云儲(chǔ)能

 ont-size: 18px; font-family: sans-serif; line-height: 1.75em; text-indent: 2em;">基本介紹

argin: 5px 0px; line-height: 1.75em; font-size: 14px; font-family: sans-serif; text-indent: 2em;">近年來(lái)，風(fēng)電與太陽(yáng)能發(fā)電等可再生能源在全球范圍內(nèi)發(fā)展迅猛，其發(fā)電比例在各國(guó)均有顯著提高。未來(lái)30年內(nèi)，電力系統(tǒng)將逐漸步人高比例可再生能源的時(shí)代，其重要特征之一是電力系統(tǒng)中靈活資源稀缺化。一方面，大規(guī)模集中式的可再生能源發(fā)電出力具有很大間歇性 ，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)實(shí)時(shí)電價(jià)的大幅度變化，這些波動(dòng)性需要有儲(chǔ)能來(lái)平抑。另一方面，分布式的可再生能源電源也需要配備分散的儲(chǔ)能裝置，以滿足用戶存儲(chǔ)和使用可再生能源所產(chǎn)生的過(guò)剩電能的需求。儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中的價(jià)值逐漸增加，將成為未來(lái)電力系統(tǒng)中的一類重要而廣泛的資源。而目前電力系統(tǒng)中的儲(chǔ)能資源主要以大型抽水蓄能電站為主，基于電池的儲(chǔ)能設(shè)備由于成本較高等原因尚未在電力系統(tǒng)范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用。

近年來(lái)，全球范圍內(nèi)廣泛開(kāi)展了共享經(jīng)濟(jì)模式的商業(yè)實(shí)踐。Uber（優(yōu)步）和Airbnb（愛(ài)彼迎）作為共享經(jīng)濟(jì)的典型代表，已經(jīng)獲得了較大的商業(yè)成功。電力系統(tǒng)的核心任務(wù)是為用戶提供穩(wěn)定可靠的電能，這一提供商品與服務(wù)的過(guò)程就是電力系統(tǒng)的商業(yè)本質(zhì)之所在。而在目前的電力系統(tǒng)商業(yè)模式中，用戶大多被動(dòng)地“共享”電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，而較少真正主動(dòng)地通過(guò)共享的方式與電力系統(tǒng)產(chǎn)生互動(dòng)。文對(duì)此進(jìn)行了一定的研究，提出了云儲(chǔ)能這一理念，并對(duì)其盈利能力進(jìn)行了論證。可以預(yù)見(jiàn)，將共享經(jīng)濟(jì)模式與電力系統(tǒng)深度融合將會(huì)產(chǎn)生未來(lái)電力系統(tǒng)的新形態(tài)，為用戶釋放更多的紅利。云儲(chǔ)能很可能成為未來(lái)高比例可再生能源電力系統(tǒng)的新形態(tài)特征之一。

定義

對(duì)云儲(chǔ)能及相關(guān)概念的定義如下。

定義1云儲(chǔ)能是一種基于已建成的現(xiàn)有電網(wǎng)的共享式儲(chǔ)能技術(shù)，使用戶可以隨時(shí)、隨地、按需使用由集中式或分布式的儲(chǔ)能設(shè)施構(gòu)成的共享儲(chǔ)能資源，并按照使用需求而支付服務(wù)費(fèi)［1］  。

云儲(chǔ)能依賴于共享資源而達(dá)到規(guī)模效益，使得用戶可以更加方便地使用低價(jià)的電網(wǎng)電能和自建的分布式電源電能。云儲(chǔ)能可以綜合利用集中式的儲(chǔ)能設(shè)施或聚合分布式的儲(chǔ)能資源為用戶提供儲(chǔ)能服務(wù)。云儲(chǔ)能可將原本分散在用戶側(cè)的儲(chǔ)能裝置集中到云端，用云端的虛擬儲(chǔ)能容量來(lái)代替用戶側(cè)的實(shí)體儲(chǔ)能。云端的虛擬儲(chǔ)能容量以大規(guī)模的儲(chǔ)能設(shè)備為主要支撐，以分布式的儲(chǔ)能資源為輔助，可以為大量的用戶提供分布式的儲(chǔ)能服務(wù)。

云儲(chǔ)能提供商投資大規(guī)模的儲(chǔ)能設(shè)備可以充分利用規(guī)模效應(yīng)，而使用分布式的儲(chǔ)能資源可以提高現(xiàn)有的閑置儲(chǔ)能的利用率。使用云儲(chǔ)能的用戶可以根據(jù)實(shí)際需求向云儲(chǔ)能提供商購(gòu)買一定期限內(nèi)的虛擬儲(chǔ)能的使用權(quán)。云儲(chǔ)能用戶使用云端的虛擬儲(chǔ)能如同使用實(shí)體儲(chǔ)能，通過(guò)公共互聯(lián)網(wǎng)，用戶可以控制其云端虛擬電池充電和放電，但與使用實(shí)體儲(chǔ)能不同的是，云儲(chǔ)能用戶免去了用戶安裝和維護(hù)儲(chǔ)能設(shè)備所要付出的額外成本。而云儲(chǔ)能提供商把原本分散在各個(gè)用戶處的儲(chǔ)能裝置集中起來(lái)，通過(guò)統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一維護(hù)，以更小的成本為用戶提供更

