技术特征：
1.一种基于自饱和电抗器元件的电解铝恒电流控制仿真方法，其特征在于，包括：s10，搭建电解铝恒电流控制仿真电路；所述仿真模拟电路，包括matlab/simulink电解铝二极管整流主电路和恒电流控制子系统；所述matlab/simulink电解铝二极管整流主电路,包括可编程三相电压源、二极管整流器、槽电阻、槽反电动势和平波电抗器；s20，获取圆形自饱和电抗器铁芯厚度及内径，计算平均磁路长度；s30，获取电抗器铁芯磁密曲线饱和区数据，并且根据所述平均磁路长度和所述电抗器铁芯磁密曲线饱和区数据，计算初始磁场强度与控制电流的函数关系；s40，获取电抗器铁芯磁密曲线线性区数据，并且根据所述初始磁场强度与控制电流的函数关系和所述电抗器铁芯磁密曲线线性区数据，计算控制电流与初始磁感应强度的函数关系；s50，根据所述控制电流与初始磁感应强度的函数关系，计算等效压降表达式及取值范围；s60，根据所述等效压降表达式及取值范围，计算偏差电流表达式及取值范围；s70，根据偏差电流，计算控制电流表达式；s80，将所述等效压降表达式及取值范围、所述偏差电流表达式及取值范围、控制电流表达式，输入恒电流控制子系统；s90，运行所述电解铝恒电流控制仿真电路，得到电解铝恒电流控制仿真结果。2.根据权利要求1所述的一种基于自饱和电抗器元件的电解铝恒电流控制仿真方法，其特征在于，所述s20中的平均磁路长度，按式(1)计算，l＝2π(r+0.5b)
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(1)式中，l为圆形铁芯平均磁路长度，r为铁芯内径，b为铁芯厚度。3.根据权利要求2所述的一种基于自饱和电抗器元件的电解铝恒电流控制仿真方法，其特征在于，所述s30中的初始磁场强度与控制电流的关系，按式(2)计算：设初始磁场强度与控制电流的关系为h0＝f(i
c
)，则式中，h0为铁芯初始磁场强度，n
p
为偏移绕组匝数，i
p
为偏移电流，n
c
为控制绕组匝数，i
c
为控制电流。4.根据权利要求3所述的一种基于自饱和电抗器元件的电解铝恒电流控制仿真方法，其特征在于，所述s50中的等效压降可按(3)求出，设g(f(ic))＝b0为控制电流与初始磁感应强度的函数关系，则δu
dc
＝6nfn
g
a
t
(b
b
‑
g(f(i
c
)))
×
10
‑8＝k2i
c
+b2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)式中，f为电网频率，n
g
为工作绕组匝数，n为串联自饱和电抗器个数，a
t
为电抗器有效铁芯截面积，b
b
为铁芯饱和磁感应强度，k2和b2为等效压降表达式的参数。5.根据权利要求4所述的一种基于自饱和电抗器元件的电解铝恒电流控制仿真方法，其特征在于，所述s60中的计算偏差电流表达式为，偏差电流
△
i
dc
按(4)式计算：
式中，u2为输入整流器的相电压有效值,
△
u
dc
为自饱和电抗器的等效压降，u
dc
为负载直流电压，i
dc
为负载电流，
△
i
dc
为偏差电流，e
p
为槽反电动势，r为槽电阻,i
dc0
为i
c
取值为i
p
时求出的负载额定电流。6.根据权利要求5所述的一种基于自饱和电抗器元件的电解铝恒电流控制仿真方法，其特征在于，所述s70中的计算控制电流表达式为，式中，i
cmax
为控制电流最大值，
△
i
dcmax
为偏差电流最大值，i
cmin
为控制电流最小值，
△
i
dcmin
为偏差电流最小值，k1和b1为控制电流表达式的参数。
技术总结
本发明公开了一种基于自饱和电抗器元件的电解铝恒电流控制仿真方法，主要是在MATLAB/Simulink中搭建二极管整流电路的主电路，包括可编程三相电压源、二极管整流器、电解槽负载等；同时在二极管整流器与槽电阻之间搭建恒电流控制子系统，该子系统起到了等效自饱和电抗器的调压作用，实现电解铝整流的恒电流控制。通过本发明建立的仿真模拟系统，可以模拟电解铝二极管整流电路的恒电流控制过程，进而研究电解铝的负荷特性，为建立电解铝负荷模型奠定基础。型奠定基础。型奠定基础。
技术研发人员：司大军 孙震龙 李玲芳 徐衍会 周俊东 孙鹏 游广增 陈义宣 陈姝敏 何烨 高杉雪
受保护的技术使用者：云南电网有限责任公司
技术研发日：2021.09.01
技术公布日：2021/11/30