一种电解铝电解槽仿真模拟参数确定方法技术

本发明专利技术属于电力系统仿真分析的技术领域，公开了一种电解铝电解槽仿真模拟参数确定方法，包括对电解槽电解电流施加扰动，记录电解槽电压、电流数据，并进行标幺化处理；基于电解槽动态过程建立二阶系统；将电压、电流扰动变化数据带入二阶系统，确定电解槽模拟仿真参数。本发明专利技术将电解槽动态过程视为二阶系统响应，较目前仅使用电压源与电阻串联的方式模拟精度大幅提高，对于提高对电解铝负荷的准确仿真模拟具有积极作用。真模拟具有积极作用。真模拟具有积极作用。

【技术实现步骤摘要】
一种电解铝电解槽仿真模拟参数确定方法


[0001]本专利技术涉及电力系统仿真分析的
，尤其涉及一种电解铝电解槽仿真模拟参数确定方法。

技术介绍

[0002]电力系统是一个复杂的系统，对其进行研究往往依赖计算仿真。在对电力系统进行计算机仿真时，需要建立各部分的模型，并确定相关参数。电力负荷是电力系统中的重要组成部分，建立准确的电力负荷是电力系统仿真的重要基础。电解铝属于高载能负荷，其用电比例在局部地区超过20％，为准确仿真分析这些区域电网，需要对电解铝负荷进行准确建模。
[0003]电解槽是电解铝负荷的主要耗电环节，耗电一般超过电解铝厂的90％，对其准确仿真模拟对于电解铝负荷仿真十分重要。目前，对电解槽一般采用电压源与电阻串联的方式模拟，通过与实际数据对比，现有的模拟方法不能准确反映电解槽的响应特性，因此本专利提出了一种新的电解槽模拟方法。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0005]鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
[0006]因此，本专利技术解决的技术问题是：现有技术不能准确反映电解槽的响应特性的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种电解铝电解槽仿真模拟参数确定方法，包括：
[0008]对电解槽电解电流施加扰动，记录电解槽电压、电流数据，并进行标幺化处理；
[0009]基于电解槽动态过程建立二阶系统；
[0010]将电压、电流扰动变化数据带入二阶系统，确定电解槽模拟仿真参数。
[0011]作为本专利技术所述的电解铝电解槽仿真模拟参数确定方法的一种优选方案，其中：所述电解槽，包括：
[0012]通过第一电阻R
AL1
、第二电阻R
AL2
分别与第一电感L
Al1
、第二电感L
Al2
串联的支路并联后再与电压源E
Al
串联的方式模拟电解槽。
[0013]作为本专利技术所述的电解铝电解槽仿真模拟参数确定方法的一种优选方案，其中：定义扰动时的电压数据为U
dc,m
，电流数据为I
dc,m
。
[0014]作为本专利技术所述的电解铝电解槽仿真模拟参数确定方法的一种优选方案，其中：标幺化处理后的数据表示为：
[0015][0016][0017]其中，U
N
、I
N
分别为电解槽的额定工作电压与额定工作电流。
[0018]作为本专利技术所述的电解铝电解槽仿真模拟参数确定方法的一种优选方案，其中：取U
dc,p
、I
dc,p
扰动前一个时刻的数值，分别记为U
dc,0
、I
dc,0
；
[0019]取U
dc,p
、I
dc,p
扰动时刻后的数据，分别计为U
dc,f
、I
dc,f
。
[0020]作为本专利技术所述的电解铝电解槽仿真模拟参数确定方法的一种优选方案，其中：扰动变化数据表示为：
[0021]ΔU
dc
＝U
dc,f
‑
U
dc,0
[0022]ΔI
dc
＝I
dc,f
‑
I
dc,0
[0023]作为本专利技术所述的电解铝电解槽仿真模拟参数确定方法的一种优选方案，其中：所述二阶系统表示为：
[0024][0025]其中，K1、K2、T1、T2为系统参数。
[0026]作为本专利技术所述的电解铝电解槽仿真模拟参数确定方法的一种优选方案，其中：以ΔU
dc
作为二阶系统的输入X，以ΔI
dc
作为二阶系统的输出Y，使用非线性二乘函数以最小方差辨识K1、K2、T1、T2参数，得到其对应数值。
[0027]作为本专利技术所述的电解铝电解槽仿真模拟参数确定方法的一种优选方案，其中：电解槽各参数标幺值表示为：
[0028][0029][0030][0031][0032][0033]作为本专利技术所述的电解铝电解槽仿真模拟参数确定方法的一种优选方案，其中：将电解槽各参数标幺值转换为有名值，得到R
Al1
Z
N
、R
Al2
Z
N
、L
Al1
Z
N
、L
Al2
Z
N
、E
Al
U
N
，其中
[0034]基于电解槽元件连接关系，将有名值导入仿真软件模拟出电解槽动态特性。
[0035]本专利技术的有益效果：本专利技术提供的一种电解铝电解槽仿真模拟参数确定方法将电解槽动态过程视为二阶系统响应，较目前仅使用电压源与电阻串联的方式模拟精度大幅提高，对于提高对电解铝负荷的准确仿真模拟具有积极作用。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0037]图1为本专利技术一个实施例所述的电解铝电解槽仿真模拟参数确定方法的电解槽模拟流程图；
[0038]图2为本专利技术一个实施例所述的电解铝电解槽仿真模拟参数确定方法的电解槽模拟电路图；
[0039]图3为本专利技术一个实施例所述的电解铝电解槽仿真模拟参数确定方法的电解槽实测电压图；
[0040]图4为本专利技术一个实施例所述的电解铝电解槽仿真模拟参数确定方法的电解槽实测电流图；
[0041]图5为本专利技术一个实施例所述的电解铝电解槽仿真模拟参数确定方法的实测与仿真电解槽电流对比图。
具体实施方式
[0042]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术的保护的范围。
[0043]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0044]其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解铝电解槽仿真模拟参数确定方法，其特征在于，包括：对电解槽电解电流施加扰动，记录电解槽电压、电流数据，并进行标幺化处理；基于电解槽动态过程建立二阶系统；将电压、电流扰动变化数据带入二阶系统，确定电解槽模拟仿真参数。2.如权利要求1所述的电解铝电解槽仿真模拟参数确定方法，其特征在于：所述电解槽，包括：通过第一电阻R
AL1
、第二电阻R
AL2
分别与第一电感L
Al1
、第二电感L
Al2
串联的支路并联后再与电压源E
A1
串联的方式模拟电解槽。3.如权利要求2所述的电解铝电解槽仿真模拟参数确定方法，其特征在于：定义扰动时的电压数据为U
dc，m
，电流数据为I
dc，m
。4.如权利要求3所述的电解铝电解槽仿真模拟参数确定方法，其特征在于：标幺化处理后的数据表示为：后的数据表示为：其中，U
N
、I
N
分别为电解槽的额定工作电压与额定工作电流。5.如权利要求4所述的电解铝电解槽仿真模拟参数确定方法，其特征在于：取U
dc，p
、I
dc，p
扰动前一个时刻的数值，分别记为U
dc，0
、I
dc，0
；取U
dc，p
、I
dc，p
扰动时刻后的数据，分别计为U
dc，f
、I
dc，f

【专利技术属性】
技术研发人员：司大军，李玲芳，陈义宣，孙鹏，游广增，高杉雪，陈姝敏，何烨，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：