基于隐私保护的电解铝生产决策方法

在电解铝生产过程中,传统的人工控制决策方式已经难以适应现代铝电解生产要求,当下深度学习算法处理此类时间序列数据得到广泛应用,决策是否高效影响铝电解槽的稳定运行和高效产出铝。同时,数据隐私问题也不容忽视,隐私安全既影响电解铝生产过程又影响其正常使用,误用、滥用数据挖掘可能导致用户数据特别是敏感信息的泄露,而信息一旦丢失或泄漏将造成重大的损失。针对以上问题,提出一种利用改进LSTM模型结构结合优化ElGamal算法的电解铝决策方法:首先针对数据隐私问题提出了优化后的ElGamal算法;再针对电解铝数据特性改进LSTM模型结构与优化ElGamal算法的双结合。实验结果表明,本方法可以在保证决策隐私安全的情况下,性能优于传统方法,在实际情况中有参考的价值。

“30-60”双碳背景下新疆电解铝产业发展的风险识别与建议

近年来,凭借新疆丰富的能源优势,电解铝产业得到迅猛发展,并逐步形成了煤电铝一体化的发展格局。电解铝是高耗能、高碳排放行业,每生产1 t电解铝的碳素材料消耗量约为0.4 t,而其所产生的二氧化碳排放量则达到1.8 t。因此,必须采取相应措施来实现碳中和的目标。本文主要阐述了新疆地区电解铝行业主要存在的能源结构单一、交通运输成本高、电解铝产业链不完善等问题,识别并分析了碳达峰碳中和背景下新疆地区电解铝产业发展面临的挑战和风险,有针对性提出了新疆地区电解铝产业绿色低碳发展的路径与建议,为新疆电解铝产业实现跨越式、高质量发展提供参考。

当下中国电解铝行业亏损产能达到近300万吨

据百川盈孚数据显示,2024年8月6日,中国电解铝行业即时成本达到17621.66元/吨。以2024月8月6日百川盈孚全国现货铝均价18718元/吨计算,中国电解铝行业亏损产能达到近300万吨,占总开工产能的7%。目前来看,中国已有电解铝企业处于成本倒挂状态。

电解铝材料生产中氟化物污染特征及形态

云南省电解铝材料产业近年发展迅猛,其氟化物排放引起的环境污染问题一直备受关注。就某电解铝材料厂为研究对象,对电解铝材料生产各环节固废中氟化物的含量和存在形态进行检测,并对生产过程中原料、产品、固废等进行了统计,结合实际开展了氟化物平衡计算。电解铝材料生产过程中,99.6%的氟化物由固废带出,0.4%的氟化物以有组织烟气、无组织天窗废气逸散的形式进入外环境,可通过增设高效脱硫协同脱氟设施和提高电解槽集气效率等措施,减缓氟化物对环境的污染。经检测分析,固废中氟化物以Na 5 Al 3 F 14、NaAlF 4、Na 3 AlF 6、K 2 SiF 6、CaF 2和AlF 3等难溶或微溶于水的化合物形态存在,土壤中水溶性氟化物含量占总氟化物的比例不足1%,表明氟化物排放和土壤环境污染之间存在一定的关联性。氟化物在土壤中累积效应较为明显,在第一类用地和第二类用地条件下,电解铝厂周围区域表层土壤中氟化物的总危害指数分别为0.794和0.09,周围土壤健康风险评估结果为可接受。

计及电解铝高耗能负荷调控和火电深调的高比例风电系统分层优化策略

对于高比例风电系统,风电出力典型的随机波动性和反调峰特性极大增加了其调峰负担,火电机组深度调峰虽已常态化,但系统调峰资源仍显不足,弃风问题有待解决。提出利用电解铝高耗能负荷(electrolytic aluminum energy-intensive load,EAL)作为新的调峰资源参与电网调度。首先,根据电解铝高耗能负荷的真实生产调节特性,耦合电流、温度及产量等多种因素,建立电解铝负荷参与电网调峰的精细化调节模型;然后,结合火电机组深度调峰模型,以系统弃风量最小和运行成本最小为目标,建立电解铝负荷和火电深调联合调峰的分层优化模型;最后以某实际区域系统为例,采用商业优化软件GUROBI进行求解分析,验证了所提方案可大幅减少系统弃风量,改善系统调峰运行经济性,并优化了火电机组深度调峰结构和发电经济性。

