謝偉，李官軍，方陳，張宇，劉宇，楊蘋

（1.國網(wǎng)上海市電力公司電力科學(xué)研究院，上海 200437；2.中國電力科學(xué)研究院，江蘇南京 210003；3.上海電氣鈉硫儲(chǔ)能技術(shù)有限公司，上海 201815；4.廣東省綠色能源技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州 510640）

含鈉硫電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的微網(wǎng)多時(shí)間尺度能量管理策略

謝偉1，李官軍2，方陳1，張宇1，劉宇3，楊蘋4

（1.國網(wǎng)上海市電力公司電力科學(xué)研究院，上海 200437；2.中國電力科學(xué)研究院，江蘇南京 210003；3.上海電氣鈉硫儲(chǔ)能技術(shù)有限公司，上海 201815；4.廣東省綠色能源技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州 510640）

針對包含鈉硫電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的微電網(wǎng)，文中以微網(wǎng)運(yùn)行成本最小化為目標(biāo)，同時(shí)考慮鈉硫電池的荷電狀態(tài)和使用壽命，提出一種針對含鈉硫電池儲(chǔ)能系統(tǒng)微網(wǎng)的多時(shí)間尺度能量管理策略，分別對微網(wǎng)能量管理策略的日前調(diào)度和實(shí)時(shí)調(diào)度進(jìn)行建模。最后以一個(gè)微網(wǎng)系統(tǒng)作為算例，通過日前調(diào)度結(jié)果和實(shí)時(shí)調(diào)度結(jié)果的比較分析可知，多時(shí)間尺度的能量管理策略可提高微電網(wǎng)運(yùn)行效益，而實(shí)時(shí)調(diào)度計(jì)劃基于超短期功率預(yù)測，可對日前調(diào)度計(jì)劃進(jìn)行較大程度的修正，保證微電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行。

鈉硫電池儲(chǔ)能；微電網(wǎng)；多時(shí)間尺度能量管理

近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對電能需求與日劇增，而分布式發(fā)電技術(shù)以其高能源利用率、清潔性和經(jīng)濟(jì)性得到廣泛的關(guān)注，成為新能源利用的主要形式，但是由于其具有隨機(jī)性、波動(dòng)性和間歇性等特點(diǎn)，分布式電源的大規(guī)模并網(wǎng)運(yùn)行會(huì)給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來不利影響，給電網(wǎng)規(guī)劃和能量的調(diào)度管理帶來巨大的挑戰(zhàn)[1-2]。

作為分布式發(fā)電的技術(shù)支持，微電網(wǎng)受到同樣的關(guān)注。微電網(wǎng)系統(tǒng)將分布式電源，負(fù)荷，儲(chǔ)能系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)結(jié)合在一起，形成一個(gè)小型的電力系統(tǒng)。微電網(wǎng)和大電網(wǎng)可以互為支撐，同時(shí)微電網(wǎng)的靈活性使其既能夠聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行又可孤島運(yùn)行，保障供電可靠性[3-5]。

可再生能源具有隨機(jī)性、間歇性和不確定性，必須借助儲(chǔ)能技術(shù)實(shí)現(xiàn)其在電網(wǎng)中的安全平穩(wěn)地有效使用[6-9]。各類電池儲(chǔ)能中，從功率提供能力、能量效率、安裝成本、額定功率放電能力、安裝場地要求、維護(hù)要求等多因素綜合考慮，鈉硫電池的總體特性最適合大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用。鈉硫電池具有能量密度高、運(yùn)行壽命長、維護(hù)成本低以及突出的超載脈沖功率輸出特性和快速的動(dòng)態(tài)特性等特點(diǎn)[10-12]。

微電網(wǎng)能量管理技術(shù)是基于微電網(wǎng)的電源、負(fù)荷組成和環(huán)境資源數(shù)據(jù)，在微電網(wǎng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)上，以微電網(wǎng)運(yùn)行效益最大化為目標(biāo)，制定合理的能量管理控制策略的關(guān)鍵技術(shù)[13-14]。考慮到分布式電源和負(fù)荷在不同精度下的預(yù)測結(jié)果，多時(shí)間尺度的微網(wǎng)能源管理策略分為日前調(diào)度和實(shí)時(shí)調(diào)度[11，15]?，F(xiàn)有研究對儲(chǔ)能的折損費(fèi)用處理比較粗略，文獻(xiàn)[16-17]忽略了儲(chǔ)能電池的折損費(fèi)用，而文獻(xiàn)[18-19]則考慮了通用化的儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)模型，未能考慮鈉硫電池的具體特性。

