CN111864768A - 一种电解铝负荷参与一次调频的控制方法及*** - Google Patents

一种电解铝负荷参与一次调频的控制方法及*** Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种电解铝负荷参与一次调频的控制方法及***，第一层控制，被配置为：根据当前电解铝厂的总可用容量得到所需承担备用容量值，以控制成本最小为目标进行备用容量优化，得到系列电流下限值；第二层控制，被配置为：按照电解系列的频率偏差量下调系列电流参考值，判断系列电流参考值是否低于系列电流下限值，如是则使得系列电流参考值等于系列电流下限值，并停止下调系列电流参考值；否则，继续进行系列电流参考值的下调控制；上层控制以控制成本最小为目标进行优化控制，并将优化结果作为约束施加于下层控制，提高了控制的经济性；下层控制采用分散式控制，通过自饱和电抗器对系列电流进行控制，保证了控制的连续性与快速性。

Description

一种电解铝负荷参与一次调频的控制方法及***
技术领域
本公开涉及电力***需求响应技术领域，特别涉及一种电解铝负荷参与一次调频的控制方法及***。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。
根据GB/T15945-1995规定，电力***的频率被控制在(50±0.2Hz)范围内的时间应达到98％以上。为达到此标准，调度中心应维持足够数量的备用容量。传统意义上，频率备用由发电侧承担，其中，一次调频备用的响应时间应小于30s。然而，随着持续推进能源供给侧结构性改革，可再生能源(如风电、光伏)的装机并网容量也迅速增加。可再生能源最大的问题是其出力受到气象因素的影响而存在较大的不确定性，并网后对电力***的频率控制造成了巨大挑战。为减小可再生能源并网造成的冲击，调度中心需要获取更多的备用容量以维持频率在指定范围内。在此背景下，仅从发电侧获取备用资源已经无法满足未来电力***的运行需求，从负荷侧行需求侧响应成为未来发展的趋势。
电解铝负荷是一种典型的高耗能且具有热惯量特性的负荷。电解过程通常在950～970℃之间的电解系列(由数十或上百个电解槽串联而成)中进行，利用直流电将熔融态氧化铝转化为铝单质。单个电解系列消耗功率往往在几十至数百兆瓦，而整个电解铝厂包括多个电解系列，实时功率可达到1000兆瓦以上。且短时间内断电或降负荷运行，只要维持电解槽内的电解质不凝固，就不会对电解铝产品质量造成破坏。同时，电解铝负荷拥有较好的控制特性，可通过对整流机组的控制实现功率的连续快速控制。因此，电解铝负荷又以其功率集中、热惯性大、控制特性好的特点被认为适合参与电力***的频率控制。为了充分考虑电解铝负荷的物理特性与经济特性，设计电解铝负荷参与一次调频的控制策略具有重要意义。
本公开发明人发现，目前电解铝负荷参与一次调频的方式存在以下问题：(1)目前对电解铝负荷参与一次调频的控制策略的设计仍处于研究阶段，实际中电解铝负荷的降负荷方式为对电解系列进行关断(一个电解铝厂中包含多个电解系列)，控制粒度较大，不具有连续性；(2)现有的电解铝负荷参与一次调频控制策略的研究中，仅考虑电解铝负荷物理特性而缺乏对其经济特性的考虑，不能在保证控制快速性的同时减少电解铝负荷的控制成本(由于降负荷引起的电解铝厂经济损失)。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种电解铝负荷参与一次调频的控制方法及***，分为上下两层控制，上层控制以控制成本最小为目标进行优化控制，并将优化结果作为约束施加于下层控制，提高了控制的经济性；下层控制采用分散式控制，通过自饱和电抗器对系列电流进行控制，保证了控制的连续性与快速性。
为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
本公开第一方面提供了一种电解铝负荷参与一次调频的控制方法。
一种电解铝负荷参与一次调频的控制方法，进行双层控制：
第一层控制，被配置为：根据当前电解铝厂的总可用容量得到所需承担备用容量值，以控制成本最小为目标进行备用容量优化，得到系列电流下限值；