考虑能量恢复的电解铝负荷一次调频自适应控制

大规模新能源接入使得传统调频资源无法满足新型电力系统的调频需求。电解铝作为典型的高载能负荷,其大容量、易调节的负荷特性使其具备极大的调节潜力。文中针对电解铝自身的控制特性,提出一种参数随频率变化的自适应控制策略,通过控制饱和电抗器使电解铝参与一次调频。该策略使得电解铝响应速度较快的同时保持了平稳的出力曲线,并加快了频率的恢复。为保证多次电解铝调频对生产效率、产量的影响较少,文中建立了电解铝参与调频对工艺流程影响的量化模型,并在此基础上提出电解铝参与调频后的能量恢复策略。在保证频率恢复不受较大影响的前提下,尽快使得电解铝回到初始工作状态。最后,通过算例验证了控制策略以及恢复策略的有效性与普适性。

ICP-AES法测定废电解铝阳极碳块中铁、锂、钾、钙、镁含量

废电解铝阳极碳块经过高温碳化,通过盐酸-硝酸-高氯酸三酸溶解完全后,冷却,完全溶解盐类加入10 mL 1.19 g/mL的盐酸,在优选出最优的仪器工作状态下,创建了ICP-AES法测定废电解铝阳极碳块样品中Fe、Li、K、Ca、Mg的化学分析方法。每个元素的校准曲线相关系数均大于0.999,同时对以上多种元素进行检出限、加标回收试验研究,结果表明其相对标准偏差(n=8)为0.60%~2.24%,加标回收率在97.1%~104%。

目标情景下的电解铝行业低碳路径探究——以山西省为例

在“双碳”背景下,铝冶炼行业面临着巨大的减排压力。以山西省某电解铝企业为例,对2021年该企业各环节碳排放进行核算,识别影响电解铝行业碳减排的主要因素。采用情景分析法,对2021-2030年山西省电力结构调整、电解铝低碳技术升级及再生铝应用进行预测,建立电解铝碳排放多因素分析模型,探究在基准情景、政策情景下各控制变量对降低企业吨铝碳排放的影响。结果表明:电力结构变化对该企业温室气体减排量贡献最大,2030年基准情景下减排量可占总排放量的31.63%,政策情景下减排量占总排放量的40.66%;电力结构变化及再生铝占比变量耦合时,减排效果最为显著,2030年政策情景中减排量占总排放量的67.82%;三耦合情况下,该企业碳排放逐步趋于零。

全国碳市场扩围下的电解铝行业低碳发展路径研究——以云南省为例

电解铝作为碳排放的重点行业,其碳达峰和深度降碳任务意义重大。在全国碳市场即将纳入电解铝行业的背景下,基于分析电解铝生产排放特征,梳理国际国内电解铝企业碳排放核算方法和碳配额分配方法,以云南省为例,分析了当下面临的电力碳排放重复计算、绿电优势未体现、电力供给能力不足、产品出口受“碳关税”影响等挑战。未来,尚需从政策制度、市场机制、技术创新等多维度发力,深化电解铝行业绿色低碳发展,锻造新的竞争优势。