本文以微網(wǎng)運(yùn)行成本最小化為目標(biāo)，同時(shí)考慮鈉硫電池的荷電狀態(tài)和使用壽命，提出一種針對含鈉硫電池儲(chǔ)能系統(tǒng)微網(wǎng)的多時(shí)間尺度能量管理策略，分別對微網(wǎng)能量管理策略的日前調(diào)度和實(shí)時(shí)調(diào)度進(jìn)行建模，最后以一個(gè)微網(wǎng)系統(tǒng)作為算例，通過日前調(diào)度結(jié)果和實(shí)時(shí)調(diào)度結(jié)果的比較分析可知，多時(shí)間尺度的能量管理策略可提高微電網(wǎng)運(yùn)行效益，而實(shí)時(shí)調(diào)度計(jì)劃基于超短期功率預(yù)測，可對日前調(diào)度計(jì)劃進(jìn)行較大程度的修正，保證微電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行。

1 微網(wǎng)多時(shí)間尺度能量管理策略

微電網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度是一個(gè)非線性、多約束、多時(shí)間尺度的優(yōu)化問題，微網(wǎng)能量管理可以劃分為日前調(diào)度和實(shí)時(shí)調(diào)度兩個(gè)階段，如圖1所示為多時(shí)間尺度的微網(wǎng)能量管理策略框架圖。

圖1 多時(shí)間尺度的微網(wǎng)能量管理策略框架Fig.1 Micro-grid energy management strategy framework for multi-time scale

微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)首先對微網(wǎng)中可控微源或機(jī)組和儲(chǔ)能裝置制定基于短期預(yù)測數(shù)據(jù)的日前出力及啟停計(jì)劃，日前計(jì)劃包含一個(gè)完整調(diào)度周期的最優(yōu)化運(yùn)行狀態(tài)，保障微網(wǎng)長時(shí)間尺度下的經(jīng)濟(jì)性；微網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行中，實(shí)時(shí)調(diào)度則根據(jù)精度較高的超短期預(yù)測數(shù)據(jù)，遵循日前調(diào)度計(jì)劃中的運(yùn)行狀態(tài)，以微網(wǎng)運(yùn)行成本最低作為優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)的功率調(diào)整。實(shí)時(shí)調(diào)度與日前調(diào)度共同形成微網(wǎng)調(diào)度方案，它保障微網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性；最后由MGCC發(fā)布調(diào)度指令，作用于下層設(shè)備。

2 微網(wǎng)能量管理策略建模

2.1 微電網(wǎng)日前調(diào)度模型

2.1.1 日前調(diào)度元件建模

1）鈉硫電池儲(chǔ)能系統(tǒng)建模

儲(chǔ)能系統(tǒng)對微網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和電能質(zhì)量控制具有重要作用。鈉硫電池的研究理論、試驗(yàn)研究及應(yīng)用分析顯示[10-11]，鈉硫電池具有以下優(yōu)勢：

①高比能量。比能量是指電池單位質(zhì)量或單位體積所具有的有效電能量。大功率鈉硫電池先進(jìn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使其理論比能量為760 Wh/kg，實(shí)際已達(dá)到300 Wh/kg，是鋰電池的4倍、鎳電池的5倍、鋁酸電池的10倍。

②大電流、高功率放電。大功率鈉硫電池放電時(shí)電流密度一般可達(dá)2～3 kA/m2，并瞬時(shí)可放出其300%的固有能量。

③無自放電現(xiàn)象，具有高充放電效率。NaS電池采用固體電解質(zhì)，不會(huì)產(chǎn)生如采用液體電解質(zhì)的二次電池所產(chǎn)生的自放電及副反應(yīng)，故充放電效率幾乎為100%。

④充電時(shí)間短，使用長壽命。大功率NaS電池連續(xù)充放電近2萬次，使用壽命可達(dá)10 a之久。

⑤無污染、可回收、安全可靠。

在t時(shí)刻，鈉硫電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)（State of Charge，SOC）表達(dá)式如下所示：

