随着可再生能源在综合能源系统中的应用比例逐渐上升，可再生能源的随机性与波动性对综合能源系统的稳定运行带来挑战。将混合储能系统应用于综合能源系统中可以充分利用功率型储能与能量型储能各自优势进行互补，提升系统的功率响应速度，延长储能电池寿命。但如何将不同时间响应特性的各部件进行耦合，对综合能源系统的稳定高效运行具有重要研究意义。
近日，智慧能源控制与仿真实验室孙耀杰教授、王瑜青年副研究员课题组提出了一种多时间尺度协调控制策略，将该控制策略与混合储能系统耦合，分析能量型储能与功率型储能在多时间尺度下的控制策略，从而解决了综合能源系统中的热能与电能之间、不同时间响应特性的各部件之间如何在不同时间尺度下协调运行这一关键难题。2023年4月，相关研究成果以《An improved multi-timescale coordinated control strategy for an integrated energy system with a hybrid energy storage system》为题发表在能源电气领域著名期刊《Applied Energy》杂志上。
图1所示为多时间尺度协调控制策略的流程图。该控制策略包含日前滚动优化阶段(DAROS)、日内滚动调整阶段(IRAS)和实时协调控制阶段(RTCC)。日前滚动优化阶段根据日前可再生能源和负荷功率预测结果，由日前滚动优化调度确定综合能源系统小时尺度的调度曲线。日内滚动调整阶段根据日前预测数据和日内功率波动数据之间的偏差，滚动调整综合能源系统各部件的运行计划。实时协调控制阶段不再考虑冷负荷和热负荷波动造成的影响，在日前和日内阶段由蓄电池参与调度，超级电容仅在实时协调控制阶段参与优化调度，从而更好地平滑可再生能源和电力负荷的短时波动。
图2总结了基于多时间尺度协调控制的混合储能系统在综合能源系统中的应用优势。此外，还介绍了在多时间尺度协调控制的背景下确定混合储能系统尺寸的方法。
复旦大学信息科学与工程学院在读博士潘辰云为论文的第一作者，复旦大学信息科学与工程学院的孙耀杰教授与王瑜青年副研究员为论文的通讯作者。该工作得到了上海市自然科学基金和国家电网总部科研项目的支持。