第二层控制，被配置为：按照电解系列的频率偏差量下调系列电流参考值，判断系列电流参考值是否低于系列电流下限值，如是则使得系列电流参考值等于系列电流下限值，并停止下调系列电流参考值；否则，继续进行系列电流参考值的下调控制。
作为可能的一些实现方式，第一层控制，具体为：
在每个调度周期之初，采集各电解系列的可用容量，并基于所有电解系列的可用容量之和评估电解铝厂的总可用容量；
向外置终端上传电解铝厂的总可用容量，并获取由外置终端分派的所需承担备用容量值；
以控制成本最小为目标进行备用容量的优化分配，得到最优的系列电流下限序列，并将优化后的系列电流下限值作为约束施加给第二层控制的各电解系列；
判断时间间隔是否达到一个调度周期：若达到，则重新进行第一层控制，否则继续等待直至到达下一个调度周期。
作为可能的一些实现方式，第二层控制，具体为：
获取电解系列所在地区的***频率；
判断***频率是否低于动作阈值，若低于动作阈值，则按照频率偏差量下调系列电流参考值；否则，继续获取电解系列所在地区的***频率；
通过实施电解铝负荷内的系列电流控制，使系列电流值快速跟踪并稳定于系列电流参考值；
判断系列电流参考值是否低于上层所设置的系列电流下限值，若低于系列电流下限值，则设置该系列电流参考值等于系列电流下限值，并停止下调系列电流参考值；否则，重复进行判断***频率是否低于动作阈值之后的步骤。
本公开第二方面提供了一种电解铝负荷参与一次调频的控制***。
一种电解铝负荷参与一次调频的控制***，包括：
第一层控制模块，被配置为：根据当前电解铝厂的总可用容量得到所需承担备用容量值，以控制成本最小为目标进行备用容量优化，得到系列电流下限值；
第二层控制模块，被配置为：按照电解系列的频率偏差量下调系列电流参考值，判断系列电流参考值是否低于系列电流下限值，如是则使得系列电流参考值等于系列电流下限值，并停止下调系列电流参考值，否则，继续进行系列电流参考值的下调控制。
本公开第三方面提供了一种介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本公开第一方面所述的电解铝负荷参与一次调频的控制方法中的步骤。
本公开第四方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本公开第一方面所述的电解铝负荷参与一次调频的控制方法中的步骤。
与现有技术相比，本公开的有益效果是：
1、本公开所述的方法、***、介质及电子设备，考虑了电解铝负荷的物理特性，在下层控制中充分利用了电解铝负荷内原有的系列电流控制方案，实现了电解铝负荷功率的连续快速控制。
2、本公开所述的方法、***、介质及电子设备，考虑了电解铝负荷的经济特性，对电解铝负荷的控制成本进行精细建模，并在上层控制中通过求解混合整数线性规划问题实现备用容量的优化分配，有效降低了电解铝负荷参与一次调频过程中的控制成本。
3、本公开所述的方法、***、介质及电子设备，上下层控制相互独立，并列进行，兼顾了控制的经济性与快速性：上层定期求解优化问题，并将优化结果作为约束施加于下层控制以保证控制的经济性；下层服从上层约束，同时采用分散式控制以保证响应的快速性。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1为本公开实施例1提供的考虑控制成本的电解铝负荷参与一次调频的分层控制方法的实施流程图。
图2为本公开实施例1提供的电解铝厂分层控制架构示意图。
图3为本公开实施例1提供的备用容量优化分配问题的分段线性化示意图。
图4为本公开实施例1提供的电解铝负荷参与一次调频的下层控制框图。
图5为本公开实施例1提供的频率-系列电流下垂控制示意图。
图6为本公开实施例1提供的经过修改的四机两区算例***接线图。
图7为本公开实施例1提供的不同电解铝备用水平下直流闭锁故障导致的***频率变化曲线。
图8为本公开实施例1提供的不同功率削减场景下经过与不经过分层控制的电解铝厂控制成本柱状图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1：
如图1所示，本公开实施例1提供了一种考虑控制成本的电解铝负荷参与一次调频的分层控制方法，进行双层控制：
