电解铝厂供电整流及控制技术简介
铝电解整流装置在孤网中的柔性控制技术
铝电解整流装置在孤网中的柔性控制技术随着电力系统的发展，孤网的出现越来越常见。
孤网是指从电网其他跨度上断开的电缆所构成的电网。
因孤网的架构独立，故而运行的压力也特别大。
而铝电解整流装置是孤网内的重要设备之一。
因此，对于如何控制电解整流装置的运行状态，更好地保障孤网的安全稳定运行，拥有一套完善的柔性控制技术十分重要。
一、铝电解整流装置的作用铝电解整流装置大多用于铝行业的生产领域，是生产铝的必备设备。
它主要的作用是将来自输电线路的交流电转化为所需要的直流电。
铝电解整流装置的运行在铝生产中中起到了至关重要的作用。
它的标准要求比较高，因此它的运行状态需要实时的监测与控制。
同时，由于孤网的特殊性质，铝电解整流装置的运行状态需要具备较强的灵活性，能够快速响应孤网的变化，保证孤网的电能供应的稳定性。
二、柔性控制技术的应用目前，在铝电解整流装置控制中，柔性控制技术得到广泛的应用。
它的具体表现如下：（一）基于伺服控制器的柔性控制伺服控制器是控制铝电解整流装置的核心设备之一，它可以通过程控单元实现自动控制。
由于缺乏具体的应用技术，起初应用伺服控制器相对困难。
但是，在提高控制技术的基础上，伺服控制器的应用得到了极大的推广。
磁流变技术本身就具备非常好的柔性控制能力，它可以根据电子磁力的大小对对象施加控制力。
同时在孤网环境下，磁力还可以根据具体要求进行调整，从而达到更好的调控效果。
因此，与伺服控制器相比，磁流变技术具有更高的智能化程度和更好的柔性适应性。
（三）PID控制技术的柔性控制随着科技的不断发展，柔性控制技术其实已经进展到一个相对成熟的阶段。
但是，仍存在一些瓶颈与挑战。
（一）器件增加与成本问题在应用柔性控制技术时，需要增加一定的器件，这不免会增加铝电解整流装置的成本。
如何解决这个成本问题，让铝电解整流装置在实际应用中更加具有经济利益，这是一个难点。
（二）控制算法问题柔性控制技术的控制算法较为复杂。
针对这个问题，需要大力提高控制算法的效率和质量，从而可以在更加完善的控制技术基础上，实现铝电解整流装置的更好运行。
铝电解整流装置在孤网中的柔性控制技术
铝电解整流装置在孤网中的柔性控制技术1. 引言1.1 研究背景铝电解整流装置在孤网中的柔性控制技术是一项重要的研究方向，随着电力系统的快速发展，特别是孤网的广泛应用，对整流装置的柔性控制技术提出了更高的要求。
在孤网中，整流装置的柔性控制技术可以有效解决电力系统的安全稳定性和能效问题，提高整个系统的运行效率。
研究背景部分主要介绍了铝电解整流装置在孤网中柔性控制技术研究的背景和现状。
当前，随着电力系统的规模不断扩大和电力负荷的增长，整流装置在孤网中的柔性控制技术已经成为电力系统研究的热点之一。
为了更好地适应电力系统的动态变化，提高整流装置的运行效率，需要开展相关研究。
本文旨在深入探讨铝电解整流装置在孤网中的柔性控制技术，从整流装置的概述，控制技术原理，应用案例，优势和发展趋势等方面展开讨论。
希望通过本文的研究，为铝电解整流装置在孤网中的柔性控制技术提供一定的参考和借鉴，推动整个电力系统的发展和进步。
1.2 研究意义随着能源需求的不断增长和电力系统的发展，电力供应的可靠性和稳定性变得越来越重要。
在孤网中，尤其需要一种柔性控制技术，能够有效地应对各种电力负载和变化。
铝电解整流装置在孤网中的柔性控制技术，可以帮助提高系统的稳定性和可靠性，提升电力供应的质量和效率。
通过研究铝电解整流装置在孤网中的柔性控制技术，可以更好地理解其工作原理和优势，为进一步改进和优化技术提供参考。
此外，对于铝电解整流装置在孤网中的柔性控制技术的研究，还可以为电力系统的智能化和可持续发展提供重要的技术支持，促进电力系统的发展和进步。
因此，深入探讨铝电解整流装置在孤网中的柔性控制技术意义重大，将有助于推动电力系统技术的不断创新和提升。
2. 正文2.1 铝电解整流装置概述铝电解整流装置是一种用于产生直流电的设备，通常用于铝电解工艺中。
