[发明专利]一种自动调节电解铝直流负荷的微电网控制系统及装置

说明书

技术领域

本发明涉及电网安全稳定控制系统的技术领域，具体说是一种自动调节电解铝直流负荷的微电网控制系统及装置。

背景技术

由于电解铝冶炼厂是耗电大户，仅一个年产40万吨电解铝生产厂，需要约720WM的电能，年耗电量约56×10⁸kWh，因此希望将电解铝冶炼厂建设在用电价格较为合理的地方。但是，随着电力需求的攀升，很难从电网上向电解铝冶炼厂提供足够多的容量，采用铝电联合企业成为必须。这意味着，需要在靠近电解铝冶炼厂的地方修建专用或“附属”电厂与电解铝冶炼厂组成微电网孤网运行来提供电解铝所需的电力。但是，如果当电解铝冶炼厂地处偏远，附近电网非常薄弱，将采用电解铝厂与自备电厂直接供电方式组成微电网或者孤网运行方式，此时，由于电解铝厂电解槽直流生产系统占全厂约95％的负荷，因此，如果电厂运行的发电机组故障退出运行，往往由于旋转备用容量不足，在负荷没有快速减少的情况下，导致电网质量急剧下降，由于是单一负荷，此时又很难在电厂侧实施自动减载操作，因此要求在电解铝厂与自备电厂直接供电方式组成微电网或者孤网运行方式情况下，在铝厂负荷侧设置能够自动检测电网质量并能够有选择的自动减少向电解槽输送的功率，来自动稳定电网质量，同时，在供电系统正常情况下，供电整流装置又要必须电解槽自动稳流控制。常规电网供电的电解铝厂仅有满足电解槽生产的自动稳流系统，没有设置根据电网质量设置在线检测电网质量并进行自动调节控制的设计。然而本发明针对一个电解铝厂与自备电厂直接供电方式组成微电网或者孤网的运行系统，实现在电解铝负荷不全系列停电的条件下，根据发电厂发电功率实现自动调节电解铝负荷的控制系统及装置，此控制系统及装置尚未见报道。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种自动调节电解铝直流负荷的微电网控制系统及装置。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种自动调节电解铝直流负荷的微电网控制系统，该系统中设置一上位计算机，所述上位计算机发出整流系统触发给定信号G，控制系统进入工作状态；

所述上位计算机实时采集直流传感器的电解直流反馈信号I，通过电解直流反馈信号I判断电解直流电流是否与额定值有偏差，如存在偏差，则输出一个可控硅给定控制信号V对整流机组进行可控硅稳流，实现电解槽恒电流稳定运行。

所述上位计算机还通过电源频率检测仪采集电网频率信号F，如果电网频率信号F异常，则需判断电网频率信号F偏离正常值的大小，当偏离值达到设定较大值时，需逐一退出整流机组，并根据可控硅给定控制信号调整晶闸管触发角，以实现电解槽降电流运行，保证电网频率稳定；当偏离值达到设定较小值时，则只需根据可控硅给定控制信号V调整晶闸管触发角，以实现电解槽降电流运行，保证电网频率稳定。

如电网频率正常时整流机组有1台或2台故障退出运行时，此时可根据电解直流反馈信号I自动调节其它整流机组晶闸管触发角使电解系列保持电流恒定；如频率正常时整流机组有3台故障退出运行时，此时可根据电解直流反馈信号I自动调节其它整流机组晶闸管触发角使电解系列降电流运行。

所述电解直流反馈信号I是电解铝直流系统能够自动保持系列额定电流恒定运行的反馈信号，设置7台并联工作的整流机组输出电解槽额定电流，当电网频率正常时控制系统根据电解直流反馈信号I对整流机组2输出可控硅给定控制信号V调节可控硅的晶闸管触发角，实现电解槽恒电流稳定运行。

所述控制系统包括如下步骤：

步骤a:在控制系统初始工作时由控制操作人员通过计算机给定整流系统触发给定信号G信号，控制系统进入工作状态；

步骤b:计算机实时在线检测电网频率,当发电厂发电机组异常造成电网频率下降，需要减少负荷时，进入频率控制状态，控制系统进入下一步骤h；如电网频率正常，进入电解稳流状态，进行c、d、f步骤；

步骤c:当并联运行的整流机组有1台故障退出运行时，此时进入步骤e；

步骤d:当并联运行的整流机组有2台故障退出运行时，此时进入步骤e；

步骤e:根据电解直流反馈信号I自动调节其它运行中的整流机组晶闸管触发角，以使电解槽保持电流恒定；

步骤f：当并联运行的整流机组有3台故障退出运行时，此时进入步骤g；

步骤g:根据电解直流反馈信号I自动调节其它运行中整流机组晶闸管触发角，以使电解槽降电流运行；

当步骤b检测电网频率不正常时，执行步骤h；