式中：Qleft為鈉硫電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的剩余容量；Qall為鈉硫電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的總?cè)萘俊?/p>

t時(shí)刻和t+1時(shí)刻的荷電狀態(tài)之間有如下關(guān)系：

式中：Δt為電池管理系統(tǒng)的調(diào)整步長；IESS為鈉硫電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電電流大小，正值表示充電；IESS（t）=PESS（t）/（NUESS），其中PESS為充放電功率；N為串聯(lián)電池?cái)?shù)目；UESS為鈉硫電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的額定端電壓。

而充放電效率η由下式計(jì)算得出：

最大充放電電流為：

最大充放電功率為：

故存在不等式約束：

儲(chǔ)能設(shè)備的損耗和其充放電周期有關(guān)，用rESS表示某個(gè)儲(chǔ)能設(shè)備一個(gè)周期充放電損耗，可由如下公式計(jì)算得出：

式中：cESS為該臺(tái)儲(chǔ)能裝置的購置費(fèi)用；TESS為該臺(tái)儲(chǔ)能裝置的可使用壽命。

由于在一個(gè)電池功率調(diào)整時(shí)段，一次完全的充放電過程不可能發(fā)生，所以假設(shè)該時(shí)段的充放電損耗等于一個(gè)調(diào)整周期充放電損耗乘以該時(shí)段的充放電百分比，因此在調(diào)度周期內(nèi)鈉硫電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的損耗為：

式中：T為日前調(diào)度周期；rb，ESS為第b臺(tái)儲(chǔ)能設(shè)備的周期充放電損耗；Tb，ESS為第b臺(tái)儲(chǔ)能設(shè)備的可使用壽命；nb，ESS為第b臺(tái)儲(chǔ)能設(shè)備在第t時(shí)段的充放電百分比。其中nb，ESS可由式（9）得出：

2）光伏系統(tǒng)建模

光伏電池由半導(dǎo)體等固態(tài)電子元件組成，具有簡單易用，安全可靠，無污染無噪聲，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，但光伏出力具有隨機(jī)性、間歇性和不確定性，必須借助儲(chǔ)能技術(shù)實(shí)現(xiàn)其在電網(wǎng)中的安全平穩(wěn)地有效使用。隨著技術(shù)的進(jìn)步，在電池成本逐漸減低的情況下，光伏發(fā)電得到了迅速的發(fā)展。同時(shí)，由于光伏電池在發(fā)電過程中受日照強(qiáng)度、大氣現(xiàn)象、環(huán)境溫度等自然條件的影響較大，其電池元件的功率輸出具有明顯的非線性特點(diǎn)：

式中：GT為光照強(qiáng)度；PPV為該光照強(qiáng)度下的原件輸出功率；PSTC為標(biāo)準(zhǔn)測試條件STC（光強(qiáng)1 000 W/m2、環(huán)境溫度25℃）下的輸出功率；GSTC為標(biāo)準(zhǔn)測試條件STC下的光照強(qiáng)度；k為功率溫度系數(shù)，文獻(xiàn)[17-18]取-0.004 7/℃；Tr為參考溫度25℃；Tc為電池板的工作溫度，可由下式表示：

式中：Vwind為風(fēng)速；Tran為當(dāng)天所取得隨機(jī)溫度值，可有下面公式求出：

式中：Tmax及Tmin分別為該日溫度的最高值以及溫度的最低值；tavg為該計(jì)算時(shí)段的日平均溫度。

3）柴油發(fā)電機(jī)建模

柴油發(fā)電機(jī)具有響應(yīng)速度快、熱效率高、故障少和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，通常作為后備電源，在偏遠(yuǎn)地區(qū)的微電網(wǎng)系統(tǒng)中仍是重要的分布式電源。文獻(xiàn)[18]表明其耗油量是與其輸出功率相關(guān)的線性函數(shù)，可表示為：

式中：PDEr和PDE分別為柴油發(fā)電機(jī)的額定功率和輸出功率；F0和F1為柴油消耗曲線截距系數(shù)，文獻(xiàn)[18]和文獻(xiàn)[22]推薦將F0取值為0.084 15，F(xiàn)1則取值為0.246。

式中：d為第d臺(tái)柴發(fā)；D為柴油發(fā)電機(jī)的集合；sd，t為第d臺(tái)柴發(fā)的t時(shí)刻的運(yùn)行/停運(yùn)狀態(tài)；0為停運(yùn)狀態(tài)；1為運(yùn)行狀態(tài)；cdstart為第d臺(tái)柴發(fā)的開機(jī)啟動(dòng)成本；coil為柴油價(jià)格。