它由整流器、电容器和电阻器等部件组成，可以将交流电转换为直流电，以满足铝电解槽中的电力需求。
铝电解整流装置通过控制电流和电压来确保电解槽内铝的电解过程正常进行。
铝电解整流装置在孤网中的柔性控制技术
铝电解整流装置在孤网中的柔性控制技术铝电解整流装置是用于铝生产过程中的重要设备，它能够将交流电转化为直流电，为电解槽供电，完成铝电解过程。
而在现代电力系统中，由于电能采购成本高昂和环境保护的要求，越来越多的铝电解厂选择了建立并接入孤立的电力系统，即孤网。
孤网是指将铝电解整流装置独立于公共电网，通过内部的柔性控制技术实现电能的供应和消纳。
在孤网中的柔性控制技术是指通过灵活调控电解槽的电流和电压，使得整流装置和电解槽可以根据需求进行相互平衡和适应。
柔性控制技术主要包含以下几个方面的内容：1. 电流控制：铝电解过程中，电流是一个非常重要的参数，直接影响到铝产量和能源消耗。
通过对整流装置的电流进行精确控制，可以使得电解槽中的铝离子得到较好的沉积和产生。
柔性控制技术可以实现根据铝电解的实际需求，通过调整整流装置的电压和电流大小，实现对电流的灵活控制。
2. 电压控制：铝电解槽需要一定的电压进行正常的工作，通过柔性控制技术，可以根据铝电解槽的实际工作状态和电流需求，动态地调整整流装置的电压大小，使其能够适应不同负载条件下的电解工作。
3. 功率调节：柔性控制技术可以实现根据铝电解槽的实际需求，调整整流装置的功率输出。
在某些情况下，铝电解槽需要增加或减少电解产量，此时可以通过调整整流装置的功率来满足需求。
4. 电力管理：孤网中的柔性控制技术还可以实现对电力的精细管理。
通过对整个电力系统的监测和控制，可以实时了解电力的生产和消费情况，并进行优化调度，使得电力消耗更加合理，电力的稳定性和可靠性得到保障。
铝电解整流装置在孤网中的柔性控制技术能够实现对整流装置的电流、电压和功率的灵活控制，使其能够根据实际需求进行调整，满足铝电解槽的工作要求。
这些技术的应用，不仅提高了铝电解过程的效率和稳定性，还可以减少电能的消耗，降低生产成本，并且符合环境保护的要求。
电解铝整流装置调试分析
电解铝整流装置调试分析关键词：整流系统、整流、调压、稳流、均流、功能、控制、调试。
一、电解整流系统的特点电解整流系统一般由整流变压器、整流柜、交、直流母线、主控系统、直流刀开关及纯水冷却系统和滤波装置等组成。
以我公司为例：整流所共有六台整流变压器。
整流变压器单台容量为105300kVA/110kV，为目前国内最大的直降式整流变压器。
整流柜单机组输出电流为70kA。
其控制系统全部由PLC控制，技术含量高。
整流所一旦投入运行，就必须连续供电，是整个电解铝系统的心脏。
1.1整流变压器的特点:1.1.1整流变压器组由一台调压变压器（简称调变）、两台带移相绕组的整流变压器（含两台饱和电抗器，简称整变）组成。
并联运行组成12脉波，6机组并联组成6×12=72脉波。
调变采用3个单相107级有载分接开关进行连续调压，通过整变阀侧的饱和电抗器组还可以进行电压的细调。
1.1.2整流方式为三相桥同相逆并联电路，一次额定电压为110kV的电力系统。
1.2整流柜特点：主回路采用了三相桥式整流，阀侧引线为同相逆并联结构。
其特点是：通过二次绕组和整流臂的两组同相反极性引线的电流在任何瞬时都大小相等，方向相反。
保证通过阀侧绕组的电流不含直流分量，从而使各自所产生的交变磁通在同相逆并联导体的外部相互抵消，减少各部分线路电抗，并增加相间、臂间阻抗的对称性，从根本上解决了大电流的交变磁通在换相过程中所引起的局部过热、电抗压降增大和并联元件间电流不平衡等大容量整流设备存在的特殊问题。
从而提高变压器的利用率和功率因数。
二、整流系统的调压方式在电解工艺过程中，电解槽电压的变化或用户对电解槽数目增减，或电网电压的变化等原因，均需对电解用整流机组的输出电压进行调整。
本系统采用二极管整流方式，调压采用有载调压开关和饱和电抗器联合调压。
在采用二极管整流的系统中，整流变压器网侧用有载开关粗调电压，阀侧饱和电抗器细调电压，达到控制电压的目的。