商業(yè)模式

傳統(tǒng)意義上，用戶想要使用儲(chǔ)能來(lái)降低綜合用電費(fèi)用，需要在本地自己投資建設(shè)儲(chǔ)能系統(tǒng)，并進(jìn)行日常的維護(hù)。而與之不同的是，云儲(chǔ)能是基于共享經(jīng)濟(jì)的一種新型的儲(chǔ)能商業(yè)模式，其內(nèi)涵主要通過(guò)圖2中的要素體現(xiàn)，具體闡述如下。

1）價(jià)值主張：云儲(chǔ)能以“共享”為主要價(jià)值取向，通過(guò)用戶共享儲(chǔ)能資源而提高資源利用效率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)綜合成本的降低，并在此基礎(chǔ)上可以進(jìn)一步滿足更多用戶的儲(chǔ)能使用需求。云儲(chǔ)能致力于為用戶提供與實(shí)體儲(chǔ)能一致的服務(wù)，用戶使用云端虛擬電池就如同使用實(shí)體的分布式儲(chǔ)能一樣。用戶在云儲(chǔ)能模式中的參與感大大增強(qiáng)，他們可以按照自己的意愿去控制云端電池的充電和放電，云儲(chǔ)能提供商會(huì)做出相應(yīng)的響應(yīng)。云儲(chǔ)能商業(yè)模式以服務(wù)用戶為核心，全力為用戶提供簡(jiǎn)便易用、質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的儲(chǔ)能服務(wù)。

2）消費(fèi)者目標(biāo)群體：根據(jù)目前的研究，云儲(chǔ)能所針對(duì)的細(xì)分市場(chǎng)為家庭用戶和小商業(yè)用戶。這類用戶數(shù)量龐大，每個(gè)用戶都有使用儲(chǔ)能設(shè)備來(lái)降低用電費(fèi)用的動(dòng)力。然而這類用戶中單一用戶儲(chǔ)能需求量較小，對(duì)于價(jià)格較為敏感，但是市面上難以買到恰好符合其容量需求的儲(chǔ)能設(shè)備，這就為用戶共享儲(chǔ)能資源提供了可能性。此外，家庭用戶之間以及小商業(yè)用戶之間的用電行為存在著一定的互補(bǔ)性。因此，為了產(chǎn)生更大更可觀的聚合效益，云儲(chǔ)能服務(wù)應(yīng)當(dāng)大量吸收這類用戶。

3）營(yíng)銷渠道：云儲(chǔ)能商業(yè)模式可以直接通過(guò)售電商或者節(jié)能服務(wù)公司來(lái)進(jìn)行營(yíng)銷。隨著售電側(cè)市場(chǎng)的不斷發(fā)展，云儲(chǔ)能將作為能源增值服務(wù)中的一個(gè)品種，建立線上線下相結(jié)合的靈活營(yíng)銷渠道。同時(shí)結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)，能夠根據(jù)用戶用能習(xí)慣實(shí)現(xiàn)差異化精準(zhǔn)營(yíng)銷 。

4）客戶關(guān)系：云儲(chǔ)能提供商與云儲(chǔ)能用戶之間是互惠互利的關(guān)系。云儲(chǔ)能提供商能夠提供儲(chǔ)能服務(wù)，為用戶降低用電成本，另一方面也能通過(guò)提供儲(chǔ)能服務(wù)而盈利，此外，云儲(chǔ)能提供商也通過(guò)提供云儲(chǔ)能服務(wù)而改善了用戶的負(fù)荷曲線，緩解了系統(tǒng)供需平衡壓力。

5）資源配置：云儲(chǔ)能提供商的儲(chǔ)能資源配置主要分為兩部分，一部分是集中式的儲(chǔ)能設(shè)施，另一部分是分布式的儲(chǔ)能資源。集中式的儲(chǔ)能設(shè)施由云儲(chǔ)能提供商投資建設(shè)，方便調(diào)度控制，是提供云儲(chǔ)能服務(wù)的主要儲(chǔ)能實(shí)體。分布式的儲(chǔ)能資源的所有者一般為用戶或者電網(wǎng)，云儲(chǔ)能提供商主要通過(guò)租賃的

方式獲得分布式儲(chǔ)能資源的使用權(quán)。云儲(chǔ)能提供商所聚集的這些分布式儲(chǔ)能資源是其集中式儲(chǔ)能資源的重要補(bǔ)充。

6）核心能力：云儲(chǔ)能提供商成功的關(guān)鍵是要聚攏大量的具有互補(bǔ)性的用戶并實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益。因此，它需要有數(shù)據(jù)分析、優(yōu)化、通信、預(yù)測(cè)等多種技術(shù)作為支撐

