[发明专利]一种应用铝电解系列消纳不稳定风电的方法

摘要

本发明提供了一种应用铝电解系列消纳不稳定风电的方法，首先，结合现场测试与评估，通过数值计算获得铝电解槽系列在保证稳定生产的情况下理论上能承受的电流波动上下限；然后，根据电解系列的实际状况，基于工业试验确定电解系列能承受的实际电流波动上下限；最后，根据实时风电的波动情况，由整流所结合电网供电系统，在电解槽系列能承受的电流波动范围内，调整进入电解槽系列的电量和电解槽的工艺操作条件。本发明通过上述步骤，实现对不稳定风电的消纳，应用本方法可以较准确地确定风电消纳的运行方案，既可以为铝电解企业解决用电难题，又可以大幅度消纳不稳定风电，真正实现风电能源的高效环保应用。

主权项

一种应用铝电解系列消纳不稳定风电的方法，其特征在于：首先，结合现场测试与评估，通过数值计算获得铝电解槽系列在保证稳定生产的情况下理论上能承受的电流波动上下限；然后，根据电解系列的实际状况，基于工业试验确定电解系列能承受的实际电流波动上下限；最后，根据实时风电的波动情况，由整流所结合电网供电系统，在电解槽系列能承受的电流波动范围内，调整进入电解槽系列的电量和电解槽的工艺操作条件，实现对不稳定风电的消纳；所述现场测试与评估是具体为：在现场当电流变化时对电解槽进行电压平衡测试、能量平衡测试、流场测定和电解质组分测定；根据测试结果对电流变化时电解槽状态进行评估；所述数值计算包括：1)电解槽安全性计算，即计算母线的温度与电流密度的额定值；2)在母线能承受的安全范围内，即在保证母线的温度与电流密度不超过其额定值的范围内，进行电流理论波动上下限的计算；电流理论波动上下限的计算是计算当电流增加或者减少时，电解槽各部分的电场和温度场分布，为确定电解系列能承受的实际电流波动上下限提供一个理论依据；所述数值计算是利用ANSYS软件进行瞬态电热耦合计算；具体步骤如下：(1)根据母线配置和铝电解槽实体结构，用ANSYS软件建立母线和铝电解槽的几何模型；(2)对几何模型进行有限元网络划分；(3)对几何模型不同部分赋以相应的材料属性，包括电阻率、导热率、密度和比热容；(4)施加边界条件，在出电端施加零电势，在进电端施加瞬态的波动电流；(5)进行瞬态求解，即求解加载不同瞬态的波动电流下母线和电解槽的电场和温度场分布的情况；(6)分析求解结果，即分析加载不同瞬态电流下母线和电解槽的电场和温度场分布的情况，根据铝电解电场和温度场的合理分布标准，确定电流理论波动上下限。