CN115663849A - 一种水电厂与工业温控负荷协同快速调控的方法及控制器 - Google Patents

一种水电厂与工业温控负荷协同快速调控的方法及控制器 Download PDF

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CN115663849A CN202211700789.2A CN202211700789A CN115663849A CN 115663849 A CN115663849 A CN 115663849A CN 202211700789 A CN202211700789 A CN 202211700789A CN 115663849 A CN115663849 A CN 115663849A
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Abstract

本发明涉及新能源消纳技术领域，具体涉及一种水电厂与工业温控负荷协同快速调控的方法及控制器，所述方法为：读取和采集参数；计算水电厂要求功率变化量；水电厂设定功率变化量计算；建立水电厂模型：根据水电厂调速器控制参数和物理参数，建立水电厂调速器模型和水轮机模型；建立响应补偿模块：通过提取水电厂模型的零极点，求取水电厂主导极点，建立一阶或二阶系统的等效水电厂作为响应补偿模块；工业温控负荷目标用电量变化计算：根据水电厂要求功率变化量和响应补偿模块计算近似的水电厂实际响应功率，计算工业温控负荷目标用电量变化。所述方法可以用于适应含高比例新能源新型电力系统快速调控和平抑新能源快速波动的要求。

Description

一种水电厂与工业温控负荷协同快速调控的方法及控制器
技术领域
本发明涉及一种水电厂与工业温控负荷协同快速调控的方法及控制器，属于新能源消纳技术领域。
背景技术
在水电厂和其他可再生能源接入系统后，一些地区高比例的新能源发电总量高于本地的负荷用电量，有望实现零碳排的供电局面，但是高比例新能源发电导致这些地区电力系统灵活性的不足，难以平抑接入电力系统中高比例的风电或光伏发电等新能源的快速波动，造成含高比例新能源新型电力系统的频率无法满足要求。然而，需求侧重工业负荷的监测和控制设备的自动化程度高，工业温控负荷的用电功率在时间上易于转移，具有快速调控的能力，具有天然的优势来参与智能调控和提高电网的运行灵活性。目前，分布在高比例新能源发电地区的工厂在逐渐增加，给这些地区带来了新的灵活性资源。同时水电厂作为一种清洁的可再生能源具有一定的灵活性，但仅靠水电厂这一种灵活性资源平抑新能源快速波动，不能满足含高比例新能源新型电力系统快速调控要求。因此，如何实现负荷侧的工业温控负荷和源侧的水电厂协同适应含高比例新能源新型电力系统快速调控以平抑新能源快速波动，仍然缺乏有效的手段。一方面，工业温控负荷不希望自己的正常生产过程受到影响，其能参与的调控时间不能很长。另一方面，水电厂由于内部调速器的设置，响应速度不能很快，在平抑新能源波动时不能快速追踪新能源发电波动的变化，进而威胁电力系统的频率稳定。
已有研究只分别针对水电厂方面和工业温控负荷方面单独消纳新能源快速波动和实现一次调频等快速调控上有所涉及。在水电厂消纳新能源发电方面，已有文献（ZhangJ , Cheng C , Yu S , et al. Sharing hydropower flexibility in interconnectedpower systems: A case study for the China Southern power grid[J]. AppliedEnergy, 2021, 288(1):116645）中将大水电厂的灵活性进行量化、共享和利用，然后根据大型水电站的灵活性和运行约束为电网中不同区域提供灵活性，以联合消纳新能源发电的波动。此外，也有文献（J. Zhang, C. Cheng, S. Yu, and H. Su, Chance-constrainedco-optimization for day-ahead generation and reserve scheduling of cas-cadehydropower–variable renewable energy hybrid systems[J], Applied Energy, 2022,324:119732.）公开将阶梯水电与可再生能源系统进行协同优化以确定协同系统的日前发电计划和备用调度容量。也有通过动态规划的方法挖掘大型水电厂的灵活性，利用大型水电厂动态消纳光伏和风电的波动。