[发明专利]基于暂态安全稳定的电解铝自备电网紧急控制优化方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统及其自动化技术领域，具体涉及一种基于暂态安全稳定的电解铝自备电网紧急控制优化方法。

背景技术

近年来，随着经济的快速发展，电解铝等高耗能产业快速发展。由于经济、政策等因素的制约，不少企业建立自备电厂给负荷供电。电解铝负荷属于一级重要负荷，对供电可靠性要求极高。电解铝供电系统的安全稳定运行非常重要。

电解铝自备电网有其显著的特点，其安全稳定控制若完全依照大电网的控制方法并不是最佳方案，甚至存在较严重的安全隐患。电解铝负荷通过变流器进行直流供电，一般电解铝整流机组会留有一定的备用，即在电解铝系列额定运行时，每台整流机组的平均功率会低于单台整流机组的额定功率。故障后应充分考虑负荷侧的调节能力。但负荷调节能力又受到其整流方式的约束。电解铝整流方式主要有两种，即晶闸管整流和二极管整流。对于晶闸管整流方式，响应速度快，调节范围广，网内发生扰动后，可以快速连续地进行负荷转带或压负荷，其调节速度能够满足暂态稳定安全控制的需求。但对于二极管整流方式，调节速度较慢，网内发生扰动后，其调节速度根本无法抑制电网崩溃，故障发生后只能通过切除整流机组的方式离散地改变负荷功率。同时，由于自备电网规模小，网内发电机组数量少，单台发电机组所占功率份额较大。有时候仅在发电侧或负荷侧采取单一控制措施，很难满足功率匹配要求，容易造成过切或欠切现象，可能需要采取发电机组和负荷联合控制措施。因此，针对电解铝自备电网的网架结构和负荷特点，制定适合电解铝自备电网的控制方案是十分必要的。

而且，由于电解铝产能下降或者停槽等情况，会带来巨大的损失，切除发电机组也需要付出很大的代价。在满足安全性的前提下，应尽量减少电解铝自备电网的控制代价。

故，需要一种新的技术方案以解决上述问题。

发明内容

发明目的：为了解决上述提出电解铝自备电网运行安全性和经济性的问题，本发明提出一种基于暂态安全稳定的电解铝自备电网紧急控制优化方法，其目的在于：根据电解铝自备电网的运行方式、模型、参数及预想故障，结合电解铝负荷特点，通过时域仿真，找出所有可行的暂态稳定紧急控制方案，然后建立相应的控制代价函数，基于控制代价函数，对可行控制方案进行寻优，找出控制代价最小的暂态稳定紧急控制方案。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明提供了一种基于暂态安全稳定的电解铝自备电网紧急控制优化方法的实施步骤：

步骤1：根据电解铝自备电网建设进程、模型和参数，结合典型运行方式，筛选预想故障集；

步骤2：根据预想故障类型及网内电解铝负荷整流方式，判断该故障后是否能进行负荷转带，若能转带，则首先确定负荷转带的功率分配方法，再转入下一步，若不能转带则直接进入下一步。判断能否进行负荷转带及负荷转带功率的确定方法如下：

（1）判断能否进行负荷转带的方法：若所研究的电解铝自备电网中存在晶闸管整流方式的电解铝负荷，且预想故障是某晶闸管整流方式生产系列中部分整流机组发生故障，则首先要考虑负荷转带，负荷转带功率分配方法如（2）中所述。

（2）转带功率确定方法如下：

1）若m<n-PNSPNR,]]>则PRincrease=mn(n-m)*PNS,]]>此时故障整流机组的功率全部由保留运行的(n-m)台整流机组进行转带，故障后系统不损失负荷。2）若则即将网内保留运行的(n-m)台整流机组每台机组的功率均增加至其额定功率，这种情况下由于受到整流机组自身额定功率的限制，只能转带一部分功率，故障后系统仍会存在一定的负荷损失。