一种光伏发电系统与电解铝厂供电整流系统结合的方法与流程

本发明涉及电解铝厂供电新能源应用，具体为一种光伏发电系统与电解铝厂供电整流系统结合的方法。

背景技术：

1、我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，能源将近76%由煤炭供给，这种过度依赖化石燃料的能源结构已经在环境、经济、社会等方面造成了很大的负面影响，现阶段，电厂配置通常为火力发电机组，对国家的“碳达峰”、“碳中和”等节能环保目标造成很大负担，各地对用电用户也采取了阶梯性电价政策，超出一定限额，企业用电越多，电价越高，电解铝厂作为高耗能企业，铝厂的用电取自当地电网，受阶梯性电价影响，生产成本很高。

2、光伏发电与火电相比可节约大量的煤炭或油气资源，避免了多种大气污染物、温室气体以及灰渣的排放，能够响应国家“优化能源结构”以及“加快风电、光伏发电系统就地消纳”的要求，如公告号为cn114825488a的发明专利中，公开了一种分布式光伏发电用于电解铝厂供电整流系统的方法，将光伏发电系统的输出端与光伏供电专用35kv的配电装置连接，电流经过光伏供电专用35kv配电装置后送到光伏供电专用供电整流机组，并设置了部分35kv馈电回路断路器的跳闸保护，但是，电解铝厂由光伏发电系统供电时，需要先通过升压变压器进行升压再通过调压变压器进行降压，用电效率较低，电解铝厂的建设成本较高，因此提供一种光伏发电系统与电解铝厂供电整流系统结合的方法是十分必要的。

技术实现思路

1、针对现有技术的上述不足，本发明提供一种光伏发电系统与电解铝厂供电整流系统结合的方法，通过对光伏发电系统升压变压器设置有载调压开关，省去供电整流系统中的调压变压器，减少升降压次数，提高电能利用效率，节约建设投资，一定程度上解决能耗不达标问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种光伏发电系统与电解铝厂供电整流系统结合的方法，其特征在于包括以下步骤：

3、1）对升压变压器进行改造，增加有载调压开关，将原有一步升压变压器替换为可进行有载调压的升压变压器；

4、2）替代电解铝厂供电整流系统原有的调压变压器；

5、3）将光伏发电系统与电解铝厂供电整流系统通过改造后的升压变压器进行电连接。

6、优选的，所述步骤3）中将光伏发电系统与电解铝厂供电整流系统通过改造后的升压变压器进行电连接，具体如下：

7、301）升压变压器的一次侧设有第一电流互感器，升压变压器的一次侧与光伏发电系统的输出端连接；所述升压变压器的二次侧与电解铝厂供电整流系统连接；

8、302）所述电解铝厂供电整流系统包括配电装置、整流变压器、整流装置和汇流支母线，所述配电装置的输入侧与升压变压器的二次侧连接，配电装置的输出侧与整流变压器的一次侧连接，整流变压器的一次侧设有第二电流互感器，整流变压器的输出端经整流装置将电流输送到汇流支母线上，所述汇流支母线的电流接至汇流总母线。