7）服務(wù)流程：云儲(chǔ)能提供商根據(jù)其所掌握的技術(shù)經(jīng)濟(jì)信息為用戶設(shè)定云儲(chǔ)能服務(wù)價(jià)格。用戶根據(jù)云儲(chǔ)能服務(wù)的價(jià)格和自己的用電情況決定購(gòu)買多少云端電池容量。云儲(chǔ)能提供商根據(jù)用戶購(gòu)買云端電池容量的情況和所模擬出的用戶充放電需求投資建設(shè)集中式的儲(chǔ)能設(shè)施和租賃分布式的儲(chǔ)能資源。用戶向云儲(chǔ)能提供商購(gòu)買儲(chǔ)能容量使用權(quán)之后，在運(yùn)行中根據(jù)自身儲(chǔ)能使用需求向其所購(gòu)買的云端電池發(fā)出充電和放電指令。云儲(chǔ)能提供商通過(guò)合理地選

擇儲(chǔ)能設(shè)施的充放電時(shí)機(jī)以及充放電功率，以期達(dá)到盡可能小的自身成本。在運(yùn)行過(guò)程中，配電網(wǎng)為云儲(chǔ)能充當(dāng)備用，當(dāng)儲(chǔ)能設(shè)施中的電能不足以滿足用戶的放電需求時(shí)，云儲(chǔ)能提供商從電網(wǎng)直接購(gòu)買電能供用戶使用。

8）結(jié)算方法：用戶使用云儲(chǔ)能服務(wù)需要向云儲(chǔ)能提供商支付服務(wù)費(fèi)從而獲得云端電池容量的使用權(quán)。在實(shí)際運(yùn)行中，用戶控制云端電池充電所產(chǎn)生的充電電費(fèi)按照運(yùn)行時(shí)的實(shí)時(shí)電價(jià)結(jié)算，由云儲(chǔ)能提供商代收。用戶控制云端電池放電不產(chǎn)生直接費(fèi)用。用戶控制云端電池放電的功率超過(guò)用戶負(fù)荷而產(chǎn)生的向電網(wǎng)反送電的收益將首先由云儲(chǔ)能提供商代為支付。用戶的負(fù)荷不能被云端電池放電所滿足的部分將由用戶直接與電網(wǎng)結(jié)算，支付相應(yīng)的用電費(fèi)用。云儲(chǔ)能提供商向電網(wǎng)支付儲(chǔ)能設(shè)施充電的電費(fèi)、儲(chǔ)能設(shè)施電量不能滿足用戶放電需求時(shí)從電網(wǎng)獲得功率的電費(fèi)。儲(chǔ)能設(shè)施放電超過(guò)用戶放電需求而產(chǎn)生的向電網(wǎng)反送電的收益將由電網(wǎng)支付給云儲(chǔ)能提供商。因此，在實(shí)際運(yùn)行中的結(jié)算次序首先是云儲(chǔ)能提供商、用戶與電網(wǎng)進(jìn)行結(jié)算，然后是云儲(chǔ)能提供商和用戶之間進(jìn)行結(jié)算。結(jié)算周期可視實(shí)際情況設(shè)定為每天、每周或每月。

9）成本結(jié)構(gòu)：云儲(chǔ)能提供商的成本可分為投資成本和運(yùn)行成本。投資成本包括云儲(chǔ)能提供商建設(shè)集中式儲(chǔ)能設(shè)施的成本和租賃分布式儲(chǔ)能資源的成本。運(yùn)行成本包括兩項(xiàng)正成本和一項(xiàng)負(fù)成本。兩項(xiàng)正成本分別是云儲(chǔ)能提供商充電成本和用戶發(fā)出放電需求但是儲(chǔ)能資源中能量不足從而需要從電網(wǎng)直接購(gòu)電的成本。負(fù)成本為用戶因操作其云端電池充電而產(chǎn)生的充電成本。因此，云儲(chǔ)能提供商的運(yùn)行成本為上述兩項(xiàng)正成本之和再扣除用戶充電費(fèi)用。其他類型的成本，例如財(cái)務(wù)費(fèi)用等，暫時(shí)未子以考慮。

10） 收入結(jié)構(gòu)：在云儲(chǔ)能商業(yè)模式開(kāi)展的初期，云儲(chǔ)能提供商的 收入主要是用戶支付的云儲(chǔ)能服務(wù)費(fèi)。用戶支付給云儲(chǔ)能提供商服務(wù)費(fèi)從而獲得未來(lái)一定時(shí)期內(nèi)的一定容量的云端電池的使用權(quán)。值得指出的是，為了吸引用戶使用云儲(chǔ)能服務(wù)而不是自己投資分布式儲(chǔ)能，云儲(chǔ)能提供商為用戶設(shè)定的云儲(chǔ)能服務(wù)費(fèi)單價(jià)應(yīng)低于用戶自建分布式儲(chǔ)能的單位成本的年值。此外，由于云儲(chǔ)能服務(wù)費(fèi)單價(jià)與用戶購(gòu)買云端電池的容量的大小呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，云儲(chǔ)能提供商需要進(jìn)行有策略的定價(jià)方式以追求利潤(rùn)的最大化。

