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 中國儲能網(wǎng)訊：

  1.研究背景

  在“30·60碳目標”的發(fā)展指引下，儲能在電力系統(tǒng)中的作用將不斷凸顯。然而，盡管系統(tǒng)對儲能的需求與日俱增，但總體看來，儲能的規(guī)?；瘧萌悦媾R投資回收路徑不清晰等問題。為此，學術(shù)界和工業(yè)界已愈發(fā)關(guān)注儲能投資與應用模式的創(chuàng)新。近年來，“共享經(jīng)濟”模式的出現(xiàn)為儲能應用提供了新的思路，并催生出一種新型儲能投資與應用模式——“云儲能”模式。云儲能模式將原本分散在系統(tǒng)各處的多類型儲能裝置集中到云端，用云端的虛擬儲能容量來代替儲能用戶的實體儲能，并實現(xiàn)儲能資源共享。云儲能模式為突破我國儲能規(guī)?；瘧玫钠款i提供了新的解決思路，被認為有望成為未來電網(wǎng)中的儲能應用新形態(tài)。2022年2月22日，國家發(fā)改委、能源局印發(fā)《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》，文件提出：“創(chuàng)新新型儲能商業(yè)模式，探索共享儲能、云儲能、儲能聚合等商業(yè)模式應用”。標志著以云儲能為代表的新型儲能商業(yè)模式將逐漸由概念走向?qū)嶋H。然而，當前云儲能模式仍主要關(guān)注對電力儲能資源的整合與復用。受限于當前電力儲能資源依舊高昂的價格，現(xiàn)有云儲能模式中，電力儲能資源復用所釋放出的紅利依然難以滿足電力用戶對“儲能平價使用”的全部期待。為了，仍需探索能夠進一步降低儲能使用成本的“新型”云儲能模式。

  2.論文所解決的問題與意義　

  在能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展浪潮下，“多能源協(xié)同視角”極大地豐富了系統(tǒng)中的儲能資源類型：熱、氣系統(tǒng)內(nèi)包含大量的能量存儲單元，如：供熱系統(tǒng)蓄熱、網(wǎng)管儲氣等；將以上能量存儲元件與熱電機組、燃氣輪機、電轉(zhuǎn)氣裝置等能量轉(zhuǎn)換元件進行組合，能夠釋放出可觀的等效儲電能力，形成“廣義儲電資源”。

  但是，在當前市場與管理模式中，電、熱、氣系統(tǒng)分屬于不同的利益主體，電力系統(tǒng)無法直接調(diào)配上述廣義儲能資源，使得以上資源成為電力系統(tǒng)眼中的“沉睡型”儲能資源。“云儲能”模式與“多能源系統(tǒng)”的碰撞與融合為解決以上問題提供了新的思路：通過將熱力、燃氣系統(tǒng)作為廣義儲能資源引入到多能源云儲能模式中，為電網(wǎng)提供儲能服務，一方面可擴大電力系統(tǒng)中的儲能資源，降低儲能使用成本；另一方面為電、熱、氣等系統(tǒng)的友好互動提供橋梁。

  為此，本文提出了一種傳統(tǒng)云儲能的“裂變模式”——面向電力系統(tǒng)的“多能源云儲能”模式。本文對多能源云儲能模式的基本運營模式、實現(xiàn)形式、核心優(yōu)勢進行了介紹，并對多能源云儲能系統(tǒng)的關(guān)鍵問題進行了研究展望。

  3.論文重點內(nèi)容　　

  （1）多能源云儲能系統(tǒng)的組成與基本盈利模式

  多能源云儲能系統(tǒng)的組成示意圖如圖1所示。多能源云儲能與傳統(tǒng)云儲能類似，允許多個用戶以共享的方式使用多個儲能供應商提供的儲能資源。多能源云儲能系統(tǒng)中包含：云儲能運營商、儲能供應商和儲能用戶三大利益主體。

  云儲能運營商是云儲能模式的組織者，其將各處的多類型儲能資源集中和組織起來，并進行統(tǒng)一調(diào)度，以更小的成本為用戶提供儲能服務。云儲能運營商主要負責兩方面內(nèi)容：首先，其負責收集云儲能用戶的多類型儲能需求，并對參與云儲能模式的多類型儲能裝置進行統(tǒng)一調(diào)控；其次，其還負責設計云儲能系統(tǒng)中的基本商業(yè)模式。在多能源云儲能模式下，儲能供應商不僅包括多類型電力儲能裝置，不同規(guī)模、位置的熱力及燃氣系統(tǒng)也可以為不同電力系統(tǒng)用戶提供不同類型的儲能服務。云儲能用戶為儲能服務的使用者。類似于傳統(tǒng)云儲能模式，多能源云儲能模式下的云儲能用戶可以包括源側(cè)、網(wǎng)側(cè)和荷側(cè)的各類型用戶。例如：針對源側(cè)新能源廠站的應用需求，廠站附近的熱力或燃氣系統(tǒng)可作為廣義儲能資源為其提供棄風光回收、調(diào)峰等服務；針對電網(wǎng)的經(jīng)濟運行需求，“區(qū)域級”熱力和燃氣系統(tǒng)可作為廣義儲能資源配合系統(tǒng)調(diào)度，降低系統(tǒng)運行成本；針對園區(qū)的新能源消納需求，“園區(qū)級”熱力或燃氣系統(tǒng)可配合新能源出力與負荷需求，提升園區(qū)新能源消納水平、降低園區(qū)用電成本等。

