供电稳流容错控制方法。

为了解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种电解铝供电稳流容错控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）、某机组有异常情况发生报警，判断此时是否全部机组投入运行；

（2）、如果此时全部机组已投入运行，可直接将异常机组退出检修，若此时并非全部机组投入运行，判断异常机组的异常情况类型；

（3）、根据异常情况类型选定异常机组给定值的限定值，然后得到异常机组和正常工作机组单机组的的控制信号；

（4）、得到异常机组的控制信号包括以下步骤：

1）、异常机组退出总调切为分调，将异常机组电流实际值作为反馈量，根据异常机组给定值的限定值及综合自动化监控系统的设定值确定调节的目标值进行小闭环调节；

2）、得到异常机组控制信号；

（5）、得到正常工作机组单机组的控制信号包括以下步骤：

1）、将机组原来设定的总电流值减去异常机组的电流实际值作为正常工作机组的总电流给定值，同时确定处于正常工作状态的总调机组数；

2）、将正常工作机组的总电流给定值与正常工作机组总电流实际值的偏差作为扰动量，经前馈控制器叠加到正常工作机组的总电流给定值，再除以处于正常工作状态的总调机组数，将该值其作为总调机组中单机组的电流给定值；

3）、将总调机组中各个单机组的电流实际值作为反馈量，对总调的单机组进行小闭环控制；

4）、得到正常工作机组单机组的控制信号。

前述的一种电解铝供电稳流容错控制方法，其特征在于：将所有异常情况按照其对机组正常工作的影响程度归纳为M种异常类型，在第m种异常类型下，异常机组电流给定值的限定值Ireffm如式（1）所示，

I_reffm＝k_m(m＝1,2,…M)    （1）

其中，km为故障机组给定值的限定值。

前述的一种电解铝供电稳流容错控制方法，其特征在于：得到异常机组控制信号的步骤1）具体包括以下步骤：根据异常机组给定值的限定值及综合自动化监控系统的设定值确定调节的目标值，如果综自设定值超过限定值，则以限定值为异常机组的给定值，如果综自的设定值小于限定值，则以综自设定值为异常机组的给定值，然后以异常机组的电流实际值作为反馈量，进行分调PID控制，异常机组的给定值与异常机组的实际值的差经PID逻辑运算后，作为异常机组稳流控制信号。