11）利潤(rùn)來(lái)源：云儲(chǔ)能提供商可以充分利用用戶的儲(chǔ)能使用需求在時(shí)間上的互補(bǔ)性，其所投資的儲(chǔ)能設(shè)施的容量可以顯著低于所有用戶購(gòu)買的云端電池容量的加總。而用戶購(gòu)買云端電池容量使用權(quán)所繳納的云儲(chǔ)能服務(wù)費(fèi)是云儲(chǔ)能提供商的 收入，這就給云儲(chǔ)能提供商提供了利潤(rùn)空間。雖然云儲(chǔ)能提供商實(shí)際投資儲(chǔ)能容量低于用戶購(gòu)買云端電池容量會(huì)導(dǎo)致云儲(chǔ)能提供商運(yùn)行成本增加，即其需要在儲(chǔ)能裝置電量不足以滿足用戶放電需求時(shí)從電網(wǎng)購(gòu)買高價(jià)的電能以供用戶使用，但是這種情況不經(jīng)常發(fā)生，并且這部分增加的運(yùn)行成本可以被云儲(chǔ)能提供商減小容量投資所帶來(lái)的收益完全覆蓋。云儲(chǔ)能提供商通過(guò)權(quán)衡投資成本和運(yùn)行成本實(shí)現(xiàn)總成本最小化。此外，由于云儲(chǔ)能提供商可以投資建設(shè)集中式的儲(chǔ)能裝置，因此可利用規(guī)模效應(yīng)降低單位容量投資成本，進(jìn)一步擴(kuò)大其利潤(rùn)。

12）裂變模式：目前對(duì)于云儲(chǔ)能的研究主要在于儲(chǔ)存電能，隨著未來(lái)商業(yè)模式的鋪開(kāi)以及相關(guān)研究的推進(jìn)，云儲(chǔ)能也可能會(huì)涵蓋儲(chǔ)熱、儲(chǔ)氣等領(lǐng)域。

此外，值得指出的是，云儲(chǔ)能商業(yè)模式和虛擬電廠商業(yè)模式。有著一些本質(zhì)的不同之處。首先是概念提出的初衷不同：虛擬電廠要實(shí)現(xiàn)對(duì)大量的分布式電源的控制，服務(wù)于電網(wǎng)；云儲(chǔ)能要實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能資源的共享，服務(wù)于用戶。第二是功能定位不同：虛擬電廠強(qiáng)調(diào)其對(duì)外的特性是作為一個(gè)電廠，是夏售市場(chǎng)中的一個(gè)主體；云儲(chǔ)能強(qiáng)調(diào)其儲(chǔ)能設(shè)施的本質(zhì)是滿足用戶的需求，用戶和云儲(chǔ)能提供商都是零售市場(chǎng)的主體。第三是盈利模式不同：虛擬電廠依靠向電網(wǎng)出售電能和輔助服務(wù)獲利；云儲(chǔ)能的 收入來(lái)源于其向用戶收取的云儲(chǔ)能服務(wù)費(fèi)。第四是負(fù)荷的可控性不同：虛擬電廠中包含一些可控負(fù)荷；云儲(chǔ)能不試圖控制用戶負(fù)荷。第五是分布式電源依賴性不同：虛擬電廠如果沒(méi)有內(nèi)部的分布式電源則無(wú)法很好地運(yùn)行；云儲(chǔ)能只要保證零售電價(jià)隨時(shí)間變化即有盈利的可能。

投資與規(guī)劃

云儲(chǔ)能提供商想要為用戶提供云儲(chǔ)能服務(wù)，首先就是要確定其所需要投資和建設(shè)的儲(chǔ)能設(shè)施的種類及相應(yīng)的容量。為了解決這一問(wèn)題，云儲(chǔ)能提供商需要進(jìn)行兩方面的工作，一方面是要對(duì)用戶使用云儲(chǔ)能服務(wù)的需求進(jìn)行有效的估計(jì)，另一方面是根據(jù)所估計(jì)出的用戶儲(chǔ)能需求進(jìn)行最優(yōu)化的投資決策，如圖3所示。