基于Wasserstein距离分布鲁棒的电解铝负荷协同火储深度调峰方法研究

大规模的风电并网致使现有系统调峰资源难以为继,风电消纳受阻。为此,文中综合考虑风电出力与电价的不确定性,提出一种基于Wasserstein距离的电解铝负荷协同火储深度调峰分布鲁棒优化方法。首先,结合电解铝的负荷特性,计及储能辅助火电机组优化深度调峰容量,建立了电解铝负荷协同火储深度调峰的电力系统优化框架;其次,借鉴Wasserstein距离的分布鲁棒模型的思想,构建了上级电网购售电价与可再生能源出力的Wasserstein模糊集约束,设计了电解铝负荷协同火储深度调峰的分布鲁棒优化模型;最后,通过仿真分析验证了所提方法可有效降低系统运行成本,改善系统调峰压力,促进风电消纳,通过对比分析验证了其方法的经济性和鲁棒性。

含高比例电解铝负荷的异步联网系统频率稳定研究

基于云南电网与南方电网异步联网的背景,针对云南电网中负荷占比较高的电解铝负荷以及直流频率限制器(FLC)对电网频率稳定性的影响展开论述。首先对负荷规模不断增大的电解铝负荷进行研究,针对其负荷组成和特性建立了能反映电解铝负荷频率、电压功率响应的负荷模型并进行了仿真验证;其次对系统发生大功率扰动后FLC与调速器的动态调频过程进行分析,说明了若FLC死区设置不当或调速器响应过慢均会导致直流线长期过负荷运行,不利于电力系统的安全稳定运行;在此基础上提出了FLC的死区安排以及优化调速器性能的方法。最后,利用云广直流工程的实际数据进行仿真,分析了电解铝负荷的接入对系统频率稳定性的影响,验证了本文所提调频策略的有效性。

电解铝厂整流装置效率计算分析及节能提效措施

本文介绍了一种电解铝厂整流装置效率的计算方法,并结合实例计算分析,提出采用提升供电整流装备选型和配置水平、优化设计方案、提高母线加工精度等节能提效措施,降低铝厂单位产品综合耗电量及生产成本,提高企业竞争力。另外,电解铝是典型的高耗能产业,大部分分布在西北能源富集地区。同时,这些地区也是光伏、风电等新型能源产业发达地区,发展先进高效的电解铝生产系统可有效地就地消纳光伏及风电等绿电,为合理配置新型电力资源做出贡献。

基于NNC法的含电解铝系统多目标优化

随着高比例可再生能源并网,电力系统运行面临调峰压力大、风电消纳难等问题。为此,基于电解铝负荷的响应容量大、调节速度快等特点,提出一种基于规格化平面约束法(NNC)的含电解铝系统多目标优化方法。首先,将需求侧具有调节特性的电解铝负荷与火电厂相结合,建立含电解铝电力系统的多目标优化模型,以系统运行总成本最小、弃风电量最小为目标函数,联合储能系统对系统进行整体优化调度;其次,采用NNC法处理多目标模型,获取均匀分布Pareto前沿解;最后,选用逼近理想解法(TOPSIS),在Pareto前沿解中得到全局最优解。算例分析结果表明,所提方法可有效提高可再生能源的消纳量,具有良好的经济性。

电解铝溜槽清理机器人系统设计及应用

为解决电解铝烟气净化工艺中氧化铝粉输送存在砂石等杂质,在溜槽内易形成结痂片,影响生产效率和产品质量的问题,开发了溜槽清理机器人系统。设计了永磁吸附多轮式小车本体、清理模块、监控模块、降温模块、辅助模块,搭建了基于工控触摸一体机、PLC、嵌入式硬件STm^(3)2为上下位机的远程控制系统,编写了控制系统软件,研制了工程样机并在现场进行了试验验证。试验结果表明:溜槽清理机器人在受限空间下结构尺寸可调,能够在80℃高温、高粉尘、强磁场环境下进行溜槽内杂质推铲聚堆、吹扫清理作业;可实时监测溜槽内部件及机器人作业状态等,适应溜槽清理的复杂工况;机器人清理覆盖率达到了95%以上,相较人工可节省约30%的时间,工作稳定可靠,降低了人工作业劳动强度和高温作业风险,提高了电解铝原料的输送效率。