柴發(fā)功率應(yīng)滿足爬坡率約束和輸出功率約束。

爬坡率約束為：

式中：rup，rdown分別為柴發(fā)出力的最大上升率和最大下降率。

輸出功率約束：

式中：PDE，max為最大可允許的最大輸出功率；PDE，min為最小允許輸出功率。

2.1.2 日前調(diào)度模型

日前調(diào)度的優(yōu)化模型是使微電網(wǎng)運(yùn)行成本最小的經(jīng)濟(jì)性模型。運(yùn)行成本包括運(yùn)行支出和運(yùn)行收益，運(yùn)行支出包括機(jī)組的運(yùn)行維護(hù)成本和燃料成本，運(yùn)行收益則是由微網(wǎng)與外電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線功率交換產(chǎn)生的。

其數(shù)學(xué)模型為：

式中：h（P，s）為等式約束；g（P，s）為不等式約束。鈉硫儲(chǔ)能和柴油發(fā)電機(jī)的具體不等式約束條件見式（6）、式（15）—式（17）。

功率平衡的等式約束是：

式中：Pnet（t）為實(shí)時(shí)聯(lián)絡(luò)線交換功率，正值為流出，負(fù)值為流出。

目標(biāo)函數(shù)為：

上式表示能量管理策略日前計(jì)劃的目標(biāo)是使得微電網(wǎng)在調(diào)度周期內(nèi)的總運(yùn)行成本最小化。其中，F(xiàn)ESS是鈉硫電池的運(yùn)行費(fèi)用，F(xiàn)DE是柴油發(fā)電機(jī)的運(yùn)行費(fèi)用，F(xiàn)net是由聯(lián)絡(luò)線功率交換產(chǎn)生的收益，微電網(wǎng)處于離網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)該項(xiàng)為0，當(dāng)Fnet為負(fù)值時(shí)，表示聯(lián)絡(luò)線功率交換產(chǎn)生虧損。

式中：積分式前項(xiàng)表示微網(wǎng)向主網(wǎng)售電的收益，積分式后項(xiàng)表示微網(wǎng)向主網(wǎng)售電的收益；cout（t）為微網(wǎng)向主網(wǎng)售電價(jià)格；cin（t）為微網(wǎng)從主網(wǎng)購電價(jià)格。

2.2 微電網(wǎng)實(shí)時(shí)調(diào)度模型

2.2.1 滾動(dòng)優(yōu)化模型

在實(shí)時(shí)調(diào)度中，微電網(wǎng)以分鐘級(jí)的時(shí)間間隔作為一個(gè)調(diào)度周期（如Ts=0.25 h）。期間，柴油發(fā)電機(jī)組遵從日前調(diào)度計(jì)劃的開停機(jī)結(jié)果，而柴油發(fā)電機(jī)組和鈉硫儲(chǔ)能系統(tǒng)則基于儲(chǔ)能的實(shí)時(shí)荷電狀態(tài)以及超短期功率預(yù)測結(jié)果（光伏/風(fēng)電/負(fù)荷）形成的實(shí)時(shí)調(diào)度優(yōu)化計(jì)算結(jié)果在滿足相關(guān)約束的情況下調(diào)整出力，并發(fā)布調(diào)度指令。

為了及時(shí)修正可再生能源出力和負(fù)荷功率波動(dòng)對日前調(diào)度的誤差，將滾動(dòng)優(yōu)化的方法引入實(shí)時(shí)調(diào)度，利用最新信息（如可再生能源出力和負(fù)荷的超短期預(yù)測）修正柴油發(fā)電機(jī)組和鈉硫儲(chǔ)能系統(tǒng)的出力，對日前計(jì)劃不斷修改和刷新，從而形成具體的實(shí)時(shí)調(diào)度方案?？蓾L動(dòng)優(yōu)化的實(shí)時(shí)調(diào)度可以減少日前調(diào)度模型中的短期預(yù)測誤差給能量管理策略帶來的影響。

如圖2是實(shí)時(shí)調(diào)度滾動(dòng)優(yōu)化流程圖。滾動(dòng)優(yōu)化的方法是：從t=t0時(shí)刻開始，基于超短期預(yù)測和實(shí)時(shí)調(diào)度模型，計(jì)算t=t0后的一個(gè)超短期預(yù)測功率周期（Tc=4 h）內(nèi)的實(shí)時(shí)調(diào)度優(yōu)化結(jié)果，然后取超短期預(yù)測功率周期內(nèi)前Ts時(shí)間的優(yōu)化結(jié)果形成實(shí)時(shí)調(diào)度方案。進(jìn)入t=t0+Ts時(shí)刻，再次計(jì)算此后Tc時(shí)間內(nèi)的實(shí)時(shí)調(diào)度優(yōu)化結(jié)果，在取此時(shí)間段內(nèi)前Ts時(shí)間的優(yōu)化結(jié)果形成實(shí)時(shí)調(diào)度方案，以此類推不斷修正。

