摘要：针对高比例新能源接入电网储能调度出现的可用容量低估、日内修正频繁及可行解缺失等问题，提出一种极化损耗分离的储能实时优化调度框架。首先建立融合极化能量损失的双分支等效电路模型，将回环约束显式嵌入电量递推，实现单状态降阶；其次设计多时间尺度负荷预测链路，以变系数微分-谐波-非线性自回归耦合器抑制模型切换不连续；进而构建含购电、负荷预测、老化与弃电惩罚的线性鲁棒调度模型，并以改进蝴蝶优化算法求解，通过约束保持算子与离散度自适应切换兼顾收敛与可行。仿真表明，本文所提框架日均综合成本较规则策略降低17.6%，较静态效率MIP降低10.3%，较随机模型预测控制降低5.9%；弃电率由4.1%降至2.3%，SOC越限次数由26.5次降至3.7次，可行率提升至97.5%，单次求解42.3 s，满足15 min滚动需求。本文研究为电网侧储能精细化调度提供了可实施的新方案，对提升高比例新能源消纳与电池寿命协同具有工程推广价值。
关键词：电力系统自动化；储能调度；极化损耗分离；多时间尺度预测；改进蝴蝶优化算法
“双碳”战略驱动下，新能源装机占比不断增多，其强波动性与反调峰特性使电网峰谷差逐年扩大。储能被视为平抑功率波动、替代调峰机组的关键手段，但高比例接入场景下，电池可用容量随荷电状态（state of charge，SOC）回环呈非线性收缩，传统静态效率模型在调度中频繁出现“电量缺口”，导致日内计划反复修正，弃风弃光现象随之增多。如何在预测不确定环境下，实时量化储能真实可调度电量，并兼顾经济性与寿命，已成为电网运行亟待解决的现实问题。
目前，许多学者针对含新能源的配电网调度问题进行了研究。王瑞琪等针对可再生能源消纳，提出电-氢系统（electric-hydrogen system，EHS）日前-日内协同调度，以运行成本与碳排放最小为目标，通过混合整数线性规划（mixed integer linear programming，MILP）求解，但其储能效率设为固定值，未能反映SOC变化对可用容量的影响。郭一帆等引入动态时区划分，引导混合储能在多时间尺度下滚动优化，并嵌入循环寿命模型，然而寿命计算仅基于等效循环次数，未考虑极化内阻随功率变化的附加损耗。刘向龙等构建“源-网-储”多目标协同模型，采用加权求和统一优化经济成本与新能源消纳，其调度依赖静态效率曲线，且预测与调度环节割裂，模型切换易导致不连续问题。综合来看，现有研究普遍存在两点深层矛盾：一是储能物理建模过于简化，静态效率假设或等效循环计数难以刻画SOC回环下的极化损耗与容量动态衰减；二是预测与调度时序割裂，日前计划、日内修正与实时控制独立优化导致预测误差逐级放大、模型切换不连续。
针对上述缺陷，本文提出极化损耗分离储能调度模型（polarization loss separated energy dispatch model，PLS-EDM）。首先建立双分支等效电路，将极化能量损失显式嵌入效率表达式，在不增加状态变量的前提下实现SOC回环约束的精确刻画；其次设计多时间尺度预测链路，以变系数微分-谐波-非线性自回归耦合器抑制分量切换突变，并生成鲁棒置信区间；进而构建线性鲁棒优化模型，统一量化购电、负荷预测、老化与弃电成本，采用改进蝴蝶优化算法（improved butterfly optimization algorithm，IBOA）求解，通过约束保持算子与离散度自适应切换策略，实现无需人工系数的可行域快速回归。与现有方法相比，本文所提框架将容量-功率-寿命耦合关系一次性纳入可微分模型，调度结果直接满足设备物理极限。该框架为电网侧储能精细化运行提供了可工程化的新路径。
一、储能调度优化模型
二、模型求解
三、仿真与分析
四、结论
全文6999字，详见《中国能源》2026年第1、2期合刊。
作者简介
王希涛：硕士，国网山东省电力公司日照供电公司中级工程师，研究方向为用电分析预测与能效提升
其他作者
延凯，潘广旭，郑钰，韦琪，徐超
文章来源
本篇文章发表于《中国能源》杂志2026年第1、2期合刊
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