Hall-H\'eroult 电解池功率调制优化：作为虚拟能源存储的工艺可操作性与约束

铝通过 Hall-H\'eroult 过程制造，这一过程能源消耗很大。功率调制作为一种工业规模的需求侧电力管理方法，允许铝陷矿以可变功率消耗率运行，从而可以由可再生能源供电。这样，铝陷矿电解池可作为大型虚拟能源存储，用于平衡功率需求-供应并稳定电网。本文研究潜在的最优功率调制操作条件，包括时变线电流和阳极-阴极距离（ACD）轮廓，以在制约电池热平衡的前提下最大化铝减铝电解池盈利。为处理具有空间分布性和多时间尺度特征的复杂电池动力学，开发了一种新型优化方法，利用简化模型和详细模型。结果揭示了针对不同功率调制场景（包括时段电价和现货价）的最优线电流和ACD轮廓。这些结果可为进一步研究铝减铝电解池的在线控制策略提供基础。