上层控制，被配置为：根据当前电解铝厂的总可用容量得到所需承担备用容量值，以控制成本最小为目标进行备用容量优化，得到系列电流下限值；
下层控制，被配置为：按照电解系列的频率偏差量下调系列电流参考值，判断系列电流参考值是否低于系列电流下限值，如是则使得系列电流参考值等于系列电流下限值，并停止下调系列电流参考值；否则，继续进行系列电流参考值的下调控制。
上层控制具体为：
步骤101：在每个调度周期之初，上位机采集各电解系列的可用容量，并基于所有电解系列的可用容量之和评估电解铝厂的总可用容量。
步骤102：上位机与调度中心进行交互，向调度中心上传电解铝厂的总可用容量，并获取由调度中心分派的所需承担备用容量值。
步骤103：通过求解以控制成本最小为目标的备用容量的优化分配问题，得到最优的系列电流下限序列，并将优化后的系列电流下限值作为约束施加给下层的各电解系列。
步骤104：判断计时器中时间间隔是否达到一个调度周期(15分钟)：若达到，则重新进行上层控制的步骤101-步骤104；若未达到，继续等待直至到达下一个调度周期。
下层控制，具体为：
步骤201：电解系列的本地控制器对***频率进行实时量测。
步骤202：判断***频率是否低于动作阈值：若低于动作阈值，则控制器按照频率偏差量下调系列电流参考值；否则，继续进行下层控制的步骤1。
步骤203：通过实施电解铝负荷内的系列电流控制，使系列电流值快速跟踪并稳定于系列电流参考值。
步骤204：判断系列电流参考值是否低于上层所设置的系列电流下限值，若低于系列电流下限值，则设置该系列电流参考值等于系列电流下限值，并停止下调系列电流参考值；否则，重复进行下层控制的步骤202-步骤204。
本实施例构建了电解铝负荷参与一次调频的分层控制架构，如图2所示，保证了电解铝负荷参与频率响应经济性与快速性。
在上层控制中，上位机通过求解混合整数线性规划问题实现备用容量的优化分配，并将优化结果作为约束施加于下层控制，有效降低了电解铝负荷在参与一次调频过程中的控制成本；在下层控制中，各电解系列采用分散式控制，利用电解铝负荷内原有的系列电流控制方案，实现了电解铝负荷功率的连续快速控制。
详细步骤如下：
上层控制的步骤101中，在每个调度周期之初，上位机采集各电解系列的可用容量，并基于所有电解系列的可用容量之和评估电解铝厂的总可用容量。
具体地，上位机需获取的可用容量信息包括电解铝厂内所有电解系列的可用容量：
Figure BDA0002595938050000081
其中n为电解铝厂内电解系列的数量。
对电解系列i，其可用容量Pi avi可由下式得到：
Figure BDA0002595938050000082
其中，Ud,i与Id,i为电解系列i的系列电压与系列电流；
Figure BDA0002595938050000083
与
Figure BDA0002595938050000084
分别为电解系列i中整流机组在调节范围内所能达到的系列电压与系列电流最低值。
电解铝厂的总可用容量
Figure BDA0002595938050000085
可由对所有电解系列的可用容量求和得到：
Figure BDA0002595938050000086
在上层控制的步骤102中，上位机与调度中心在每个调度周期中(15分钟)进行一次交互。上位机向调度中心上传由上述计算得到的电解铝厂的总可用容量
Figure BDA0002595938050000087
调度中心经过分析计算，最终给电解铝厂下达所需备用容量决策值
Figure BDA0002595938050000088
在此过程中需满足
Figure BDA0002595938050000089
这意味着在接下来的一个调度周期中，该电解铝厂需承担总数值为
Figure BDA00025959380500000810
的一次调频备用容量。
在上层控制的步骤103中，上位机通过求解以控制成本最小为目标的备用容量的优化分配问题，得到最优的系列电流下限序列，并将优化后的系列电流下限值作为约束施加给下层的各电解系列。
首先，对电解系列i的控制成本CR,i可表示为：
CR,i＝CPD,i+CPW,i (3)
