本發明屬于電力系統頻率控制，特別提出一種基于擾動嚴重度評估的一次調頻自適應下垂控制方法。
背景技術：
1、高比例新能源的接入給電力系統頻率控制帶來了新的挑戰：一方面，傳統同步發電機被電力電子逆變器并網的電源所替代，系統整體慣量水平下降；另一方面，新能源出力的波動性和不確定性使得系統功率失衡事件更加頻繁，對一次調頻的響應速度和適應性提出了更高要求。
2、在此背景下，儲能系統、風電系統、光伏發電系統等逆變器型電源逐漸承擔起一次調頻任務。目前，這類電源參與一次調頻普遍采用固定參數的線性下垂控制方法：當電網頻率偏離額定值并超過設定的死區范圍后，電源根據固定的下垂系數輸出與頻率偏差成正比的功率，直至頻率恢復至死區范圍內。
3、然而，固定參數線性下垂控制方法的不足在于未能充分利用逆變器型電源控制靈活、響應可調的技術優勢。固定參數方法無法根據擾動嚴重程度動態調整控制策略，在輕微擾動時可能導致過度響應，造成儲能系統不必要的充放電循環；在嚴重擾動時又可能響應不足，難以有效抑制頻率的快速變化。
4、因此，如何發揮逆變器型電源控制靈活的優勢，實現適應不同擾動場景的一次調頻控制，成為當前亟需解決的技術問題。
技術實現思路
1、本發明的目的是為克服已有技術的不足之處，提出一種基于擾動嚴重度評估的一次調頻自適應下垂控制方法。本發明具有提升逆變器型電源調頻資源利用效率、增強頻率控制適應性的優點，可有效改善高比例新能源電力系統頻率控制的經濟性和安全性。
2、本發明第一方面實施例提出一種基于擾動嚴重度評估的一次調頻自適應下垂控制方法，包括：
3、在電網當前頻率偏差超過預設的頻率死區時，判定發生擾動事件，啟動一次調頻控制；
4、在一次調頻控制過程中，通過周期性擾動嚴重度評估對下垂系數進行更新；
5、基于當前所述下垂系數，計算調頻功率指令并執行；其中，若所述調頻功率指令執行后，所述當前頻率恢復至所述頻率死區范圍內，則一次調頻響應結束。
6、在本發明的一個具體實施例中，還包括：
7、啟動一次調頻控制后，設定初始下垂系數；其中，為預設的最小下垂系數，為判定發生擾動事件的時刻，設定時刻的擾動嚴重度指標，其中為時刻的頻率偏差。
8、在本發明的一個具體實施例中，所述通過周期性擾動嚴重度評估對下垂系數進行更新，包括：
9、1）設定下垂系數更新周期為，在每一更新時刻對擾動嚴重度進行評估，為正整數；
10、令=1；
11、2）基于時刻電網頻率信號，計算時刻的頻率偏差：
12、
13、其中，為額定頻率；
14、計算時刻相較于前一時刻的頻率變化率：
15、
16、3）基于步驟2）的結果，計算時刻的擾動嚴重度指標：
17、
18、其中，為加權系數，用于協調頻率偏差與變化率對擾動程度評估的影響；
19、4）更新時刻的下垂系數；
20、其中，若滿足以下不等式，則判定擾動程度進一步加劇：
21、
22、其中，為抑制測量噪聲影響的閾值；根據預設的映射函數計算時刻的候選下垂系數，并按單調遞增原則更新時刻的下垂系數：
23、
24、若不滿足，則保持當前下垂系數不變，即令=。
25、在本發明的一個具體實施例中，還包括：
26、所述映射函數采用分段映射形式；通過將擾動事件劃分為不同的嚴重等級，對每個等級設置對應的下垂系數固定值，從而根據當前時刻擾動事件對應的等級劃分結果得到候選下垂系數的對應取值；
27、其中，擾動等級越高，該等級對應的下垂系數固定值越大；擾動等級越低，該等級對應的下垂系數固定值越小。
28、在本發明的一個具體實施例中，還包括：
29、在每個下垂系數的更新周期內，即，采用該周期開始時刻的下垂系數進行一次調頻響應，當前調頻功率指令計算表達式如下：
30、
31、執行當前調頻功率指令后，再次采集當前頻率并計算，若頻率恢復至死區范圍內，則本次一次調頻響應過程結束；
32、否則，對當前時刻進行判定：