圖2 實(shí)時(shí)調(diào)度滾動(dòng)優(yōu)化流程圖Fig.2 Flowchart of real-time scheduling rolling optimization

2.2.2 實(shí)時(shí)調(diào)度元件建模

針對實(shí)時(shí)調(diào)度階段的鈉硫儲(chǔ)能數(shù)學(xué)模型是

式中：F′ESS為當(dāng)前實(shí)時(shí)調(diào)度周期的鈉硫電池儲(chǔ)能損耗成本；t0為起始計(jì)算時(shí)刻。

由于發(fā)電機(jī)的啟停成本已在日前調(diào)度中進(jìn)行考慮，所以在實(shí)時(shí)調(diào)度中只考慮在一個(gè)實(shí)時(shí)調(diào)度周期的總運(yùn)行費(fèi)用。因此柴油發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型是：

式中：F′DE為當(dāng)前實(shí)時(shí)調(diào)度周期的柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行成本。

2.2.3 實(shí)時(shí)調(diào)度模型

實(shí)時(shí)調(diào)度的優(yōu)化模型也是微電網(wǎng)運(yùn)行成本最小的經(jīng)濟(jì)性模型。其數(shù)學(xué)模型為：

其中，目標(biāo)函數(shù)為：

上式表示能量管理策略日前計(jì)劃的目標(biāo)是使得微電網(wǎng)在超短期預(yù)測周期Tc內(nèi)的總運(yùn)行成本最小化。

3 算例

設(shè)置如圖3的微電網(wǎng)系統(tǒng)作為本文算例。該微電網(wǎng)系統(tǒng)有80 kW的光伏發(fā)電系統(tǒng)，20 kW*6 h的鈉硫儲(chǔ)能系統(tǒng)和負(fù)荷構(gòu)成，通過并/離網(wǎng)開關(guān)與配電網(wǎng)連接。超短期預(yù)測功率周期為Tc=4 h，微電網(wǎng)調(diào)度指令Ts=0.25 h發(fā)布一次，因此一天24 h可以分為96個(gè)調(diào)度時(shí)間點(diǎn)。各時(shí)間尺度模型求解均通過粒子群算法進(jìn)行求解。

圖3 微電網(wǎng)電氣拓?fù)銯ig.3 Microgrid electrical topology

算例中光伏出力曲線如圖4所示，負(fù)荷出力曲線如圖5所示。如圖6所示是實(shí)時(shí)電價(jià)曲線，算例設(shè)置微網(wǎng)向主網(wǎng)售電價(jià)格等于微網(wǎng)從主網(wǎng)購電價(jià)格，即cout（t）=cin（t）。

圖4 光伏出力曲線Fig.4 Photovoltaic output curve

這里設(shè)置微網(wǎng)向主網(wǎng)售電價(jià)格等于微網(wǎng)從主網(wǎng)購電價(jià)格，即cout（t）=cin（t）。如圖6所示是實(shí)時(shí)電價(jià)曲線。

此處考慮到微網(wǎng)的日前調(diào)度模型和實(shí)時(shí)調(diào)度模型是帶約束的多元規(guī)劃問題，采用粒子群算法對問題進(jìn)行求解。圖7所示是根據(jù)日前調(diào)度和實(shí)時(shí)調(diào)度的鈉硫儲(chǔ)能出力曲線，如圖8所示是根據(jù)日前調(diào)度和實(shí)時(shí)調(diào)度的鈉硫儲(chǔ)能SOC曲線，由圖可知實(shí)時(shí)調(diào)度對日前調(diào)度方案進(jìn)行了較大程度的修正。在電價(jià)低谷和可再生能源發(fā)電量較多的時(shí)間段（如點(diǎn)45～60 t），鈉硫儲(chǔ)能深度充電，二在電價(jià)高峰期，鈉硫儲(chǔ)能深度放電，這保證微電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