為了估計(jì)用戶使用云儲(chǔ)能的需求，云儲(chǔ)能提供商需要根據(jù)用戶的歷史用電數(shù)據(jù)推測(cè)其最優(yōu)的儲(chǔ)能使用行為。云儲(chǔ)能提供商應(yīng)當(dāng)考慮云儲(chǔ)能服務(wù)費(fèi)用的單價(jià)、實(shí)時(shí)電價(jià)以及用戶使用儲(chǔ)能時(shí)的各項(xiàng)約束，建立以用戶年度綜合投資和用電成本最小化為目標(biāo)的儲(chǔ)能優(yōu)化投資模型。通過(guò)該模型云儲(chǔ)能提供商能夠篩選出那些使用云儲(chǔ)能的總成本低于其不使用儲(chǔ)能時(shí)的總成本的用戶，將這類用戶作為目標(biāo)客戶。用戶充電的時(shí)機(jī)選擇一般與電價(jià)波動(dòng)具有較強(qiáng)的相關(guān)性，而其放電時(shí)機(jī)的選取則在很大程度上取決于用戶的負(fù)荷，即實(shí)際用電需求。用戶之間實(shí)際用電需求較大的差異性導(dǎo)致了其具有較強(qiáng)的互補(bǔ)性，因此將全部用戶的充放電需求加總之后的放電需求最大值低于單個(gè)用戶放電需求最大值的加總。這一特征為下一步云儲(chǔ)能提供商削減投資成本奠定了基礎(chǔ)。

云儲(chǔ)能提供商所決定投資的儲(chǔ)能容量并非是每個(gè)用戶所需要的儲(chǔ)能容量的簡(jiǎn)單加總，而應(yīng)當(dāng)是根據(jù)全體用戶的放電需求和可再生能源充電需求所優(yōu)化決策出的結(jié)果。由于用戶的放電需求和使用可再生能源充電的需求在優(yōu)化模型中的位置一致但符號(hào)相反，故可將其歸并為放電需求，因此云儲(chǔ)能提供商的任務(wù)就是通過(guò)優(yōu)化的方法找到最優(yōu)的儲(chǔ)能技術(shù)組合及相應(yīng)的容量，使儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠以最小的綜合成本去滿足用戶的放電需求。

對(duì)于用戶的尖峰放電需求，云儲(chǔ)能提供商不必投人對(duì)應(yīng)量的儲(chǔ)能設(shè)施子以保障，而可以在這種需求出現(xiàn)時(shí)通過(guò)直接向電網(wǎng)購(gòu)買高價(jià)電能的方式來(lái)滿足用戶的尖峰需求，從而進(jìn)一步節(jié)約投資成本，保持較高的儲(chǔ)能裝置利用率。云儲(chǔ)能提供商能夠利用多種儲(chǔ)能技術(shù)為用戶提供性價(jià)比更高的儲(chǔ)能服務(wù)，一些功率型的儲(chǔ)能技術(shù)，如超級(jí)電容等，可以用于滿足用戶放電曲線中波動(dòng)較為強(qiáng)烈的部分，而一些能量型儲(chǔ)能技術(shù)，如液流電池等，可以用來(lái)支撐用戶放電需求曲線中較為平滑的部分。對(duì)性能各異的各種儲(chǔ)能技術(shù)的綜合投資使用有助于云儲(chǔ)能提供商滿足用戶儲(chǔ)能使用需求的同時(shí)努力降低投資成本。

然而，對(duì)用戶儲(chǔ)能需求的估計(jì)與優(yōu)化儲(chǔ)能設(shè)施投資決策并非單向的過(guò)程，因?yàn)閮?chǔ)能設(shè)施為了滿足用戶需求而進(jìn)行的充放電會(huì)對(duì)其壽命產(chǎn)生一定的影響。而壽命的變化會(huì)影響分?jǐn)偟矫磕甑耐顿Y成本，因此儲(chǔ)能設(shè)施壽命的變化反過(guò)來(lái)會(huì)影響用戶所面臨的云儲(chǔ)能服務(wù)費(fèi)，反過(guò)來(lái)又會(huì)影響用戶的決策。

值得強(qiáng)調(diào)的是，云儲(chǔ)能提供商獲取儲(chǔ)能設(shè)施主要是通過(guò)兩種途徑：一是投資使用集中式的儲(chǔ)能設(shè)施，二是租賃已有的用戶側(cè)分布式的儲(chǔ)能資源。投資集中式的儲(chǔ)能設(shè)施可以充分利用規(guī)模效應(yīng)降低單位投資成本，并且便于云儲(chǔ)能提供商在運(yùn)行中對(duì)其進(jìn)行調(diào)度管理。租賃分布式的儲(chǔ)能資源可以使得云儲(chǔ)能提供商以較小的成本獲得一定的儲(chǔ)能資源的使用權(quán)，在增加了云儲(chǔ)能投資與規(guī)劃的靈活性的同時(shí)也提高了閑置資源的利用率，提升了社會(huì)福利水

運(yùn)行

云儲(chǔ)能提供商的另一個(gè)核心任務(wù)就是在實(shí)時(shí)運(yùn)行中滿足用戶的儲(chǔ)能使用需求，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)運(yùn)行成本最小化。云儲(chǔ)能運(yùn)行優(yōu)化力一法影響因素滿足用戶儲(chǔ)能使用需求最小化運(yùn)行成本日前優(yōu)化模刑預(yù)測(cè)控制儲(chǔ)能設(shè)施容景儲(chǔ)能設(shè)施壽命多種儲(chǔ)能技術(shù)聯(lián)合運(yùn)行

