可控硅及电解铝负荷特性在电网稳定中快速降负荷的方法技术

本发明专利技术公开了一种可控硅及电解铝负荷特性在电网稳定中快速降负荷的方法，涉及电厂供电技术领域。本发明专利技术步骤如下：S1：调节可控硅整流装置脉冲控制系统电流回路；S1步骤中，在直供网系统中当接收安稳降负荷命令时，跳过给定积分环节，让调节命令直接进行对脉冲控制器调节，S2：调节整流装置中直流传感器反馈信号；S3：调节对可控硅整流脉冲控制器PID的设定；S4：调节电解铝效应的负荷控制对电网的稳定。本发明专利技术利用可控硅整流装置具备快速关断的调节功能进行应用，针对可控硅的调节速度快及数字脉冲控制系统优势进行克服负载惰性，加快调节速度减少系统惰性带来的超调量，保障直供网供电系统稳定。供电系统稳定。供电系统稳定。

【技术实现步骤摘要】
可控硅及电解铝负荷特性在电网稳定中快速降负荷的方法


[0001]本专利技术属于电厂供电
，特别是涉及一种可控硅及电解铝负荷特性在电网稳定中快速降负荷的方法。

技术介绍

[0002]电解铝系统属于高能耗负载，在使用自备电厂直供电相比大网不仅可以减少线路损耗，还可以很大程度降低生产成本及节约能源，所以目前电解铝行业都在探索推广自备电厂对电解铝直供电的运行方式；在大网供电模式下电解铝可控硅整流系统无需考虑负载稳定性，只需满足电解生产工艺要求，所以在应用于自备电厂直供电系统中存在诸多不足；目前常规电解铝可控硅整流装置在直供电系统中不足之处有：电解铝生产工艺对降负荷时间要求不需太快，通常能在2s左右完成降负荷即可，所以在电解铝可控硅降负荷时间参数设定在2s以内，以保证电流平滑降负荷；无法应对直供网系统中600ms以内降负荷要求；常规的电解铝可控硅整流系统快速降负荷引起过度调节（即超调量）不会造成对生产的影响，通常超调量为100%以上；电解铝生产工艺为恒流控制，在常规的控制系统中只需对电解槽进行电流控制，由于电解铝自身生产工艺特性，在生产中会产生电解效应，形成电压突变，由于恒流控制原理，电压突变引起负荷增高，在直供电系统中负荷突变量太大，很容易引起电网频率震荡，严重影响电网安全。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种可控硅及电解铝负荷特性在电网稳定中快速降负荷的方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术为一种可控硅及电解铝负荷特性在电网稳定中快速降负荷的方法，步骤如下：S1：调节可控硅整流装置脉冲控制系统电流回路；S2：调节整流装置中直流传感器反馈信号；S3：调节对可控硅整流脉冲控制器PID的设定；S4：调节电解铝效应的负荷控制对电网的稳定。
[0005]进一步地，S1步骤中，在直供网系统中当接收安稳降负荷命令时，跳过给定积分环节，让调节命令直接进行对脉冲控制器调节。
[0006]进一步地，S3步骤中，PID的设定步骤如下：
①
.对比例参数P进行调节；
②
.对积分参数I进行调节；
③
.对参数D进行调节。
[0007]进一步地，参数P设定趋势进行数值减小的微调。
[0008]进一步地，积分参数I根据参数P数值跟随设定，参数P数值减小，参数I进行数值增加微调。
[0009]进一步地，参数D配合参数P进行设定，并在超调量超过数值后，将参数D的数值轻微增加。
[0010]进一步地，在PID中加入前馈信息达成电网控制。
[0011]进一步地，电网控制为：电网异常时，降负荷时间200 ms～350ms，超调量＜50%；电网正常时，对电解铝生产保持稳定，降负荷时间200 ms～500ms，超调可量0～100%。
[0012]进一步地，电解铝系列电压根据电解槽启槽数量不断增加，由于系列电流恒定，电压增加对应负荷增大，设定电压统调参数u，其u分四种状态：u1=（0～400v）为第一状态；u2=（400～800v）为第二状态；u3=（800～1200v）为第三状态；u4=（1200～1600v）为第四状态。
[0013]进一步地，S4步骤中，电网不稳定时，将整流装置可控硅控制角调整，降低稳流深度，使稳流在浅控状态，效应电压的上升，自动降低电解铝系列电流。
[0014]本专利技术具有以下有益效果：本专利技术利用可控硅整流装置具备快速关断的调节功能进行应用，针对可控硅的调节速度快及数字脉冲控制系统优势进行克服负载惰性，加快调节速度减少系统惰性带来的超调量，保障直供网供电系统稳定。
附图说明
[0015]图1为本专利技术数控器硬件结构示意图；图2为本专利技术的常规电解铝降负荷曲线图；图3为本专利技术的直供网电解铝降负荷曲线图。