电解铝厂整流变电站微机综合自动化保护监控技术及应用生产运行报告
电解铝厂整流变电站微机综合自动化保护监控技术及应用生产运行报告鉴定材料会后收回电解铝厂整流变电站微机综合自动化保护监控技术及应用生产运行报告项目编号：SK350报告编号：SK350－02河南豫港龙泉铝业有限公司2003年7月伊川铝厂是一个采用300kA大型预焙电解槽年产20万吨电解铝的现代化冶金企业，它在全国首家采用一个系列为300kA256台大型预焙电解槽，该电解槽采用7项国内新技术。
该厂于2002年6月16日正式向电解车间输送300kA电流开始焙烧启动，2002年11月20万吨全部达产，伊川铝厂的顺利建成及顺利达产为中国电解铝行业创造了典范，开创了中国电解铝行业先河。
伊川铝厂也由此名扬海内外。
伊川铝厂采用220kV直降供电方式，铝厂设220kV户内配电装置，采用双母线接线，配电装置设计有三条进线，其中两条与伊川二电厂220kV母线相联，一条与河南电网的220kV左寨变电站相连（此线路作为事故备用线路），铝厂正常由二电厂供电。
铝电解所用的直流电由六台型号为220/88000整流变压器经整流柜整流后由室外大母线输送到电解车间供电解槽用电。
全厂10kV动力、照明用电由两台型号为220/31500的变压器提供，电能分配上由一个10kV中心配电室、两个净化10kV配电室和一个空压站10kV配电室完成。
全厂电气设备一次接线如图1所示，全厂大多数设备属一级负荷，在供电可靠性上提出了很高的要求。
图1为保证安全可靠供电，全厂220kV供电及整流系统控制保护装置均采用华力特公司提供的SEL保护及其监控装置。
我厂所使用的SEL 保护按其功能及型号可分为501、351、551、587。
其中587的差动保护用于动力变，501的双过流保护用于整流机组及谐波治理，551的过流、速断保护用于所有馈线变压器，351的速断、过流、欠压、过压保护用于进线、动力变、母联、整流变压器、谐波治理、及10kV 电机。
自保护设备投入运行以来均可靠动作，没有出现一次误动或拒动现象。
200kt电解铝系列变电整流系统概论
" & % 有载开关配合饱和电抗器调压：利用有载开关 粗调，饱和电抗器微调来保证电解电流的相对平稳，稳 流精度达到 *+ , !+ 。这种方式减少了有载开关的动 作次数，减少了维修工作量，便于计算机稳流控制，技 术相对比较成熟，运行稳定，基本能够满足电解工艺要 求。目前大多数大型电解铝厂采用这种方式，但是也 存在一些问题，例如：无功损耗大，功率因数比较低；整 流机组损耗大，整流效率较低；饱和电抗器的响应慢， 造成系列电流波动在 * -’’. 左右；而且噪声过大。
& ( ) 整流方式的确定：一般情况下，当整流机组直 流侧额定输出电压 !<I 5## 9 时，考虑整流元件反向 峰值电压，保证整流柜可靠运行，均采用三相桥式整流 电路。但对该电路来说，若输出直流电流过大时，整流 变压器内部的局部过热和附加损耗将超比例增长；故 当满足： %<(56 4 ("6 8 !< 即 %<(56 8 ( (,# 7 3" $1 时，三相桥式整流电路综合指标相对较好。对大功 率整流来说，为避免电路不合理接线引起变压器附加 损耗增大、整流桥臂电流分布不均衡、整流机组功率因 数降低等问题，整流电路只能采用三相桥同相逆并联 电路，并且每台整流机组额定直流电流不宜大于 3" $1。
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第 ( 期 " 总第 #4 期 $
杨建臣 等：7**CD 电解铝系列变电整流系统概论
7**; 年 5 月