33、若當前時刻未到達時刻，則再次計算調頻功率指令并執行；若當前時刻到達時刻，則令=+1，然后進行下一個周期的擾動嚴重度評估并更新下垂系數。
34、本發明第二方面實施例提出一種基于擾動嚴重度評估的一次調頻自適應下垂控制裝置，包括：
35、擾動判定模塊，用于在電網當前頻率偏差超過預設的頻率死區時，判定發生擾動事件，啟動一次調頻控制；
36、下垂系數更新模塊，用于在一次調頻控制過程中，通過周期性擾動嚴重度評估對下垂系數進行更新；
37、一次調頻響應模塊，用于基于當前所述下垂系數，計算調頻功率指令并執行；其中，若所述調頻功率指令執行后，所述當前頻率恢復至所述頻率死區范圍內，則一次調頻響應結束。
38、在本發明的一個具體實施例中，還包括：
39、啟動一次調頻控制后，設定初始下垂系數；其中，為預設的最小下垂系數，為判定發生擾動事件的時刻，設定時刻的擾動嚴重度指標，其中為時刻的頻率偏差。
40、在本發明的一個具體實施例中，所述通過周期性擾動嚴重度評估對下垂系數進行更新，包括：
41、1）設定下垂系數更新周期為，在每一更新時刻對擾動嚴重度進行評估，為正整數；
42、令=1；
43、2）基于時刻電網頻率信號，計算時刻的頻率偏差：
44、
45、其中，為額定頻率；
46、計算時刻相較于前一時刻的頻率變化率：
47、
48、3）基于步驟2）的結果，計算時刻的擾動嚴重度指標：
49、
50、其中，為加權系數，用于協調頻率偏差與變化率對擾動程度評估的影響；
51、4）更新時刻的下垂系數；
52、其中，若滿足以下不等式，則判定擾動程度進一步加劇：
53、
54、其中，為抑制測量噪聲影響的閾值；根據預設的映射函數計算時刻的候選下垂系數，并按單調遞增原則更新時刻的下垂系數：
55、
56、若不滿足，則保持當前下垂系數不變，即令=。
57、在本發明的一個具體實施例中，還包括：
58、所述映射函數采用分段映射形式；通過將擾動事件劃分為不同的嚴重等級，對每個等級設置對應的下垂系數固定值，從而根據當前時刻擾動事件對應的等級劃分結果得到候選下垂系數的對應取值；
59、其中，擾動等級越高，該等級對應的下垂系數固定值越大；擾動等級越低，該等級對應的下垂系數固定值越小。
60、在本發明的一個具體實施例中，還包括：
61、在每個下垂系數的更新周期內，即，采用該周期開始時刻的下垂系數進行一次調頻響應，當前調頻功率指令計算表達式如下：
62、
63、執行當前調頻功率指令后，再次采集當前頻率并計算，若頻率恢復至死區范圍內，則本次一次調頻響應過程結束；
64、否則，對當前時刻進行判定：
65、若當前時刻未到達時刻，則再次計算調頻功率指令并執行；若當前時刻到達時刻，則令=+1，然后進行下一個周期的擾動嚴重度評估并更新下垂系數。
66、本發明第三方面實施例提出一種電子設備，包括：
67、至少一個處理器；以及，與所述至少一個處理器通信連接的存儲器；
68、其中，所述存儲器存儲有可被所述至少一個處理器執行的指令，所述指令被設置為用于執行上述一種基于擾動嚴重度評估的一次調頻自適應下垂控制方法。
69、本發明第四方面實施例提出一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲計算機指令，所述計算機指令用于使所述計算機執行上述一種基于擾動嚴重度評估的一次調頻自適應下垂控制方法。
70、本發明的特點及有益效果：
71、本發明在擾動發展階段周期性判定擾動嚴重程度，在此基礎上動態更新下垂系數，實現下垂系數隨擾動演化過程的自適應調節，能夠有效提升調頻資源的利用效率。本發明可廣泛應用于各類逆變器接入的電源，在小擾動事件中減少不必要的功率輸出、降低設備損耗，同時增強對嚴重擾動的支撐能力，從而提升電力系統運行的經濟性和安全性。