在實(shí)際運(yùn)行中，用戶和云儲(chǔ)能提供商的儲(chǔ)能充放電行為都具有較強(qiáng)時(shí)間上的關(guān)聯(lián)性，即只有事先充電，才能在后續(xù)某個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)放電，這是由儲(chǔ)能裝置的物理特性所決定的。由于云儲(chǔ)能主要是滿足用戶放電需求，因此云儲(chǔ)能提供商實(shí)際上不必去盲目地跟隨用戶使用電網(wǎng)電能向云端電池充電的需求，而是可以選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)控制儲(chǔ)能設(shè)施充電。這就需要云儲(chǔ)能提供商對(duì)于未來(lái)的信息，即用戶的充放電功率和電價(jià)等做出預(yù)測(cè)，進(jìn)而采取優(yōu)化的方式進(jìn)行決策。此外，還要考慮儲(chǔ)能裝置相鄰時(shí)段的電量關(guān)系，即當(dāng)前時(shí)段的電量是前一時(shí)段的電量經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)段的充電或放電的作用結(jié)果。另外，通過(guò)優(yōu)化的方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同種類的儲(chǔ)能設(shè)施的充放電的協(xié)調(diào)。各類儲(chǔ)能設(shè)施具有不同的特性和參數(shù)，通過(guò)優(yōu)化的方法可以實(shí)現(xiàn)不同儲(chǔ)能設(shè)施的最優(yōu)協(xié)調(diào)。

在運(yùn)行中，云儲(chǔ)能提供商可以采取日前優(yōu)化的方法根據(jù)對(duì)于下一日的預(yù)測(cè)值進(jìn)行日前決策。它的日前充電和放電計(jì)劃是基于對(duì)于用戶需求的預(yù)測(cè)。云儲(chǔ)能提供商根據(jù)對(duì)于用戶的需求的預(yù)測(cè)值通過(guò)日前運(yùn)行優(yōu)化模型，獲得下一日的儲(chǔ)能設(shè)施充電和放電策略。云儲(chǔ)能提供商需要考慮一系列儲(chǔ)能裝置相關(guān)的約束，如利用儲(chǔ)能裝置的充放電功率均不應(yīng)超過(guò)其功率容量限值，儲(chǔ)能裝置的電量既不能低于最小電量也不能高于儲(chǔ)能能量容量等。

云儲(chǔ)能在運(yùn)行中需要面對(duì)較多的不確定性的情況，只有對(duì)距離當(dāng)前時(shí)刻較近的時(shí)間段進(jìn)行預(yù)測(cè)才可以得到相對(duì)較好的預(yù)測(cè)結(jié)果。因此為了進(jìn)一步加強(qiáng)云儲(chǔ)能應(yīng)對(duì)不確定性的能力，可以采取更為復(fù)雜的決策模式，使云儲(chǔ)能提供商利用更多的電價(jià)、負(fù)荷等預(yù)測(cè)信息，做出更具有準(zhǔn)確性的前瞻性的運(yùn)行決策。云儲(chǔ)能提供商可以基于模型預(yù)測(cè)控制的理念，采取滾動(dòng)優(yōu)化的方法得到實(shí)時(shí)的控制策略。使用該方法時(shí)，云儲(chǔ)能提供商結(jié)合對(duì)于未來(lái)n個(gè)時(shí)間段的用戶行為的預(yù)測(cè)、用戶當(dāng)前充放電需求以及儲(chǔ)能設(shè)施當(dāng)前t時(shí)段的狀態(tài)，優(yōu)化出t至t＋n時(shí)間段儲(chǔ)能設(shè)施的充電和放電策略。但實(shí)際上只采用所優(yōu)化出的t時(shí)間段的策略操控儲(chǔ)能設(shè)施并對(duì)電網(wǎng)及用戶做出反應(yīng)。在接下來(lái)的每一時(shí)間段，再次重復(fù)上述過(guò)程，滾動(dòng)優(yōu)化出每個(gè)時(shí)間段的控制策略。

值得注意的是，在云儲(chǔ)能的運(yùn)行中，需要控制儲(chǔ)能設(shè)施頻繁充放電，這種充放電的模式會(huì)引發(fā)儲(chǔ)能設(shè)施的壽命損耗。因此為了更加精確地對(duì)云儲(chǔ)能的運(yùn)行建模，還需要對(duì)儲(chǔ)能設(shè)施壽命損耗的非線性模型進(jìn)行充分地考慮。同時(shí)考慮儲(chǔ)能壽命損耗所分?jǐn)偟耐顿Y成本，還可以將云儲(chǔ)能的規(guī)劃投資與運(yùn)行建立為一個(gè)統(tǒng)一的模型，從而使云儲(chǔ)能提供商做出更加合理的決策。

服務(wù)定價(jià)