元件额定平 均电流 !%& ’ ( )** +，取电流 储备系数 ,) ’ (，则每个桥臂共需元件个数为： "-. ’ !/0 1 #2 3 !%& ’ # *4( 1 ( 3 ( )** ’ 56 4!## 个。7 $ 晶闸管额定反 向峰值电压 " $889 $ 的确定：晶闸管断态时承受的反向 电压，实质上就是变压器二次线电压的最大峰值，即 $: ’ 5 1 ) )!* 3 76 (; ’ ) 7*! <。考虑到操作过电压、 换相过电压等因素，晶闸管额定反向峰值电压取 $889 ’ ( $: ’ ( 1 ) 7*! ’ ( 5)56 7+， 取 $889 ’ ; *** <。因此，每台整流柜共需额定电流为 ( )**+、额定电 压为 ; *** < 的晶闸管的数量为 # 1 )7 ’ 4; 个。
铝电解整流装置在孤网中的柔性控制技术
铝电解整流装置在孤网中的柔性控制技术铝电解整流装置在电力孤网中的使用越来越广泛。
电力孤网是指较小的电力系统，通常由少量发电机和大量负载组成，没有与大型电力网连接。
在这种情况下，铝电解整流装置常常充当重要的负载，因为它们消耗大量电能。
与较大的电力网相比，电力孤网需要更高的柔性控制技术来保持其稳定性。
本文将讨论铝电解整流装置在电力孤网中的柔性控制技术。
1. 控制策略在电力孤网中，由于系统的较小规模和分布式发电机的存在，整流负载的变化通常比较大。
因此，控制策略是实现整流装置柔性控制的关键。
一种常见的控制策略是采用电流控制模式，即通过对整流负载电流的引导，来实现整流负载动态的调节和平衡。
这种模式要求整流负载和发电机之间有很好的电流匹配，以便电力系统能够稳定运行。
为了提高整流装置的柔性控制能力，可以采用预测控制策略，即预测未来一段时间内整流负载的变化，并根据预测结果实时调整整流装置的控制参数。
2. 储能技术在电力孤网中，由于缺乏大容量的电力系统支持，整流装置可能受到电能质量的影响，其电源电压可能会发生短暂的波动或断电现象。
因此，整流装置需要储能技术来保障电池的电量供应。
目前，常用的储能技术包括电容、电池和超级电容等。
电容和电池具有容量巨大，储能效率高等特点，但成本较高且寿命较短。
超级电容储能系统具有储能效率和寿命都较高的特点，且成本相对较低，因此更适合用于电力孤网中整流装置的储能需求。
3. 系统韧性韧性是指电力系统在面对不同的恶劣条件时能够维持稳定运行的能力。
在电力孤网中，一旦任何一个子系统或部件出现故障，整个电力系统都可能受到影响，因此需要提高系统的韧性，以确保电力系统的可靠运行。
提高系统韧性的方法包括增强设备的可靠性、设置备用电力源、建立相互协调的保护机制等。
对于整流装置而言，还需要提高其控制系统的可靠性，同时增加备用电容等储能设备以提高电力系统在突发故障中的应急能力。
总之，电力孤网中铝电解整流装置的柔性控制技术至关重要。
电解铝供电整流设备技术及应用
电解铝供电整流设备技术及应用发布时间：2021-04-08T15:57:43.380Z 来源：《工程管理前沿》2020年34期作者：陈甲成[导读] 电解铝行业为企业的发展做出了巨大贡献，提高了企业的生产效率及综合效益。
陈甲成青海百河铝业有限责任公司青海西宁 810000摘要：电解铝行业为企业的发展做出了巨大贡献，提高了企业的生产效率及综合效益。
基于此，本文重点探讨了电解铝供电整流设备技术及应用。
关键词：电解铝；供电；整流近年来，随着国内电解铝行业的快速发展，电解槽及整流设备正向着更大电流、更高电压等级发展，目前最高电压已超过1300V，最大电流达到350kA。
但随着电压和电流的增加，大功率整流技术的不断进步及完善势在必行。
一、电解铝整流系统特点1、耗电量大。
电解铝工业生产消耗很多的电能,素有“电老虎”之称,即使现在较先进的电解系列,其原铝直流电耗最低也为12900kW·h/t·Al。
2、相对低的功率因数。
电解铝生产的供电系统中关键设备有调压变压器、整流变压器与大功率整流元件,属超大功率的电感性质的设备,无功消耗大,功率因数低。
3、供电可靠性要求高。
因电解铝是一个连续生产的过程,所以要有相对高的供电可靠性。
一旦有短时的停电情况出现,在恢复正常供电后,在一定时间内电解铝设备无法实施正常生产。
通常,电解铝生产占电解铝厂全部用电负荷率的96%左右,这对安全供电有了更高的要求。
二、整流机组设备1、二极管整流机组设备。
其主体设备有调压整流变压器、自饱和电抗器和硅二极管整流装置。