9、优选的，还包括整流控制器，有载调压开关根据整流控制器的调压指令进行协同调压，与电解铝厂供电整流系统的调压要求保持一致。

10、优选的，所述升压变压器的一次侧连接有储能系统。

11、优选的，电解铝厂供电整流机组为多个，输入端均通过各自的配电装置与升压变压器的二次侧连接；输出端均通过各自的汇流支母线经汇流总母线汇总输出。

12、优选的，所述有载调压开关的调压级数及升压变压器二次侧电压值设置与所有电解铝厂供电整流机组的整流变压器的调压级数匹配。

13、优选的，所述升压变压器的二次侧与整流变压器之间的配电装置中运行有分段式差动保护程序，具体步骤为：

14、401）整流控制器向升压变压器的有载调压开关发出调压指令，有载调压开关动作，将电压等级调至ni；

15、402）保护定值按照电压等级ni来设置，ni对应的保护定值为mi；

16、403）当第一电流互感器和第二电流互感器检测到的实际电流差值yi大于mi时，启动配电装置中的进线回路断路器的跳闸保护，断开光伏发电系统的进线回路。

17、优选的，i为有载调压开关可调档数，i=1~（10~100）。

18、本发明提供了一种光伏发电系统与电解铝厂供电整流系统结合的方法，具备以下有益效果：

19、1.本发明通过对光伏发电系统升压变压器设置有载调压开关，省去供电整流系统中的调压变压器，减少升降压次数，提高电能利用效率，节约建设投资，一定程度上解决能耗不达标问题；

20、2.本发明利用光伏发电能力，有效降低铝厂能耗指标，响应国家的“碳达峰”、“碳中和”、“就地消纳”等节能环保政策号召，不需要改变电网电源供电的供电整流系统配置，不仅适用于新建电解铝厂，同样适用于现有电解铝厂的升级改造；

21、3.本发明有载调压开关根据整流控制器的调压指令进行协同调压，与电解铝厂供电整流系统的调压要求保持一致，使升压变压器能够适应不同的调压要求，提高用电效率，降低建设投资；设置分段式差动保护程序，保证不同调压等级下，输电线路的安全可靠性。

技术特征：

1.一种光伏发电系统与电解铝厂供电整流系统结合的方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种光伏发电系统与电解铝厂供电整流系统结合的方法，其特征在于：所述步骤3）中将光伏发电系统与电解铝厂供电整流系统通过改造后的升压变压器(3)进行电连接，具体如下：

3.根据权利要求2所述的一种光伏发电系统与电解铝厂供电整流系统结合的方法，其特征在于：还包括整流控制器(12)，有载调压开关根据整流控制器(12)的调压指令进行协同调压，与电解铝厂供电整流系统的调压要求保持一致。

4.根据权利要求2所述的一种光伏发电系统与电解铝厂供电整流系统结合的方法，其特征在于：所述升压变压器(3)的一次侧连接有储能系统(2)。

5.根据权利要求2所述的一种光伏发电系统与电解铝厂供电整流系统结合的方法，其特征在于：电解铝厂供电整流机组为多个，输入端均通过各自的配电装置与升压变压器(3)的二次侧连接；输出端均通过各自的汇流支母线经汇流总母线(8)汇总输出。

6.根据权利要求2所述的一种光伏发电系统与电解铝厂供电整流系统结合的方法，其特征在于：所述有载调压开关的调压级数及升压变压器(3)二次侧电压值设置与所有电解铝厂供电整流机组的整流变压器的调压级数匹配。

7.根据权利要求2所述的一种光伏发电系统与电解铝厂供电整流系统结合的方法，其特征在于：所述升压变压器(3)的二次侧与整流变压器(5)之间的配电装置(4)中运行有分段式差动保护程序，具体步骤为：

8.根据权利要求7所述的一种光伏发电系统与电解铝厂供电整流系统结合的方法，其特征在于：i为有载调压开关可调档数，i=1~（10~100）。

技术总结
本发明公开了一种光伏发电系统与电解铝厂供电整流系统结合的方法，其涉及电解铝厂供电新能源应用技术领域，包括以下步骤：1）对升压变压器进行改造，增加有载调压开关，将原有一步升压变压器替换为可进行有载调压的升压变压器；2）替代电解铝厂供电整流系统原有的调压变压器；3）将光伏发电系统与电解铝厂供电整流系统通过改造后的升压变压器进行电连接；本发明通过对光伏发电系统升压变压器设置有载调压开关，省去供电整流系统中的调压变压器，减少升降压次数，提高电能利用效率，节约建设投资，一定程度上解决能耗不达标问题。

技术研发人员：刘志元,刘春昊,沈洋
受保护的技术使用者：沈阳铝镁设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13