其中，CPD,i为由原铝产量降低造成的直接损失，记为产量成本；CPW,i为由电解铝负荷在无产出时为保温而消耗电能损失，记为能量成本。
具体地，控制成本CR,i可表示为系列电流Id,i的分段二次函数：
Figure BDA0002595938050000091
其中，α、β、γ为分段二次函数系数，0.3356为铝的电化学当量，η0,i为电解系列i的额定电流效率，M0,i为额定状态下电解系列i的原铝产量(吨/时)，cprft为每吨原铝的净利润($/吨)，cfee为电能价格($/MWh)，Rd,i与Ed,i为电解系列i的槽电阻值与反电动势值，ri为分段函数标志位，ri满足：
Figure BDA0002595938050000092
当系列电流Id,i的下限值为
Figure BDA0002595938050000093
时，降负荷后全厂的总控制成本将不大于
Figure BDA0002595938050000094
其中
Figure BDA0002595938050000095
可表示为：
Figure BDA0002595938050000096
Figure BDA0002595938050000097
接下来，备用容量优化分配问题可表示为如下二次规划问题：
Figure BDA0002595938050000098
其中，目标函数为上述全厂控制成本
Figure BDA0002595938050000101
最小，决策变量为系列电流下限序列
Figure BDA0002595938050000102
与标志位序列r1…rn。将目标函数与约束条件中的二次项按照图3所示进行分段线性化，该二次规划问题可等效表示为一个混合整数线性规划问题：
Figure BDA0002595938050000103
其中，kc1,i、kc2,i、bc1,i与bc2,i为目标函数的分段线性化斜率与截距；kp1,i、kp2,i、bp1,i与bp2,i为约束条件的分段线性化斜率与截距，M为一个非常大的常数，
Figure BDA0002595938050000104
为一新设决策变量。
在每个调度周期中，获取调度中心下达的备用容量决策值
Figure BDA0002595938050000105
后，通过上述求解混合整数规划问题得到最优系列电流下限序列
Figure BDA0002595938050000106
并将其作为约束施加于下层控制。
在上层控制的步骤104中，判断计时器中时间间隔是否达到一个调度周期(15分钟)：若距上一次优化控制时间间隔达到一个调度周期，则重新进行上层控制中的步骤1-步骤4；若未达到，继续等待直至到达下一个调度周期。
具体的，在两个调度周期之间的时间间隔内，下层控制将采用最新得到的系列电流下限序列
Figure BDA0002595938050000107
作为其系列电流约束。
在下层控制的步骤201中，电解系列的本地控制器对***频率进行实时量测。在此步骤中，量测的频率是电解系列所在地区的***频率，该频率信息可由所在地区的调度中心共享获得，也可通过对电解厂装设频率量测装置进行自主量测。
在下层控制的步骤202中，电解系列的控制器实时监控***频率，若***频率f低于动作阈值ftrig，则控制器根据频率偏差量Δf下调系列电流参考值；否则，继续对频率进行实时监测。
具体地，如图4与图5所示，电解系列的下层控制采用频率-系列电流下垂控制，当频率偏差量为Δf≥fref-ftrig，电解系列i的控制器下调系列电流参考值Iref,i，此过程满足：
Iref,i＝Iref0,i-KiΔf (10)
其中，fref＝50Hz为标准频率，ftrig＝49.9Hz为频率动作阈值，Iref,i为系列电流参考值，Iref0,i为系列电流额定值，Ki为下垂系数
在下层控制的步骤203中，通过实施电解铝负荷内的系列电流控制(如图4内所示)，使系列电流值快速跟踪并稳定于系列电流参考值以实现快速连续降负荷。
系列电流控制策略是电解铝负荷内置的控制策略，通过PI控制器对系列电流Id,i进行控制，使系列电流Id,i能够跟踪并稳定于其参考值Iref,i。系列电流控制策略原本用于电解铝负荷内的电流稳定，以提高电解铝的生产效率。在本发明及实施例中，充分利用其作为下层控制的内环控制，实现了电解铝负荷在参与一次调频过程中的快速连续功率控制。
