(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111473841.0 (22)申请日 2021.11.30 (71)申请人 华中科技大 学 地址 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路 1037号 (72)发明人 王成龙　艾小猛　方家琨　周博　 乐零陵　姚伟　文劲宇　 (74)专利代理 机构 华中科技大 学专利中心 42201 代理人 徐美琳 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种考虑电解铝热传导特性的机组组合方 法及装置 (57)摘要 本发明公开了一种考虑电解铝热传导特性 的机组组合方法及装置， 属于电气工程领域， 该 方法包括： 考虑铝电解槽热传导特性， 建立其热 传导模型； 基于铝电解槽热传导模型， 建立电解 铝参与需求响应模型； 建立考虑电解铝参与需求 响应的机组组合模型； 采用混合整数线性规划算 法对模型进行求解， 得到电力系统最优调度方 案。 本发明提出的考虑电解铝热传导特性的机组 组合方法可以有效保障电解铝参与需求响应时 的安全性， 有助于推动电解铝企业参与需求响 应， 提高调度的灵活性和系统运行的经济性。 权利要求书5页 说明书9页 附图3页 CN 114201868 A 2022.03.18 CN 114201868 A 1.一种考虑电解铝热传导特性的机组 组合方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 以总运行成本最小为目标函数建立机组组合模型， 所述机组组合模型包括电解铝负荷 相关约束和机组 组合约束； 采用预置混合整数线性 规划算法求 解所述机组 组合模型， 得到目标机组 组合方案 。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述目标函数为： 其中， t为时段编号； i为火电机组编号； j 为风电场编号； TN为时段总数； Ng为火电机组总 数； Nw为风电场总数； Nea为电解槽系列总数； 为时段t火电机组i的煤耗成本； 为时段t 火电机组i的开机成本； 和 分别为火电机组i提供上/下备用的容量价格系数； 和 分别为时段t火电机组i提供的上/下备用容量； Cwind为弃风价格； 为时段t风电场j的 弃风量。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述电解铝的槽热传导模型为： 其中， Te为电解质 ‑铝液体系的温度； Ts为槽壳‑阳极炭块体系的平均温度； Δt为单位时 间； Ucell为槽电压； E为电解槽反电动势； I为通入电解槽的电流强度； M为每台电解槽的铝产 量； 为生产每吨铝电化学反应的折合电能消耗； 为生产每吨铝加热物料的折合电 能消耗； ce为电解质的比热容； me为电解质的质量； cl为铝液的比热容； ml为铝液的质量； he为 电解质与侧部槽壳间的对流 换热系数； Ae为电解质与侧部槽壳间的换热面积； hl为铝液与侧 部槽壳间的对流 换热系数； Al为铝液与侧部槽壳间的换热面积； hc为电解质与顶部阳极炭块权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114201868 A 2间的对流换热系数； Ac为电解质与顶部阳极炭块间的换热面积； cs为槽壳‑阳极炭块体系的 比热容； ms为槽壳‑阳极炭块体系的质量； hs为槽壳‑阳极炭块体系与空气间的对流换热系 数； As为槽壳‑阳极炭块体系与空气间的换热面积； Ta为外界环境温度； a、 b、 c、 d、 K均 为常系 数。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特 征在于， 所述电解铝负荷约束包括： 功率约束 日产量约束 温度约束 其中， l为电解槽系列编号； Plt为电解槽系列l在时段t的功率； Plmax和Plmin分别为电解槽 功率的最大值和最小值； Ul为电解槽系 列电压； Ilt为电解槽系 列l在时段t通入的电流 强度； 和 表示电解铝厂日能耗的最小值和最大值； 和 分别表示电解质允许温度 的最小值和最大值。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述机组 组合约束包括： 功率平衡约束 火电机组出力约束 火电机组爬坡约束 火电机组最小开机 /停机时间约束 火电机组备用容 量约束 支路潮流约束权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 114201868 A 3