價(jià)格機(jī)制設(shè)計(jì)是聯(lián)系云儲(chǔ)能提供商和用戶的關(guān)鍵，是云儲(chǔ)能模式盈利性的根本保證。為了促進(jìn)云儲(chǔ)能模式的快速發(fā)展并提升社會(huì)福利，云儲(chǔ)能的服務(wù)定價(jià)必須在保證云儲(chǔ)能提供商利潤(rùn)的基礎(chǔ)上讓用戶相較于不使用云儲(chǔ)能的情形獲得一定的收益。云儲(chǔ)能服務(wù)定價(jià)的方法主要可以分為三類，分別是按容量定價(jià)、按流量定價(jià)和按套餐定價(jià)。

按容量定價(jià)指云儲(chǔ)能為用戶設(shè)定單位千瓦和單位千瓦時(shí)的云儲(chǔ)能服務(wù)費(fèi)價(jià)格，用戶按照自己實(shí)際儲(chǔ)能需求向云儲(chǔ)能提供商購(gòu)買一定時(shí)期內(nèi)一定容量的云端電池使用權(quán)。由于用戶在使用云儲(chǔ)能之外還有一種潛在的選擇就是自己投資建設(shè)實(shí)體的儲(chǔ)能，因此為了吸引用戶使用云儲(chǔ)能而非投資實(shí)體儲(chǔ)能，在按容量定價(jià)時(shí)，云儲(chǔ)能單位容量年度服務(wù)費(fèi)應(yīng)不大于投資實(shí)體儲(chǔ)能的單位功率容量投資成本年值。為了確定云儲(chǔ)能服務(wù)費(fèi)的價(jià)格，云儲(chǔ)能提供商首先需要得到用戶的儲(chǔ)能容量需求曲線。云儲(chǔ)能提供商可以采用優(yōu)化的方法對(duì)不同的云儲(chǔ)能服務(wù)費(fèi)價(jià)格下用戶的最優(yōu)投資決策進(jìn)行模擬，進(jìn)而可以得到用戶的云儲(chǔ)能需求曲線。根據(jù)用戶的云儲(chǔ)能需求曲線，云儲(chǔ)能提供商可以依據(jù)其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)集中度的大小，找到定價(jià)與銷售量的最優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)利益的最大化。

按流量定價(jià)是受到移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)模式啟發(fā)而產(chǎn)生的一種新的定價(jià)模式。這種定價(jià)方式可以讓用戶實(shí)現(xiàn)“用多少，付多少”的消費(fèi)模式，云儲(chǔ)能提供商依據(jù)用戶每次向云端電池中存人的能量的多少而收取相應(yīng)的費(fèi)用。在這種定價(jià)模式下，云儲(chǔ)能提供商要計(jì)算出在不同的儲(chǔ)能設(shè)施荷電狀態(tài)和不同的電價(jià)下滿足用戶存儲(chǔ)和釋放單位電能的需求所產(chǎn)生的成本，進(jìn)而形成云儲(chǔ)能按流量定價(jià)的分段或連續(xù)價(jià)格曲線。值得指出的是，受儲(chǔ)能設(shè)施容量規(guī)模的限制，云儲(chǔ)能服務(wù)流量定價(jià)無(wú)法做到“量大價(jià)優(yōu)”，而是會(huì)隨著使用量的增加單位流量?jī)r(jià)格顯著上升。這種定價(jià)策略可以抑制用戶的非理性的儲(chǔ)能使用需求，最終能夠保護(hù)云儲(chǔ)能提供商和用戶的共同利益。

云儲(chǔ)能服務(wù)的定價(jià)還可以使用套餐定價(jià)的方法。云儲(chǔ)能提供商需要挖掘用戶的用電行為和儲(chǔ)能使用的歷史數(shù)據(jù)，對(duì)大量用戶的儲(chǔ)能使用的特點(diǎn)進(jìn)行梳理和分類。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)每類用戶開(kāi)發(fā)不同的云儲(chǔ)能服務(wù)套餐并給子相應(yīng)的使用獎(jiǎng)勵(lì)和優(yōu)惠措施。不同的套餐可以設(shè)定不同的云端電池參數(shù)，有些套餐可以是“功率型”，有些可以是“能量型”，還有些可以是“平衡型”。在套餐定價(jià)中，還可以考慮引人“可靠性”，對(duì)于需要保證云端電池時(shí)刻都可以充放電的用戶，其云儲(chǔ)能服務(wù)費(fèi)可以設(shè)定得比較高，而對(duì)于接受在一天中的某些尖峰時(shí)刻不能使用云儲(chǔ)能服務(wù)的用戶，其云儲(chǔ)能服務(wù)費(fèi)可以設(shè)定得比較低。通過(guò)利用不同用戶對(duì)于云儲(chǔ)能服務(wù)的可靠性要求不同的這一特點(diǎn)，可以進(jìn)一步增加儲(chǔ)能設(shè)施的利用效率。此外，套餐定價(jià)也可以綜合容量定價(jià)和流量定價(jià)的特點(diǎn)，即同一套餐中既包含容量定價(jià)的部分又包含流量定價(jià)的部分。本質(zhì)上，云儲(chǔ)能服務(wù)按套餐定價(jià)的方法就是一種價(jià)格歧視的策略，最大限度地讓用戶使用云儲(chǔ)能，從而使云儲(chǔ)能提供商獲得利潤(rùn)。