在下层控制的步骤204中，电解系列的控制器判断系列电流参考值是否低于上层所设置的系列电流下限值，若低于系列电流下限值，则设置该系列电流参考值Iref,i等于系列电流下限值
Figure BDA0002595938050000121
并停止下调系列电流参考值；否则，继续按照下垂控制下调系列电流参考值Iref,i。
如图4与图5中所示，在下层的分散式控制中，系列电流参考值需要服从上层施加的约束
Figure BDA0002595938050000122
当检测到系列电流参考值下调至Iref,i低于其预设下限值
Figure BDA0002595938050000123
时，设置
Figure BDA0002595938050000124
并停止下调系列电流参考值，以实现上述上层控制中的控制成本
Figure BDA0002595938050000125
最优。
对图6所示的经过修改的四机两区算例***进行仿真，在9节点处接入实时功率为1300MW的电解铝厂，节点7处负荷功率为1767MW，节点8处HVDC容量为400MW，发电机G1-G3容量为675MW，G4容量为642MW。节点9处电解铝厂内包含5个电解系列，其数据来自对山东省南山铝业的实地调研。
在t＝5s时，8节点处HVDC出现直流闭锁故障。图7表明，若电解铝负荷不参与一次调频，则在较大扰动下，***频率跌落较大且控制时间较长；在本发明设计的分层控制策略下，电解铝负荷可以在秒级时间尺度上响应频率偏差并削减负荷功率至指定数值，保证了电解铝负荷参与一次调频的快速性。同时，随着电解铝负荷承担的备用容量增加，一次调频的控制时间也缩短，频率跌落值分别减少0.11Hz，0.21Hz和0.24Hz。
分别在电解铝厂削减功率为100MW，150MW，200MW与250MW场景下对电解铝厂的控制成本进行计算，以经过与不经过分层控制两种情况进行对比。由图8可见，当不经过分层控制直接进行降负荷，大部分电解系列均在控制后进入停产状态，造成产量成本CPD与能量成本CPW均较高；当按照本发明提出的分层控制策略对控制成本进行优化计算，通过对电解系列设置电流下限，可以有效降低各场景下的产量成本CPD与能量成本CPW，保证电解铝厂参与一次调频过程中的经济性。
实施例2：
本公开第二方面提供了一种电解铝负荷参与一次调频的控制***，包括：
第一层控制模块，被配置为：根据当前电解铝厂的总可用容量得到所需承担备用容量值，以控制成本最小为目标进行备用容量优化，得到系列电流下限值；
第二层控制模块，被配置为：按照电解系列的频率偏差量下调系列电流参考值，判断系列电流参考值是否低于系列电流下限值，如是则使得系列电流参考值等于系列电流下限值，并停止下调系列电流参考值，否则，继续进行系列电流参考值的下调控制。
所述***的工作方法与实施例1提供的考虑控制成本的电解铝负荷参与一次调频的分层控制方法相同，这里不再赘述。
实施例3：
本公开实施例3提供了一种介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本公开实施例1所述的电解铝负荷参与一次调频的控制方法中的步骤，所述步骤为：
第一层控制，被配置为：根据当前电解铝厂的总可用容量得到所需承担备用容量值，以控制成本最小为目标进行备用容量优化，得到系列电流下限值；
第二层控制，被配置为：按照电解系列的频率偏差量下调系列电流参考值，判断系列电流参考值是否低于系列电流下限值，如是则使得系列电流参考值等于系列电流下限值，并停止下调系列电流参考值；否则，继续进行系列电流参考值的下调控制。
详细步骤与实施例1提供的考虑控制成本的电解铝负荷参与一次调频的分层控制方法相同，这里不再赘述。
实施例4：
本公开实施例4提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本公开实施例1所述的电解铝负荷参与一次调频的控制方法中的步骤，所述步骤为：
第一层控制，被配置为：根据当前电解铝厂的总可用容量得到所需承担备用容量值，以控制成本最小为目标进行备用容量优化，得到系列电流下限值；