简析炭素在电解铝行业节能降碳中的关键作用

本文简单介绍了铝用炭素行业的整体情况,阐述了产品质量、工艺技术、标准化建设等对节能降碳的促进作用,分析了当下存在的问题,并就如何充分体现炭素在电解铝生产节能降碳中的支撑作用提出建议。

国家统计局:2023年中国电解铝产量4159.4万吨,同比增长3.7%

国家统计局数据显示,2023年12月中国氧化铝产量684.4万吨,同比增长5.1%;1-12月累计产量8244.1万吨,同比增长1.4%。12月电解铝产量358.7万吨,同比增长4.9%;1-12月累计产量4159.4万吨,同比增长3.7%。12月铝材产量594.6万吨,同比增长14.0%;1-12月累计产量6303.4万吨,同比增长5.7%。12月铝合金产量139.0万吨,同比增长36.4%;1-12月累计产量1458.7万吨,同比增长17.8%。

未来中国的电解铝供应主要靠自己

去年底,国务院办公厅转发国家发改委等部门关于制止钢铁、水泥、电解铝行业盲目投资若干意见的通知。

铝在囧途——中国电解铝工业生存状况调查

中国电解铝工业经过十多年的高速发展,目前却陷入产能过剩的泥潭中苦苦挣扎。电解铝产能过剩的脓包已经被挤破,其影响不仅仅只局限于自身的层面,还波及到产业的上下游,乃至于触及到社会的稳定和经济的平稳发展,成为倍受社会各方关注的焦点问题之一。

我国电解铝工业“高空加速”、“产能疯扩”现象剖析

前言：近期业内著名人士指出，“所有商品都涨价，惟独铝价不涨”，“电解铝行业的效益状况发生了逆转”。7月10日20家骨干电解铝企业提出“联合减产倡议书”，此倡议还获得其他企业响应。人们期待此举会影响国内外电解铝市场行情，提升电解铝市场价，但此现象仅是“昙花一现”，铝价不仅未上去，反而继续下跌。究其原因是电解铝产能、产量还很大，出现明显的供过于求。由于在国家既有宏观调控措施下，我国电解铝产能继续“疯扩”，国家为扼制“电解铝热”必然会采取更严厉的宏观调控措施。2月25日取消电解铝行业优惠电价；从7月1日起全国销售电价每千瓦时提高2．5分钱；从8月20日起对铝合金出口关税陡然加税15％。电价提高将会大幅提高我国电解铝生产成本，缩减电解铝生产企业效益。有专家估算，仅近期电价上涨将致使我国电解铝生产企业2008年的利润大约减少90亿元左右。而对铝合金出口征收15％关税，将会减少铝合金出口数量，反之会增加国内铝金属供应量，将会扩大“供过于求”现象，将直接影响铝的市场价格。这可以说是我国电解铝行业“疯扩”的必然结果。我国电解铝产能、产量究竟多大？本文提供较详实的数据，以供参考。

电解铝工业园区的源荷协同优化配置方法

随着风电和光伏并网容量的不断增加,其固有的波动性与间歇性特征加剧了火电机组调峰的难度。电解铝负荷具有耗电量大、调节速度快等特点,可作为负荷侧灵活性资源参与系统规划。分析了电解铝负荷的生产原理与供电方式,推导了电解铝负荷的功率与产量的关系,进而建立了电解铝负荷的多阶段需求响应模型。针对电解铝工业园区,以新能源场站的建设成本与工业园区电力系统的运行成本最小为目标,计及电解铝负荷的调节时间、调节深度等特性,建立了考虑电解铝负荷需求响应的源荷协同优化配置模型,促进电解铝负荷与火电机组、可再生能源的协调互补。在求解时,使用变量替换、大M法对模型中的非线性约束进行线性化,将原问题转化为混合整数二次规划问题,从而实现利用商业求解器快速求解。采用实际算例进行仿真计算,结果表明所提方法可以同时兼顾系统经济性与新能源利用率,实现电力系统经济优质运行的目标。