展望

云儲(chǔ)能模式是共享經(jīng)濟(jì)在用戶側(cè)儲(chǔ)能領(lǐng)域中的一種探索，未來(lái)將會(huì)有廣闊的應(yīng)用空間。從物理角度來(lái)講，云儲(chǔ)能可以在一定程度上將已有的或者潛在的分布式儲(chǔ)能集中并形成一些具有一定規(guī)模的儲(chǔ)能電站。云儲(chǔ)能的出現(xiàn)還將促進(jìn)用戶側(cè)分布式可再生能源的投資并網(wǎng)與就地消納。此外，儲(chǔ)能設(shè)施布置位置與用戶對(duì)儲(chǔ)能資源的調(diào)用也會(huì)改變?cè)械碾娋W(wǎng)潮流分布。

云儲(chǔ)能理論與方法的研究是一個(gè)新的領(lǐng)域，涉及內(nèi)容廣泛，而目前的研究工作所涵蓋的范圍較為有限。因此云儲(chǔ)能領(lǐng)域的一些重要問(wèn)題還需要后續(xù)的研究來(lái)解決。

 1）用分布式儲(chǔ)能資源提供云儲(chǔ)能服務(wù)

云儲(chǔ)能的儲(chǔ)能實(shí)體可以是集中式的儲(chǔ)能設(shè)施也可以是分布式的儲(chǔ)能資源，目前的研究側(cè)重于如何利用集中式的儲(chǔ)能設(shè)施提供云儲(chǔ)能服務(wù)，對(duì)聚合利用分布式的儲(chǔ)能資源涉及較少。未來(lái)可以對(duì)使用分布式的資源提供云儲(chǔ)能服務(wù)進(jìn)行進(jìn)一步的研究與探討。

2）包含大規(guī)模云儲(chǔ)能的未來(lái)電力系統(tǒng)形態(tài)

云儲(chǔ)能可能成為未來(lái)電力系統(tǒng)應(yīng)用儲(chǔ)能的重要形式，云儲(chǔ)能的服務(wù)需要輸配電網(wǎng)提供能量傳輸支撐，目前的研究尚處于提出云儲(chǔ)能的理念、模式與方法的階段。因此，需要研究包含大規(guī)模云儲(chǔ)能的未來(lái)電力系統(tǒng)形態(tài)，具體包括包含云儲(chǔ)能設(shè)備的輸配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、云儲(chǔ)能大規(guī)模接人下輸配電網(wǎng)的潮流特征，以及由此產(chǎn)生的新的電力系統(tǒng)運(yùn)行方式、市場(chǎng)機(jī)制和定價(jià)策略及計(jì)算方式等問(wèn)題。

3）多能源系統(tǒng)中的云儲(chǔ)能

能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展大背景下，多能源系統(tǒng)的聯(lián)合規(guī)劃運(yùn)行的重要性日益凸顯，未來(lái)的云儲(chǔ)能也許不再局限于電能的云端存儲(chǔ)，可能會(huì)涉及儲(chǔ)熱、儲(chǔ)氣、儲(chǔ)氫等領(lǐng)域，與之相關(guān)的理論與方法也需要后續(xù)進(jìn)一步地研究與探索。

此外，云儲(chǔ)能的研究還涉及考慮不同管制規(guī)則、考慮多市場(chǎng)主體博弈、考慮對(duì)電網(wǎng)可靠性造成的影響等諸多方面，這些領(lǐng)域也有待于未來(lái)的研究和探索。

值得指出的是，云儲(chǔ)能模式順利推向工程實(shí)際的應(yīng)用還需要其他技術(shù)和產(chǎn)業(yè)政策兩方面的支撐。用戶、云儲(chǔ)能提供商與電網(wǎng)三者之間的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的通信是云儲(chǔ)能商業(yè)模式得以實(shí)施的關(guān)鍵，因此云儲(chǔ)能有賴于先進(jìn)信息通信技術(shù)提供信息流動(dòng)的載體。此外，儲(chǔ)能技術(shù)本身的突破也將會(huì)為云儲(chǔ)能模式的發(fā)展起到促進(jìn)作用，在一定范圍內(nèi)的儲(chǔ)能單位成本的降低將有助于云儲(chǔ)能模式產(chǎn)生更大的社會(huì)福利改善。在產(chǎn)業(yè)政策方面，隨時(shí)間而波動(dòng)的電價(jià)是云儲(chǔ)能得以開(kāi)展的基礎(chǔ)，因此需要有實(shí)時(shí)電價(jià)或峰谷電價(jià)等電價(jià)機(jī)制的支持。在云儲(chǔ)能實(shí)施和推廣的初期，用戶未必會(huì)很好地理解與接受將儲(chǔ)能放在“云端”的理念，因此也需要制定相關(guān)的政策對(duì)其進(jìn)行宣傳與教育。