由于装置可靠性高，已在诸多铝厂得到应用。
当前已制造并投入运行的有载高压整流变压器有以下类型:1)110kV直降式自耦有载调压整流变压器。
其最大特点是结构(型式)容量小，电能损耗小，节省设备投资，降低长期运行成本。
目前广泛采用的调压方式有：一是79级连续有载端调压；二是±17+1=35级(或±13+1=27级)正反激磁，并带无载倒段开关形成70级(或54级)中性点调压。
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我院电解铝厂供电整流及控制技术介绍
随着现代科学技术的不断发展，电解铝厂正不断向大型化，规模化方向发展，我院的供电整流及控制技术在经历了几十年的不断探索后，从设计理念和新技术的应用等方面已实现了全方位的发展和进步，目前已达到国内、外领先水平，单系列电解铝年产能已经达到40 万吨。
一、供配电及整流技术的优势及特点
1、110〜330kV配电装置已以实现无油化，运行更安全、更可靠；
2、多种形式的调压整流变压器得到了研制、开发和应用，整流机组实现了低能耗、低噪音、高可靠性的发展要求：
1 ）双圈降压二次调压整流变压器，其优点是结构简单，制造容易、运行可靠。
2）降压自耦调压整流变压器，其优点是型式容量较小，效率较高。
3）（220kV）第三绕组调压整流变压器，其优点是型式容量最小、效率高，有载调压开关所在的第三绕组与主变是磁耦合关系，没有直接电的联系，开关的电压等级不受网侧电压等级的限制，运行可靠。
3、实现了高电压（U dn= 1530V）、大电流（单机100kA）整流装置的开发和应用：
1 ）晶闸管整流技术具有响应速度快、调压范围广、节省投资等优点，对于系列电压较低的小规模电解铝厂具有很好的应用价值。
2、有载调压器开关配自饱和电抗器二极管整流技术在目前电解铝行业中应用最为普遍，也是最成熟的方案，其优点是运行可靠、便于维护。
4、整流所综合自动化装置的应用实现了电解铝厂供配电及整流机组的智能化管理和控制。
该装置具有：网络配置简洁合理；抗干扰措施完善；功能强大（将电解铝厂的自动稳流控制、模拟监控等纳入到了微机综合自动化系统中、；实现对110〜330kV配电站内的断路器及隔离开关进行远距离计算机遥控分、合闸等功能。
5、电解铝厂谐波治理技术的开发及应用具有国内、外领先水平，主要方案：1、110kV母线集中补偿；2）整流机组（220kV〜330kV）的第三绕组补偿。
二、计算机网络技术及控制水平
利用计算机网络技术，实现了铝厂的现代化监控管理水平，建立了集财务资源、人事资源、物流分析、生产过程监控管理等功能的综合管理网络平台，其基本框架和功能如下：
1) 通讯系统：分为厂区行政通讯、调度通讯、其它辅助通讯及全厂企业资源管
理系统(Enterprise Resource Planning 简称ERP)。
2) 生产监控管理系统：
(1)各生产车间的PLC监控系统实现了对所属生产系统进行生产过程的控制和信号的采集，在电解铝设置一个或者两个厂级管理控制中心上位机系统与各个生产车间的MES S统或PLC系统通信组成全厂DCS系统；
( 2)在供电整流所采用微机综合自动化系统实现了变、配电监控及电解直流系列的自动稳流控制的有机接合；
( 3)各个10kV 分配电所分别设置监控单元负责对所内各配电回路进行监控管
理；
(4)车间变电所低压配电系统采用智能化低压配电系统(MCC实现对主要配电
回路进行信息采集和监控，并具有与其他网络系统进行通讯的数据接口。
3) 综合查询系统可将综合调度自动化系统、电解槽控制系统、库房管理系统、财务管理系统、生产管理系统等有机地集成到一起，可按用户要求将原系统中的各种数据录入数据库，进行数据分析、数据查询、打印显示各种报表、图表。
4) 办公自动化系统有效地利用计算机网络进行办公整体作业的信息管理，极大地减轻了手工劳动强度，提高了办公效率，并为企业的领导者的决策提供强有力的依据。
真正达到了无笔化、无纸化办公。
沈阳铝镁设计研究院电力自动化室
2010年9月17日。