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一、云儲能的定義

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

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

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


二、云儲能基本商業(yè)模式

云儲能是基于共享經(jīng)濟的一種新型的儲能商業(yè)模式，其內(nèi)涵包括：

1)價值主張：云儲能以“共享”為主要價值取向，通過用戶共享儲能資源而提高資源利用效率，進而實現(xiàn)綜合成本的降低，并在此基礎(chǔ)上可以進一步滿足更多用戶的儲能使用需求。

2)消費者目標群體：根據(jù)目前的研究，云儲能所針對的細分市場為家庭用戶和小商業(yè)用戶。

3)核心能力：云儲能提供商成功的關(guān)鍵是要聚攏大量的具有互補性的用戶并實現(xiàn)規(guī)模效益。因此，它需要有數(shù)據(jù)分析、優(yōu)化、通訊、預測等多種技術(shù)作為支撐。

4) 服務(wù)流程：云儲能提供商根據(jù)其所掌握的技術(shù)經(jīng)濟信息為用戶設(shè)定云儲能服務(wù)價格。用戶根據(jù)云儲能服務(wù)的價格和自己的用電情況決定購買多少云端電池容量。云儲能提供商根據(jù)用戶購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)集中式的儲能設(shè)施和租賃分布式的儲能資源。用戶向云儲能提供商購買儲能容量使用權(quán)之后，在運行中根據(jù)自身儲能使用需求向其所購買的云端電池發(fā)出充電和放電指令。云儲能提供商通過合理地選擇儲能設(shè)施的充放電時機以及充放電功率，以期達到盡可能小的自身成本。在運行過程中，配電網(wǎng)為云儲能充當備用，當儲能設(shè)施中的電能不足以滿足用戶的放電需求時，云儲能提供商從電網(wǎng)直接購買電能供用戶使用。

5)結(jié)算方法：用戶使用云儲能服務(wù)需要向云儲能提供商支付服務(wù)費從而獲得云端電池容量的使用權(quán)。在實際運行中，用戶控制云端電池充電所產(chǎn)生的充電電費按照運行時的實時電價結(jié)算，由云儲能提供商代收。用戶控制云端電池放電不產(chǎn)生直接費用。用戶控制云端電池放電功率超過用戶負荷而產(chǎn)生的向電網(wǎng)反送電的收益將首先由云儲能提供商代為支付。用戶的負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)的用電費用。云儲能提供商向電網(wǎng)支付儲能設(shè)施充電的電費、儲能設(shè)施電量不能滿足用戶放電需求時從電網(wǎng)獲得功率的電費。儲能設(shè)施放電超過用戶放電需求而產(chǎn)生的向電網(wǎng)反送電的收益將由電網(wǎng)支付給云儲能提供商。因此，在實際運行中的結(jié)算次序首先是云儲能提供商、用戶與電網(wǎng)進行結(jié)算，然后是云儲能提供商和用戶之間進行結(jié)算。結(jié)算周期可視實際情況設(shè)定為每天、每周或每月。

6)利潤來源：云儲能提供商可以充分利用用戶的儲能使用需求在時間上的互補性，其所投資的儲能設(shè)施的容量可以顯著低于所有用戶購買的云端電池容量的加總。而用戶購買云端電池容量使用權(quán)所繳納的云儲能服務(wù)費是云儲能提供商的收入，這就給云儲能提供商提供了利潤空間。雖然云儲能提供商實際投資儲能容量低于用戶購買云端電池容量會導致云儲能提供商運行成本增加，即其需要在儲能裝置電量不足以滿足用戶放電需求時從電網(wǎng)購買高價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行成本可以被云儲能提供商減小容量投資所帶來的收益完全覆蓋。云儲能提供商通過權(quán)衡投資成本和運行成本實現(xiàn)總成本最小化。此外，由于云儲能提供商可以投資建設(shè)集中式的儲能裝置，因此可利用規(guī)模效應(yīng)降低單位容量投資成本，進一步擴大其利潤。

三、云儲能投資與規(guī)劃

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


四、云儲能運行

云儲能提供商的另一個核心任務(wù)就是在實時運行中滿足用戶的儲能使用需求，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)運行成本最小化。云儲能運行所涉及到的要素如下圖所示。

五、云儲能服務(wù)定價

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

六、討論

云儲能理論與方法的研究是一個新的領(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。因此云儲能領(lǐng)域的一些重要問題還需要后續(xù)的研究來解決。主要有以下3方面：

1)用分布式儲能資源提供云儲能服務(wù)

2)包含大規(guī)模云儲能的未來電力系統(tǒng)形態(tài)

3)多能源系統(tǒng)中的云儲能

七、結(jié)語

云儲能是共享經(jīng)濟與電力系統(tǒng)儲能融合的產(chǎn)物，是未來電網(wǎng)的一個新的形態(tài)選擇。本文在給出了云儲能的定義并詳細闡述云儲能基本商業(yè)模式的基礎(chǔ)上對云儲能的投資規(guī)劃、運行、服務(wù)定價等子領(lǐng)域的研究方法、研究進展和研究思路進行了闡述。此外，本文還對未來云儲能研究中的關(guān)鍵問題進行了討論與展望。隨著云儲能研究的不斷深入，未來可能會出現(xiàn)與云儲能相關(guān)的工程實踐，屆時會對云儲能的理論研究產(chǎn)生進一步的推動作用。

原標題： 未來電力系統(tǒng)儲能的新形態(tài)—云儲能