[发明专利]一种基于电解铝控制特性的稳控切负荷方法

摘要

本发明提供一种基于电解铝控制特性的稳控切负荷方法，涉及电力系统及自动化控制领域，为解决电网安全稳定控制系统无法对电解铝生产的部分负荷进行切除从而造成负荷过切及电力安全事故而发明。本发明的方法包括：电解执行站可切除整流机组台数区间和可切负荷量区间计算；公用执行站各轮次可切负荷及总量采集；检测是否有元件故障并计算需切负荷总量；需切负荷总量与电解铝负荷可切负荷量区间比较并执行稳控措施。本发明应用于电网安全稳定控制的配置和策略研究中，为涉及电解铝用电负荷的稳控切负荷系统提供参考，同时也适用于电解铝自动控制系统的设计。

主权项

1.一种基于电解铝控制特性的稳控切负荷方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1：电解执行站可切除整流机组台数区间和可切负荷量区间计算；步骤2：公用执行站各轮次可切负荷及总量采集；步骤3：检测是否有元件故障并计算需切负荷总量；步骤4：需切负荷总量与电解铝负荷可切负荷量区间比较并执行稳控措施；其中：所述步骤1中电解执行站可切除整流机组台数区间和可切负荷量区间计算，步骤如下：1)n台整流机组被切除后应能保证电解槽保温电流，即(N‑n)Ik≥I额ρ其中：N为整流机组初始运行总台数；I为单台整流机组额定电流；k为单台整流机组电流系数，通常取值0～1之间；I额为电解槽额定电流，即系列额定电流；ρ为电解槽保温电流系数；2)n台整流机组被切除后应能躲过大闭环控制中剩余整流机组的电流分担能力，(N‑n)Ik≤Ni0其中：i0为单台整流机组初始电流，正常情况下I额≈Ni0；3)可切除整流机组台数区间和可切负荷量区间计算；可切除整流机组台数n满足令最大可切台数n_max为小于等于的最大正整数，最小需切台数n_min为大于等于的最小正整数，则n是属于区间[n_min，n_max]的所有正整数集合，特别的，当次区域只包含一个正整数时，n_maz＝n_min；该区间上限为固定值，即保温电流是由电解槽的固有特性决定的，对应保温电流的最大可切台数也是固定的；区间下限由初始运行状态决定，即剩余整流变的电流分担能力及最小需切台数受初始运行状态变化而变化；4)可切负荷量区间计算；当切除n台整流机组时，切除负荷量Pcut为Pcut＝Nu0i0‑(N‑n)u0Ik其中：u0为单台整流机组初始电压，即系列初始电压，在切负荷过程中可认为维持不变；同时，可定义[Pmin，Pmax]是对应[nmin，nmax]的实际切除负荷量区间，Pcut是该区间内的一些离散值；切除负荷量Pcut受到整流机组电流系数k和切除整流机组台数n的共同作用；电流系数k可根据控制需要进行人工设定，当设定值较高时，相同情况下实际切除负荷量较小，反之实际切除负荷量较大；同时，电流系数k的取值也会影响n的取值范围，当k的设定值过低时，n的取值变小，反倒使实际切除负荷量Pcut降低；由此，当n＝nmax时实际切除负荷量最大，在此基础上对对应的kmax求解，即k的取值区间为[kmax，1]，当k＝kmax时切负荷量最大，为Pmax≈(1‑ρ)u0I额上式表明，当切除整流机组台数按最大可能台数考虑时，通过k值的优化，最大可切除负荷量为故障前功率扣除保温负荷后的多余部分；所述步骤2中公用执行站各轮次可切负荷及总量采集，步骤如下：1)公用执行站采用按轮次优先级排序的决策方式，即：各个公用执行站的可切负荷分为1～m轮上送至控制站，控制站事先对执行站进行设定切除优先级别；在策略动作并计算出要切负荷量后，控制站按轮次切除各个执行站的负荷，在同一轮次内，优先级高的站点的负荷优先切除，直到所切负荷量满足要切负荷量为止；2)特别的，可以将具有相同优先级的多个负荷单元或者平行多回线路负荷合并为一个负荷上送至控制站，需切除时这些负荷将被一起切除；所述步骤3中检测是否有元件故障并计算需切负荷总量，步骤如下：1)检测是否有元件故障；2)确定故障前运行状态；3)判定故障元件和故障类型；4)计算需切负荷总量ΔP：ΔP＝P0‑Plim其中：P0为元件过载动作时功率；Plim为元件过载动作功率定值；所述步骤4中需切负荷总量与电解铝负荷可切负荷量区间比较并执行稳控措施，步骤如下：1)切负荷量采用如下策略在电解执行站和公用执行站之间进行分配：当ΔP＞Pmax时，切除电解铝nmax台整流机组，不足部分切公用站负荷ΔP‑Pmax；当ΔP＝Pmax时，切除电解铝nmax台整流机组；当ΔP∈(Pmin，Pmax)时，切除电解铝nmin台整流机组，不足部分切公用站负荷ΔP‑Pmin；当ΔP＝Pmin时，切除电解铝nmin台整流机组；当ΔP＜Pmin，切除公用站负荷ΔP；2)根据需要发送切负荷命令至电解执行站并执行，切除n台整流机组或不切除整流机组；3)根据需要发送切负荷命令至公用执行站并执行；公用执行站对所有负荷按既定轮次顺序累加后匹配扣除电解铝可切负荷后的剩余负荷，设最后一个负荷为SxLy，则切除该负荷及其之前的所有负荷。