上述水电厂研究虽然有如何消纳可再生能源的波动为电网提供灵活性，但是也被证明仅靠水电厂的灵活性不能满足含高比例新能源新型电力系统的调控需求，无法满足电快速调控的所需响应速度。在工业温控负荷参与电网一次调频等快速调控方面，现有文献（M. Cheng, J. Wu, S. J. Galsworthy, C. E. Ugalde-Loo, N.Gargov, et al, “Power system frequency response from the control of bitumentanks,” IEEE Transactions on Power Systems, 2015, 31(3):1769-1778.）中公开了利用沥青罐这类温控负荷根据电网频率的变化控制沥青罐开断状态，实现沥青罐功率的快速响应以参与电网一次调频；现有文献（Y. Zhou, M. Cheng, and J. Wu, “Enhancedfrequency response from industrial heating loads for electric power systems,”IEEE Transactions on Industrial Informatics, 2018, 15(6):3388-3399.）中公开用工业温控负荷和储能联合协同控制来参与电网的调频或跟踪电网发出的快速调控指令以获取经济收益；也有文献（E. Perroy, D. Lucas, and V. Debusschere, “Provision offrequency containment reserve through large industrial end-users pooling,”IEEE Transactions on Smart Grid, 2019, 11(1):26-36.）中公开将工业温控负荷用于提供调频储备等快速调控的电网辅助服务。上述研究的工业温控负荷调控方法虽然证明了工业温控负荷具有参与电网调频等快速调控辅助服务的能力，但是也在仿真中被证明工业温控负荷无法长时间响应电网跟踪信号，在较长时间参与调控后工业温控负荷的灵活性会受到较多影响，无法满足后续的调控目标要求。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种水电厂与工业温控负荷协同快速调控的方法及控制器，用于适应含高比例新能源新型电力系统快速调控和平抑新能源快速波动的要求。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种水电厂与工业温控负荷协同快速调控的方法，所述方法为：
S1、读取和采集参数：读取水电厂物理参数，采集电网频率和水电厂当前运行状态参数；
S2、计算水电厂要求功率变化量：通过采集的电网频率和与电网签订的投标功率来确定水电厂应追踪的功率变化曲线；
S3、计算水电厂目标功率变化量：根据水电厂的上调和下调爬坡率限制，计算巴特沃兹滤波器的参数，将水电厂要求功率变化量输入巴特沃兹滤波器来计算水电厂目标功率变化量；
S4、水电厂设定功率变化量计算：根据水电厂的额定运行功率和最小运行功率参数来限制水电厂目标功率变化量；
S5、建立水电厂模型：根据水电厂调速器控制参数和物理参数，建立水电厂调速器模型和水轮机模型；
S6、建立响应补偿模块：通过提取水电厂模型的零极点，求取水电厂主导极点，建立一阶或二阶系统的等效水电厂作为响应补偿模块；
S7、工业温控负荷目标用电量变化计算：根据水电厂要求功率变化量和响应补偿模块计算近似的水电厂实际响应功率，计算工业温控负荷目标用电量变化。
进一步的，步骤S1中，读取和采集的参数数据包括：电网频率、水电厂的爬坡率限制、水电厂额定功率、水电厂的运行功率、水电厂最小运行功率和工业温控负荷的总调控容量。
进一步的，步骤S2的具体操作为：通过采集的电网频率计算水电厂在发生新能源波动导致的频率下跌/上升事件时应追踪的目标，具体的计算公式为：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
（1）
其中，ΔP hy (t)是水电厂按照电网要求在频率偏离标准值Δf时要求t时刻达到的调控功率，k fr 是水电厂的下垂系数，T rq 是电网要求在调频时达到全部出力的所允许的最长时间，T fr 是参与一次调频所要求的需要维持功率的最短时间要求，t为参与调频的时间；
