考虑电解槽能量流优化的电解铝负荷网荷互动可调容量评估

作     者：廖思阳 卞士琪 徐箭 柯德平 孙元章 

作者机构：武汉大学电气与自动化学院 

出 版 物：《中国电机工程学报》 (Proceedings of the CSEE)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：080603[工学-有色金属冶金] 080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 

基　　金：国家重点研发计划(2022YFB2403500) 

主　　题：电解铝负荷 能量平衡 换热器 热输出控制模型 可调容量评估 

摘      要：电解铝负荷是典型的热蓄能高耗能工业负荷，具备良好的调节能力，充分挖掘其调节潜力，量化电解铝负荷的可调容量使其灵活参与电网互动，能够有效缓解新能源消纳、弃风弃光等问题。首先，从生产工艺角度详细分析电解槽的能量平衡机制和附加换热器的工作原理，建立电解槽的热输出控制模型。其次，基于电解槽的电热能量转换原理，由负荷的生产特性和调控约束得到负荷功率的调节边界，建立考虑电解槽能量流优化的可调容量评估模型。最后，通过模拟算例进行仿真，结果表明通过加入附加换热器的工艺优化，使得铝厂在电解槽热平衡的能量输入和能量耗散方面均具有更强的可控性，电解铝负荷的功率调节能力得到明显提升，且功率调节的可持续时长也明显增加，显著增强了大容量电解铝参与新型电力系统网荷互动的适应性。