電解鋁負荷參與電網穩定控制方案研究

陳義宣，李玲芳，李文云，高杉雪，王新寶，韓連山

（1.云南電網有限責任公司 電網規劃建設研究中心，昆明 650011；2.南京南瑞繼保電氣有限公司，南京 211102）

0 引言

“十四五”時期，云南電解鋁負荷預計將達到720kWh，用電量將超過600億kWh，接近云南省用電量的25%，該類用電負荷對電網頻率調控的響應能力，將成為影響電網頻率穩定、局部熱穩定的重要因素。由于電解鋁用電負荷功率較大，受限于電網網架建設滯后、支撐電源不足等因素，電解鋁功率波動對電網影響較大，電網頻率、熱穩定、電壓穩定等問題越來越突出［1］。目前，并網電解鋁負荷基本不具備負荷調控能力，未來云南電解鋁大規模投產后，此類負荷對電網的影響會更加突出。由于電解鋁整體功率占比較高，如果能實現其內部的負荷調控響應電網調頻、功率控制等需求，將會發揮負荷側調節的巨大作用。

目前，主流的電解鋁負荷整流方式主要有飽和電抗器+二極管整流以及晶閘管整流兩種［2］。在晶閘管整流系統中，先由較少級數的無載或有載調壓變壓器粗調，再通過控制晶閘管導通角實現細調，晶閘管是主要的控制元件，調節速度快。但目前絕大部分電解鋁企業采用二極管整流，其整流系統采用移相變壓器、整流變壓器有載調壓與自飽和電抗器3者相結合的電解電流調節方式，即先由有載調壓變壓器對電流進行粗調，然后由自飽和電抗器對電流進行細調。自飽和電抗器為穩流控制的主要控制元件，調節速度相對較慢，且下調能力有限，緊急情況下只能通過采取切除整流變的措施來達到快速調負荷的目的［3］。……