公式（1）中ΔP hy (t)的最大值是水电厂参与调频的投标量P bid ，该值是在电网频率下跌或上升达到0.5Hz及以上的情况需要水电厂发电量增加或下降的量。
进一步的，步骤S3中，水电厂目标功率变化量
Figure 543506DEST_PATH_IMAGE002
计算如下：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE003
（2）
其中T hy 是巴特沃兹滤波器的参数，
Figure 342835DEST_PATH_IMAGE004
是水电厂t时刻功率的变化量（这个变化量是相对于系统初始P hy (0)的值）；水电厂受到自身爬坡率约束限制，因此巴特沃兹滤波器的参数最小值
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE005
通过下式计算出来：
Figure 194117DEST_PATH_IMAGE006
（3）
其中
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE007
和
Figure 686278DEST_PATH_IMAGE008
分别是水电厂的向上调控和向下调控的最大爬坡率限制。
进一步的，步骤S4中，计算水电厂设定功率变化量要考虑水电厂当前运行状态，根据当前水电厂运行点P hy (t)、水电厂的额定功率
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE009
和水电厂最低运行功率
Figure 193482DEST_PATH_IMAGE010
来限制水电厂功率变化量，具体分为高频服务和低频服务两种情况：
当需要高频服务时：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE011
（4）
当需要低频服务时：
Figure 796502DEST_PATH_IMAGE012
（5）
其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE013
为水电厂设定功率变化量；
Figure 705552DEST_PATH_IMAGE014
为水电厂目标功率变化量。
进一步的，步骤S5中，水电厂调速器模型包括暂态下降缓冲模型和水闸模型。
进一步的，步骤S6中，采用步骤S5中建立的水电厂模型，将水电厂高阶模型模型表示为：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE015
（6）
其中，z i 是零点，x j 是极点，s为复变量；
通过公式（6）来计算水电厂的零点和极点，并根据求取主导极点的规则，寻找主导极点从而表示出等效低阶模型，模拟水电厂实际响应的响应补偿环节表示为：
Figure 103036DEST_PATH_IMAGE016
（7）
其中，s为复变量，x 1 为主导极点的实部，x 2 为主导极点的虚部，d p 是求得的主导极点，根据求得主导极点是否有虚部就会出现公式（7）的两种情况。
进一步的，步骤S7中，近似的水电厂实际响应功率
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE017
具体表示为：
Figure 159853DEST_PATH_IMAGE018
（8）
工业温控负荷目标用电量变化的计算公式：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE019
（9）
其中
Figure 504247DEST_PATH_IMAGE020
是工业温控负荷的目标用电量变化量，L -1是拉氏反变换。
本发明还公开了一种水电厂与工业温控负荷协同快速调控的控制器，所述的控制器包括处理器和与通信连接的存储介质，存储介质用于存储多条指令，处理器用于调用存储介质中的指令，以实现所述水电厂与工业温控负荷协同快速调控的方法。
进一步的，所述的控制器分为两个模块，第一模块式水电厂控制模块，用于计算水电厂的调控信号，根据电网的频率和水电厂运行状态的变化计算出水电厂的设定控制信号；第二模块是工业温控负荷的控制模块，用于计算工业温控负荷的调控信号，根据电网频率、水电厂运行状态和水电厂设定控制信号计算出工业温控负荷的设定控制信号。
本发明的有益效果是：
1）本发明可以根据具体水电厂的爬坡率参数来计算巴特沃兹滤波器的参数，避免了滤波器调参的问题。
2）本发明结合了大型水电厂和工业温控负荷的特点，可以在参与快速调控时既保持有工业温控负荷快速改变功率的能力，还能具有水电厂参与持续调控的能力。