圖5 負(fù)荷出力曲線Fig.5 Load output curve

圖6 實(shí)時(shí)電價(jià)曲線Fig.6 Real-time electricity price curve

圖7 鈉硫儲(chǔ)能出力曲線Fig.7 NaS storage power curve

根據(jù)式（20），求解得到總運(yùn)行成本的日前調(diào)度優(yōu)化結(jié)果為-18.55，總運(yùn)行成本的實(shí)時(shí)調(diào)度滾動(dòng)優(yōu)化結(jié)果為-33.49，算例以微電網(wǎng)總運(yùn)行成本最低作為優(yōu)化目標(biāo)，因此實(shí)時(shí)調(diào)度結(jié)果更優(yōu)。由此分析，日前調(diào)度基于短期功率預(yù)測，將產(chǎn)生偏差，通過多時(shí)間尺度的能量管理策略，即可滾動(dòng)優(yōu)化的實(shí)時(shí)調(diào)度進(jìn)行修正，微網(wǎng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性成本得以提高。

圖8 鈉硫儲(chǔ)能SOC曲線Fig.8 NaS storage SOC curve

4 結(jié)語

本文以微網(wǎng)運(yùn)行成本最小化為目標(biāo)，同時(shí)考慮鈉硫電池的荷電狀態(tài)和使用壽命，提出一種針對含鈉硫電池儲(chǔ)能系統(tǒng)微網(wǎng)的多時(shí)間尺度能量管理策略，分別對微網(wǎng)能量管理策略的日前調(diào)度和實(shí)時(shí)調(diào)度進(jìn)行建模，最后以一個(gè)微網(wǎng)系統(tǒng)作為算例，通過日前調(diào)度結(jié)果和實(shí)時(shí)調(diào)度結(jié)果的比較分析可知，多時(shí)間尺度的能量管理策略可提高微電網(wǎng)運(yùn)行效益，而實(shí)時(shí)調(diào)度計(jì)劃基于超短期功率預(yù)測，可對日前調(diào)度計(jì)劃進(jìn)行較大程度的修正，保證微電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行。

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（編輯 張曉娟）

Multi-Time Scale Energy Management Strategy of Microgrid Containing Sodium Sulfur Battery Energy Storage Systems

XIE Wei1，LI Guanjun2，F(xiàn)ANG Chen1，ZHANG Yu1，LIU Yu3，YANG Ping4
（1.State Grid Shanghai Electric Power Research Institute，Shanghai 200437，China；2.China Electric Power Research Institute，Nanjing 210003，China；3.Shanghai Electric Sodium-Sulfur Batteries Energy-Storage Technology Co.，Ltd.，Shanghai 201815，China；4.Guangdong Key Laboratory of Clean Energy Technology，Guangzhou 510640，Guangdong，China）

For the microgrid containing sodium sulfur battery energy storage systems，this paper proposes a multi-time scale energy management strategy which aims at minimizing the operating cost of the microgrid and takes the state of charge and service life of the battery into consideration.The energy management strategy contains both the day-ahead scheduling and the real-time scheduling.Finally，a microgrid system is chosen as the application example，and computations and comparative analysis are made for the results of the day-ahead scheduling and the real-time scheduling.The study shows that the multitime scale energy management strategy can improve the operation efficiency of the microgrid while the real-time scheduling based on the ultra-short term power forecasting can make large modifications to the day-ahead scheduling，thus ensuring the optimization operation of the microgrid.

sodium sulfur battery；microgrid；multi-time scale energy management strategy

國家電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目：鈉硫電池儲(chǔ)能系統(tǒng)集成應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究（52094014000M）。

Project Supported by the Science and Technology Program of the State Grid Corporation of China（No.52094014000M）:Research on Key Technology of Integrated Application of Sodium Sulfur Battery Energy Storage System.

1674-3814（2016）10-0160-07

TM743

B

2016-05-16。

謝 偉（1968—），男，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)殡娏萍脊芾怼⒅悄茈娋W(wǎng)等；

李官軍（1982—），男，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)榉植际桨l(fā)電及微網(wǎng)技術(shù)等。

楊 蘋（1967—），女，教授，研究方向?yàn)樽詣?dòng)控制專業(yè)；

方 陳（1983—），男，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)、分布式新能源和微電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行；

張 宇（1970—），男，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)殡娏萍脊芾?、?chǔ)能技術(shù)；

劉 宇（1973—），男，研究員，研究方向?yàn)殡娀瘜W(xué)儲(chǔ)能技術(shù)。