具体实施方式
[0016]请参阅图1
‑
图3所示，本专利技术为一种可控硅及电解铝负荷特性在电网稳定中快速降负荷的方法。
[0017]可控硅及电解铝负荷特性在电网稳定中的应用针对电解铝可控硅整流装置可调节性原理进行分析。在电解铝直供网系统中负载其整流变压器与电解槽无法进行调节，只有通过可控硅整流装置进行调节，整个负载的稳定性通过打破传统整流装置调节方法来满足直供网系统的运行要求。
[0018]直供网要求200ms～600ms快速降负荷要求，传统电解铝整流装置设计在2s左右降负荷，为了加快降负荷速度，研究电解铝降负荷可缩短时间的主要分析通过以下几点可以改变：
1.可控硅整流装置脉冲控制系统电流调节回路可控硅整流装置脉冲控制系统调节系统在自动化设计中，脉冲控制系统调节给定会加入积分环节，通常积分时间设定为800ms左右，在直供网系统中当接收安稳降负荷命令时，跳过给定积分环节，让调节命令直接进行对脉冲控制器调节，此环节可缩短800ms时间。
[0019]2.整流装置直流传感器反馈信号整流装置自动调节是根据直流传感器反馈信号进行比较，在反馈信号采取中可设定为平均值，也可以设定为瞬时值，在直供网系统中应选择采取瞬时值，因为瞬时值不存在延时性，有效改变调节速度。
[0020]因电解铝系统负载特殊性，其系统容量大，由于综合型负载因素造成系统惰性较大，在直供网中来自综合型负载抑制突变性。针对系统惰性影响负载稳定性，不能满足快速将负荷要求，又在降负荷过程引起过度调节（超调量），其直接影响直供网安稳控制要求，在寻求突破过程应用以下方法可以解决对系统惰性的处理及超调量控制。
[0021]3.可控硅整流脉冲控制器PID设计要想克服电解铝负载惰性造成的调节速度及超调量控制，可以通过可控硅脉冲控制系统进行PID参数整定，在直供网中电解铝整流装置脉冲控制系统必须使用数字触发系统及数字PID调节参数，因为模拟的触发系统PID参数设定靠电容及电阻进行调节，调节空间较小及调节精度较差，所以在直供网电解铝整流系统必须使用数字PID调节系统。
[0022]把模糊控制PID应用于电解铝直供网控制，由于非直供网电解铝只需普通PID控制即可满足控制要求，而普通PID控制在直供网控制中又无法满足控制要求，因为常规PID控制技术对适应能力差，控制对象针对单一负荷变化量及按数学模型匹配。在直供网首次创新尝试模糊PID控制方法，充分利用模糊集合理论的控制方法。特别是在一些大滞后、时变、非线性的复杂系统，无法获得系统的精确的数学模型，而直供网电解铝负荷控对象的也未精确数学模型。在调节中考虑模糊控制器具有PID控制精度高等优点，又兼有模糊控制灵活、适应性强的优点，使直供网运行稳定。
[0023]调节对模糊控制PID设定方法如下：设定控制调节：分析电解铝系列电压阶段性、电网同步移相角变化性、负荷量调整随机性等因素。主要设定以下推理：电解铝系列大电流低电压时PID控制，电网同步信号移相角变化推理直供网频率不稳定进行设定PID参数，接收安稳控制信号调整D参数控制。
[0024]根据可控硅电解铝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.可控硅及电解铝负荷特性在电网稳定中快速降负荷的方法，其特征在于，步骤如下：S1：调节可控硅整流装置脉冲控制系统电流回路；S2：调节整流装置中直流传感器反馈信号；S3：调节对可控硅整流脉冲控制器PID的设定；S4：调节电解铝效应的负荷控制对电网的稳定。2.根据权利要求1所述的可控硅及电解铝负荷特性在电网稳定中快速降负荷的方法，其特征在于，S1步骤中，在直供网系统中当接收安稳降负荷命令时，跳过给定积分环节，让调节命令直接进行对脉冲控制器调节。3.根据权利要求1所述的可控硅及电解铝负荷特性在电网稳定中快速降负荷的方法，其特征在于，S3步骤中，PID的设定步骤如下：
①
.对比例参数P进行调节；
②
.对积分参数I进行调节；
③
.对参数D进行调节。4.根据权利要求3所述的可控硅及电解铝负荷特性在电网稳定中快速降负荷的方法，其特征在于，参数P设定趋势进行数值减小的微调。5.根据权利要求4所述的可控硅及电解铝负荷特性在电网稳定中快速降负荷的方法，其特征在于，积分参数I根据参数P数值跟随设定，参数P数值减小，参数I进行数值增加微调。6.根据权利要求4所述的可控硅及电解铝负荷特性在电网稳定中快...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢沛，张驰，刘陇平，赵伟鹏，
申请(专利权)人：甘肃东兴铝业有限公司，
类型：发明
国别省市：