3）本发明可以有效避免大型水电厂在参与快速控制过程中，由于水闸开启过快开启/关闭而导致短时间内的水电厂的实际功率变化方向与设定功率相反的问题。
4）本发明工业温控负荷在快速调控过程中主要承担弥补水电厂短时间内实际功率和目标功率偏差的作用，不用长期改变自身用电功率，因此对工业温控负荷正常生产影响更小。
5）本发明的响应补偿模块可以较为精确的计算出水电厂设定功率与实际功率的差值，并将该差值由工业温控负荷补偿，使得水电厂和工业温控负荷能精确追踪总目标功率变化。
附图说明
图1为实施例中水电厂与工业温控负荷协同控制方法的主要设计框架图；
图2为实施例中所述水电厂-工业温控负荷电力系统；
图3为实施例中所述水电厂模型；
图4为有无工业温控负荷协同调控的电力系统频率变化曲线图；
图5为有无工业温控负荷协同调控情况下水电厂的发电量变化和工业温控负荷的用电功率的变化曲线图；
图6为两种内部参数的水电厂的实际响应曲线和对应的工业温控负荷响应曲线；
图7为两种参数的水电厂下面对同一频率下跌事件的系统频率变化曲线；
图8为引入真实新能源发电波动后有无工业温控负荷协同调控的系统频率的变化曲线；
图9为水电厂与工业温控负荷协同调控的控制器结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式做详细说明。本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受公开的具体实施例的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与本发明所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同。所使用的术语只为描述具体实施方式，不为限制本发明。
一种水电厂与工业温控负荷协同快速调控的方法，所述方法为：
S1、读取和采集参数：读取水电厂物理参数，采集电网频率和水电厂当前运行状态参数；
S2、计算水电厂要求功率变化量：通过采集的电网频率和与电网签订的投标功率来确定水电厂应追踪的功率变化曲线；
S3、计算水电厂目标功率变化量：根据水电厂的上调和下调爬坡率限制，计算巴特沃兹滤波器的参数，将水电厂要求功率变化量输入巴特沃兹滤波器来计算水电厂目标功率变化量；
S4、水电厂设定功率变化量计算：根据水电厂的额定运行功率和最小运行功率参数来限制水电厂目标功率变化量；
S5、建立水电厂模型：根据水电厂调速器控制参数和物理参数，建立水电厂调速器模型和水轮机模型；
S6、建立响应补偿模块：通过提取水电厂模型的零极点，求取水电厂主导极点，建立一阶或二阶系统的等效水电厂作为响应补偿模块；
S7、工业温控负荷目标用电量变化计算：根据水电厂要求功率变化量和响应补偿模块计算近似的水电厂实际响应功率，计算工业温控负荷目标用电量变化。
本实施例以保温炉负荷为例和水电厂进行协同控制器设计，以参与含高比例新能源新型电力系统快速调控并做算例验证为例。
本发明所给出的水电厂与工业温控负荷协同控制器的主要设计框架图如图1所示，步骤S1中，采集基本数据包括：电网频率、水电厂的爬坡率限制、水电厂额定功率、水电厂的运行功率、水电厂最小运行功率和工业温控负荷的总调控容量。水电厂与工业温控负荷协同控制器应用于如图2所示的水电厂-工业温控负荷电力系统中。
步骤S2计算水电厂要求功率变化目标的具体操作为：通过采集的电网频率计算水电厂在发生新能源波动导致的频率下跌/上升事件时应追踪的目标，具体的计算公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE021
（1）
其中，ΔP hy (t)是水电厂按照电网要求在频率偏离标准值Δf时要求t时刻达到的调控功率，k fr 是水电厂的下垂系数，T rq 是电网要求在调频时达到全部出力的所允许的最长时间，T fr 是参与一次调频所要求的需要维持功率的最短时间要求，t为参与调频的时间；
公式（1）中ΔP hy (t)的最大值是水电厂参与调频的投标量P bid ，该值是在电网频率下跌或上升达到0.5Hz及以上的情况需要水电厂发电量增加或下降的量。
步骤S3中，水电厂目标功率变化量计算要考虑水电厂自身的爬坡率限制，因此水电厂目标功率变化量
Figure 64541DEST_PATH_IMAGE022
计算如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE023
（2）
