铝电解槽换极热-电-流场仿真研究及换极策略分析

换极是现代铝电解工业的必要操作之一,新换冷极对电解槽的热场、电场和稳定性造成巨大冲击。本文开发了换极过程中的热-电-流仿真模型,对不同区域(如角部极、中间极)、不同工艺(换热极)的换极进行了模拟分析。研究发现换角部极对槽温度的影响大于中间极,可为角部极提供较大的附加电压值或较长的附加电压时间来增加换角极的热收入,提高温度恢复速度,而换热极工艺则可大大加快新极的温度恢复速度。通过本模型的研究可为换极过程优化提供模型和手段,以达到减小换极影响、提高电流效率的目的。

预装式电化学储能电站数字孪生模型建立方法

目前预装式电化学储能电站为储能工程推广应用的重要方式,针对其全寿命周期数字孪生技术开展研究,提出了一种电化学储能电站电-热-流多物理场数字孪生模型建立方法。首先,通过设计电池标准化测试方案,获取电池的容量/能量、OCV(开路电压)和功率等基础特性以及电池的多物理场耦合规律;然后,通过测试数据辨识电池模型参数,构建老化模型参数数据库;其次,基于ICA(容量增量分析法)揭示电池老化过程,并提取特征映射电池最大可用容量;接着,基于电池多物理场耦合特性,利用实测激光扫描仪、工程图纸、COMSOL多物理场仿真软件建立电池舱的热场、流体场模型。最后,依托浙江省某用户侧预装式储能电站进行技术验证,结果表明,所建立的数字孪生模型可实现电站电-热-流多物理场推演以及状态评估。