第二层控制，被配置为：按照电解系列的频率偏差量下调系列电流参考值，判断系列电流参考值是否低于系列电流下限值，如是则使得系列电流参考值等于系列电流下限值，并停止下调系列电流参考值；否则，继续进行系列电流参考值的下调控制。
详细步骤与实施例1提供的考虑控制成本的电解铝负荷参与一次调频的分层控制方法相同，这里不再赘述。
本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本公开可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电解铝负荷参与一次调频的控制方法，其特征在于，进行双层控制：
第一层控制，被配置为：根据当前电解铝厂的总可用容量得到所需承担备用容量值，以控制成本最小为目标进行备用容量优化，得到系列电流下限值；
第二层控制，被配置为：按照电解系列的频率偏差量下调系列电流参考值，判断系列电流参考值是否低于系列电流下限值，如是则使得系列电流参考值等于系列电流下限值，并停止下调系列电流参考值；否则，继续进行系列电流参考值的下调控制。
2.如权利要求1所述的电解铝负荷参与一次调频的控制方法，其特征在于，第一层控制，具体为：
在每个调度周期之初，采集各电解系列的可用容量，并基于所有电解系列的可用容量之和评估电解铝厂的总可用容量；
向外置终端上传电解铝厂的总可用容量，并获取由外置终端分派的所需承担备用容量值；
以控制成本最小为目标进行备用容量的优化分配，得到最优的系列电流下限序列，并将优化后的系列电流下限值作为约束施加给第二层控制的各电解系列；
判断时间间隔是否达到一个调度周期：若达到，则重新进行第一层控制，否则继续等待直至到达下一个调度周期。
3.如权利要求1所述的电解铝负荷参与一次调频的控制方法，其特征在于，第二层控制，具体为：
获取电解系列所在地区的***频率；
判断***频率是否低于动作阈值，若低于动作阈值，则按照频率偏差量下调系列电流参考值；否则，继续获取电解系列所在地区的***频率；
通过实施电解铝负荷内的系列电流控制，使系列电流值快速跟踪并稳定于系列电流参考值；
判断系列电流参考值是否低于上层所设置的系列电流下限值，若低于系列电流下限值，则设置该系列电流参考值等于系列电流下限值，并停止下调系列电流参考值；否则，重复进行判断***频率是否低于动作阈值之后的步骤。
4.如权利要求3所述的电解铝负荷参与一次调频的控制方法，其特征在于，通过PI控制对电解铝负荷内的系列电流进行控制，使系列电流能够跟踪并稳定于系列电流参考值。
5.如权利要求1所述的电解铝负荷参与一次调频的控制方法，其特征在于，所述控制成本为原铝产量降低造成的直接损失与由电解铝负荷在无产出时为保温而消耗电能损失的加和。
6.如权利要求1所述的电解铝负荷参与一次调频的控制方法，其特征在于，第二层控制采用频率-系列电流下垂控制，具体为：当频率偏差大于频率参考值与动作阈值的差值时，系列电流参考值为系列电流额定值同频率偏差与下垂系数的乘积的差值。
7.如权利要求1所述的电解铝负荷参与一次调频的控制方法，其特征在于，基于当前电解系列中的状态值与整流机组调节范围得到电解系列的可用容量，并基于电解系列的可用容量得到电解铝厂的总可用容量。
8.一种电解铝负荷参与一次调频的控制***，其特征在于，包括：
第一层控制模块，被配置为：根据当前电解铝厂的总可用容量得到所需承担备用容量值，以控制成本最小为目标进行备用容量优化，得到系列电流下限值；
第二层控制模块，被配置为：按照电解系列的频率偏差量下调系列电流参考值，判断系列电流参考值是否低于系列电流下限值，如是则使得系列电流参考值等于系列电流下限值，并停止下调系列电流参考值，否则，继续进行系列电流参考值的下调控制。
9.一种介质，其上存储有程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的电解铝负荷参与一次调频的控制方法中的步骤。
10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7任一项所述的电解铝负荷参与一次调频的控制方法中的步骤。
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