其中T hy 是巴特沃兹滤波器的参数，
Figure 164084DEST_PATH_IMAGE024
是水电厂t时刻功率的变化量（这个变化量是相对于系统初始P hy (0)的值）；水电厂受到自身爬坡率约束限制，因此巴特沃兹滤波器的参数最小值
Figure DEST_PATH_IMAGE025
通过下式计算出来：
Figure 380302DEST_PATH_IMAGE026
（3）
其中
Figure DEST_PATH_IMAGE027
和
Figure 596563DEST_PATH_IMAGE028
分别是水电厂的向上调控和向下调控的最大爬坡率限制。
水电厂目标功率变化量计算公式实际就是图1中经过一阶巴特沃兹滤波器的结果。
步骤S4中，计算水电厂设定功率变化量要考虑水电厂当前运行状态，根据当前水电厂运行点P hy (t)、水电厂的额定功率
Figure DEST_PATH_IMAGE029
和水电厂最低运行功率
Figure 214626DEST_PATH_IMAGE030
来限制水电厂功率变化量，具体分为高频服务和低频服务两种情况：
当需要高频服务时：
Figure DEST_PATH_IMAGE031
（4）
当需要低频服务时：
Figure 688333DEST_PATH_IMAGE032
（5）
其中，
Figure 923005DEST_PATH_IMAGE013
为水电厂设定功率变化量；
Figure 874780DEST_PATH_IMAGE014
为水电厂目标功率变化量。
步骤S5中，水电厂模型如图3所示，模型中包括水电厂调速器模型和水轮机的模型，调速器模型中包括暂态下降缓冲模型和水闸模型，具体参数解释为：T re 是复位时间，R T 是暂时下降率，R P 是永久下降率，T G 是主伺服时间常数，Tw是水的启动时间，f ref 是参考系统频率，Δf是系统频率的变化量，K是调速器比例系数，
Figure DEST_PATH_IMAGE033
是水电厂实际发电功率，这些参数通过测定或为预先设定的控制参数。
步骤S6中，水电厂实际响应功率变化量不能完全追踪设定功率变化量，因此这一部分差值也需要计算出来由工业温控负荷补偿。响应补偿环节就是模拟水电厂实际输出的模块，通过等效低阶模型来模拟实际水电厂高阶模型的实际输出。采用步骤S5中建立的水电厂模型，将水电厂高阶模型模型表示为：
Figure 612929DEST_PATH_IMAGE034
（6）
其中，z i 是零点，x j 是极点，s为复变量；
通过公式（6）来计算水电厂的零点和极点，并根据求取主导极点的规则，寻找主导极点从而表示出等效低阶模型，模拟水电厂实际响应的响应补偿环节表示为：
Figure DEST_PATH_IMAGE035
（7）
其中，s为复变量，x 1 为主导极点的实部，x 2 为主导极点的虚部，d p 是求得的主导极点，根据求得主导极点是否有虚部就会出现公式（7）的两种情况。
步骤S7中，工业温控负荷用电量变化主要是补偿水电厂应响应信号与实际响应信号之间的差值。通过响应补偿模块可以计算水电厂的近似实际功率变化量
Figure 54275DEST_PATH_IMAGE036
，具体表示为：
Figure 713926DEST_PATH_IMAGE018
（8）
工业温控负荷目标用电量变化的计算公式：
Figure DEST_PATH_IMAGE037
（9）
其中
Figure 266130DEST_PATH_IMAGE020
是工业温控负荷的目标用电量变化量，L -1是拉氏反变换。
一种水电厂与工业温控负荷协同快速调控的控制器，具体如图9所示，所述的控制器包括处理器和与通信连接的存储介质，存储介质用于存储多条指令，处理器用于调用存储介质中的指令，以实现所述水电厂与工业温控负荷协同快速调控的方法。
所述的控制器分为两个模块，第一模块式水电厂控制模块，用于计算水电厂的调控信号，根据电网的频率和水电厂运行状态的变化计算出水电厂的设定控制信号，具体如上述步骤S2~S4所述。第二模块是工业温控负荷的控制模块，用于计算工业温控负荷的调控信号，根据电网频率、水电厂运行状态和水电厂设定控制信号计算出工业温控负荷的设定控制信号，具体如上述步骤S5~S7所述。
