1. 课程导入与任务总览

在新型电力系统中，风电、光伏等波动性电源占比不断提高，负荷侧的峰谷差也在持续拉大。白天光伏大发时段，电网可能出现供大于求；傍晚光伏退出、居民负荷抬升，又迅速转为供不应求。储能系统凭借充放电功率可调、响应速度快、双向调节能力强的特点，成为缓解这一矛盾的关键手段。所谓削峰填谷，就是在负荷低谷、电价便宜或新能源富余时给储能充电，在负荷高峰、电价昂贵或供电紧张时让储能放电，从而把能量在时间维度上"搬运"，实现功率与电量的再分配。

本课程要解决的核心问题可以概括为一句话：给定一套储能系统、一条负荷曲线和一组约束条件，如何决定每个时刻充多少、放多少，使削峰填谷效果最好且系统安全、经济可行。围绕这个问题，课程将依次展开调度目标建模、约束条件处理、典型策略设计、参数整定、仿真验证与工程落地。学习目标分为三层：第一层是认知层，理解削峰填谷的物理意义、评价指标与适用边界；第二层是方法层，掌握固定阈值、分时段、负荷跟随、优化调度等策略的构造逻辑与适用场景；第三层是实践层，能够针对给定负荷与储能参数，完成策略选择、参数计算、结果判读与异常处理。

典型应用场景

削峰填谷调度并非单一场景，不同场景下目标函数和约束重点差异明显。用户侧工商业储能主要利用峰谷电价差套利，关注每日充放电循环次数与投资回收期；电网侧独立储能更多承担调峰任务，关注削峰率、峰谷差改善程度与调度指令响应；新能源场站配套储能则侧重平抑出力波动、减少弃风弃光。下表给出三类场景的对比，帮助建立场景与策略的对应关系。

完整调度流程框架

无论哪种场景，削峰填谷调度都遵循一条共同的主线：数据准备 → 目标与约束建模 → 策略生成 → 功率指令下发 → 执行与状态反馈 → 效果评估与修正。这条主线不是一次性开环过程，而是带有反馈的闭环。负荷预测和电价信息进入调度器，调度器输出充放电功率指令，储能变流器（PCS）执行后，电池管理系统（BMS）回传 SOC、温度、可用功率等状态，调度器据此判断是否偏离计划并滚动修正。

下面这张图展示了削峰填谷调度的整体信号与数据流关系。左侧是输入信息，中间是调度决策核心，右侧是执行与反馈环节，底部是评价指标回流。图中同时标出了关键参数与状态量，便于后续章节逐一展开。

关键参数与评价指标

为了让后续策略有统一的衡量标准，这里先约定几个贯穿全课程的核心量。设储能额定功率为 P_rate（kW），额定容量为 E_rate（kWh），荷电状态 SOC 定义为剩余电量与额定容量之比，安全区间通常取 10%～90%。充放电功率 P(t) 约定：充电为正、放电为负，全文与图示保持一致。SOC 动态方程为：

SOC(t+1) = SOC(t) + η_c · P(t) · Δt / E_rate   （充电，P(t) > 0）
SOC(t+1) = SOC(t) + P(t) · Δt / (η_d · E_rate) （放电，P(t) < 0）

其中 η_c、η_d 分别为充电和放电效率，Δt 为调度步长。评价削峰填谷效果最直接的指标是峰谷差改善率：若原始负荷峰谷差为 ΔP₀，加入储能后为 ΔP₁，则改善率 = (ΔP₀ − ΔP₁) / ΔP₀ × 100%。此外还需关注削峰率、填谷率、日循环次数、SOC 越限次数和度电套利收益。

一个贯穿全课的教学示例

为便于对照，本课程统一采用一个示例对象：某工商业用户配置一套储能系统，额定功率 500 kW，额定容量 1000 kWh，充放电效率均取 0.95，SOC 运行区间 10%～90%，调度步长 15 分钟。该用户日负荷呈现明显双峰特征，早高峰约 800 kW，午间回落至 500 kW，晚高峰约 900 kW，夜间低谷约 300 kW。峰谷电价时段为：尖峰 18:00—21:00，高峰 08:00—11:00 与 16:00—18:00，平段 11:00—16:00 与 21:00—22:00，低谷 22:00—次日 08:00。后续章节将用这组参数演示阈值设定、时段划分、功率分配和结果判读。所有数值均为教学示例，实际工程需以现场实测与合同参数为准。

需要特别提醒的是，削峰填谷并不是"充得越多、放得越多就越好"。储能容量有限，过度放电会触及 SOC 下限导致后续高峰无力支撑；充电时段选择不当，可能在电价平段甚至峰段充电，反而增加成本。因此调度策略的本质是在时间、功率、电量、安全、经济五个维度之间做权衡。理解这条主线，就抓住了本课程的全部要点。