所述存储器可以是所述终端的内部存储单元，例如终端的硬盘或内存。所述存储器也可以是所述终端的外部存储设备，例如所述终端上配备的插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card, SMC），安全数字（Secure Digital, SD）卡，闪存卡（Flash Card）等。所述存储器用于存储控制器所需的应用软件和各类数据。同时所述存储器还可以用于暂时存储部分输入信息以用于程序后续处理或者存储已经输出或将要输出的数据。所述存储器中也会存储有水电厂与工业温控负荷协同控制器内核程序，该程序可由处理器执行。
所述处理器可以是一中央处理器（Central Processing Unit, CPU），微处理器或其他芯片，用于运行所述存储器存储的程序代码和处理数据。例如执行所述水电厂与工业温控负荷协同控制策略，计算水电厂与工业温控负荷的控制信号。
以图2所示的系统为例，工业温控负荷以电解铝厂中的保温炉为例，外部频率下跌事件为与该电网相连的高比例新能源发电波动引起的频率变化事件。仿真结果图4-7是在一次调频时间尺度内验证水电厂与工业温控负荷协同控制器的效果，假定新能源发电短时间内连续减少两次60MW的发电功率。仿真结果图8则是引入真实的新能源发电波动后的1000s的仿真算例。
图4展示了有无工业温控负荷参与的系统频率的变化，看到有水电厂与工业温控负荷协同控制参与一次调频的系统相比于只有水电厂参与一次调频，系统频率稳定速度快，最终系统稳定的频率相近。图5展示了两种情况下水电厂的发电量变化和工业温控负荷的用电功率的变化。可以看到通过协同控制器控制的工业温控负荷给予了水电厂爬坡率和功率方面的支持，使得水电厂的实际响应曲线更加平缓。同时，避免了水电厂单独参与一次调频在响应过程开始出现的发电功率下跌的问题。
图6-7展示了当水电厂因运行状态改变而控制参数和物理参数发生变化时该协同控制器的有效性。图6展示了两种内部参数的水电厂的实际响应曲线和对应的工业温控负荷响应曲线。可以看到受到协同控制器作用，工业温控负荷可以起到支持不同参数水电厂的爬坡率和功率。图7展示了两种参数的水电厂下面对同一频率下跌事件，调频效果几乎相一致，验证了协同控制器在不同场景下的有效性。
图8展示了引入真实新能源发电波动后系统频率的变化。可以看到仅靠水电厂难以追踪新能源发电波动，系统频率难以达到平衡。而水电厂与工业温控负荷协同控制可以快速平抑新能源发电的波动，使得系统频率快速达到稳定，证明了水电厂与工业温控负荷控制器在含高比例新能源新型电力系统下实现快速调控的能力。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合穷举，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围，本发明的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种水电厂与工业温控负荷协同快速调控的方法，其特征在于，所述方法为：
S1、读取和采集参数：读取水电厂物理参数，采集电网频率和水电厂当前运行状态参数；
S2、计算水电厂要求功率变化量：通过采集的电网频率和与电网签订的投标功率来确定水电厂应追踪的功率变化曲线；
S3、计算水电厂目标功率变化量：根据水电厂的上调和下调爬坡率限制，计算巴特沃兹滤波器的参数，将水电厂要求功率变化量输入巴特沃兹滤波器来计算水电厂目标功率变化量；
S4、水电厂设定功率变化量计算：根据水电厂的额定运行功率和最小运行功率参数来限制水电厂目标功率变化量；
S5、建立水电厂模型：根据水电厂调速器控制参数和物理参数，建立水电厂调速器模型和水轮机模型；
S6、建立响应补偿模块：通过提取水电厂模型的零极点，求取水电厂主导极点，建立一阶或二阶系统的等效水电厂作为响应补偿模块；
S7、工业温控负荷目标用电量变化计算：根据水电厂要求功率变化量和响应补偿模块计算近似的水电厂实际响应功率，计算工业温控负荷目标用电量变化。
2.根据权利要求1所述一种水电厂与工业温控负荷协同快速调控的方法，其特征在于，步骤S1中，读取和采集的参数数据包括：电网频率、水电厂的爬坡率限制、水电厂额定功率、水电厂的运行功率、水电厂最小运行功率和工业温控负荷的总调控容量。
3.根据权利要求1所述一种水电厂与工业温控负荷协同快速调控的方法，其特征在于，步骤S2的具体操作为：通过采集的电网频率计算水电厂在发生新能源波动导致的频率下跌/上升事件时应追踪的目标，具体的计算公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
（1）
其中，ΔP hy (t)是水电厂按照电网要求在频率偏离标准值Δf时要求t时刻达到的调控功率，k fr 是水电厂的下垂系数，T rq 是电网要求在调频时达到全部出力的所允许的最长时间，T fr 是参与一次调频所要求的需要维持功率的最短时间要求，t为参与调频的时间；
公式（1）中ΔP hy (t)的最大值是水电厂参与调频的投标量P bid ，该值是在电网频率下跌或上升达到0.5Hz及以上的情况需要水电厂发电量增加或下降的量。
4.根据权利要求3所述一种水电厂与工业温控负荷协同快速调控的方法，其特征在于，步骤S3中，水电厂目标功率变化量
Figure 480099DEST_PATH_IMAGE002
计算如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
（2）
其中T hy 是巴特沃兹滤波器的参数，
Figure 928398DEST_PATH_IMAGE004
是水电厂t时刻要求功率的变化量；水电厂受到自身爬坡率约束限制，因此巴特沃兹滤波器的参数最小值
Figure DEST_PATH_IMAGE005
通过下式计算出来：
Figure 764592DEST_PATH_IMAGE006
（3）
其中
Figure DEST_PATH_IMAGE007
和
Figure 690960DEST_PATH_IMAGE008
分别是水电厂的向上调控和向下调控的最大爬坡率限制。
5.根据权利要求4所述一种水电厂与工业温控负荷协同快速调控的方法，其特征在于，步骤S4中，计算水电厂设定功率变化量要考虑水电厂当前运行状态，根据当前水电厂运行点P hy (t)、水电厂的额定功率
Figure DEST_PATH_IMAGE009
和水电厂最低运行功率
Figure 770912DEST_PATH_IMAGE010
来限制水电厂功率变化量，具体分为高频服务和低频服务两种情况：
当需要高频服务时：
Figure DEST_PATH_IMAGE011
（4）
当需要低频服务时：
Figure 921270DEST_PATH_IMAGE012
（5）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE013
为水电厂设定功率变化量；
Figure 250620DEST_PATH_IMAGE014
为水电厂目标功率变化量。
6.根据权利要求5所述一种水电厂与工业温控负荷协同快速调控的方法，其特征在于，步骤S5中，水电厂调速器模型包括暂态下降缓冲模型和水闸模型。
7.根据权利要求6所述一种水电厂与工业温控负荷协同快速调控的方法，其特征在于，步骤S6中，采用步骤S5中建立的水电厂模型，将水电厂高阶模型模型表示为：
Figure DEST_PATH_IMAGE015
（6）
其中，z i 是零点，x j 是极点，s为复变量；
通过公式（6）来计算水电厂的零点和极点，并根据求取主导极点的规则，寻找主导极点从而表示出等效低阶模型，模拟水电厂实际响应的响应补偿环节表示为：
Figure 715100DEST_PATH_IMAGE016
（7）
其中，s为复变量，x 1 为主导极点的实部，x 2 为主导极点的虚部，d p 是求得的主导极点，根据求得主导极点是否有虚部就会出现公式（7）的两种情况。
8.根据权利要求7所述一种水电厂与工业温控负荷协同快速调控的方法，其特征在于，步骤S7中，近似的水电厂实际响应功率
Figure DEST_PATH_IMAGE017
具体表示为：
Figure 915137DEST_PATH_IMAGE018
（8）
工业温控负荷目标用电量变化的计算公式：
Figure DEST_PATH_IMAGE019
（9）
其中
Figure 970818DEST_PATH_IMAGE020
是工业温控负荷的目标用电量变化量，L -1是拉氏反变换。
9.一种水电厂与工业温控负荷协同快速调控的控制器，其特征在于，所述的控制器包括处理器和与通信连接的存储介质，存储介质用于存储多条指令，处理器用于调用存储介质中的指令，以实现权利要求1-8任意一项所述水电厂与工业温控负荷协同快速调控的方法。
10.根据权利要求9所述一种水电厂与工业温控负荷协同快速调控的控制器，其特征在于，所述的控制器分为两个模块，第一模块式水电厂控制模块，用于计算水电厂的调控信号，根据电网的频率和水电厂运行状态的变化计算出水电厂的设定控制信号；第二模块是工业温控负荷的控制模块，用于计算工业温控负荷的调控信号，根据电网频率、水电厂运行状态和水电厂设定控制信号计算出工业温控负荷的设定控制信号。
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