  （2）多能源云儲能系統(tǒng)的實現(xiàn)形式

  多能源云儲能系統(tǒng)的實現(xiàn)架構(gòu)示意圖如圖2所示。多能源云儲能模式中利益主體眾多，甚至跨越多個能源系統(tǒng)，為了實現(xiàn)多類型（廣義）儲能公平、合理地協(xié)同調(diào)控，需要構(gòu)建面向多能源云儲能模式的云儲能調(diào)控平臺。該平臺可通過無線或有線通信傳輸?shù)姆绞剑邮詹煌苾δ苡脩舻膬δ苁褂眯枨?；同時，若該多能源云儲能系統(tǒng)還有“網(wǎng)側(cè)”儲能服務需求或需要借助電網(wǎng)的輸電通道，則還需要通過有安全加密的內(nèi)網(wǎng)通信網(wǎng)絡與電力系統(tǒng)調(diào)控中心連接，并接受電網(wǎng)調(diào)度中心的儲能需求指令以及調(diào)度信息。

  （3）多能源云儲能系統(tǒng)的核心優(yōu)勢

  傳統(tǒng)云儲能模式的經(jīng)濟收益主要來源于以下兩個方面：

  1）儲能復用：用戶在儲能使用需求上具有時間互補性，該特性使得儲能復用情況下的總儲能配置容量低于用戶自行配置儲能時的容量總和，從而降低儲能的使用成本。

  2）投資的規(guī)模效益：儲能投資具有規(guī)模效益，其主要指隨著儲能總?cè)萘康脑黾?，單位儲能容量的投資成本具有下降趨勢；在云儲能模式下，通過整合多用戶的儲能需求，投資大容量的儲能裝置，從而降低單位儲能的投資成本。

  相比于傳統(tǒng)云儲能模式，多能源云儲能具有以下2項額外的優(yōu)勢與特色：

  1）進一步盤活了系統(tǒng)中的“沉睡”儲能資源，從而進一步降低了電力系統(tǒng)的儲能使用成本：在“多能源云儲能”模式中，熱力、燃氣系統(tǒng)等均能夠成為服務于電力系統(tǒng)的廣義儲能資源，其潛在可調(diào)度儲能容量巨大；然而，電、氣、熱系本質(zhì)上屬于不同的利益主體，由于缺乏激勵相容的商業(yè)模式，目前在實際系統(tǒng)中，熱力、燃氣系統(tǒng)（尤其在“系統(tǒng)級”）難以被電力系統(tǒng)直接調(diào)控；因此，多能源云儲能模式相當于盤活了系統(tǒng)中的“沉睡型”儲能資源，從而能夠進一步降低電力系統(tǒng)用戶的儲能使用成本。

  2）在不打破行業(yè)壁壘的情況下，為跨能源系統(tǒng)間的互利共贏提供了橋梁：在多能源云儲能模式中，熱力、燃氣系統(tǒng)充當起儲能供應商的角色，其不直接受控于電力系統(tǒng)，而是以提供等效儲能服務的形式與電力系統(tǒng)進行能量互動；多能源云儲能商起到“中間人”的作用，其結(jié)合電力系統(tǒng)的儲能需求，以及熱力、燃氣系統(tǒng)的閑時等效儲能容量，進行統(tǒng)一能量調(diào)控，同時對電力系統(tǒng)在獲得等效儲能服務后所得利潤進行分配與共享，從而實現(xiàn)跨能源系統(tǒng)的互利共贏。

  （4）多能源云儲能模式的研究框架展望

  從多能源云儲能系統(tǒng)中的云儲能運營商、儲能供應商和儲能用戶三大利益主體的角度出發(fā)，多能源云儲能模式下的關(guān)鍵科學問題可以由投資與規(guī)劃、運行與評估以及商業(yè)模式設計三方面概括。研究框架示意圖如圖3所示。

  多能源云儲能模式本質(zhì)上是通過儲能共享的方式實現(xiàn)全社會福利的提升，并通過合理的收益分配方式，將所提升的福利交由參與該系統(tǒng)的各利益主體共享。在該模式中，多能源云儲能運營商擔任著“組織者”的關(guān)鍵角色，其主要運營目標包括兩個方面：1）最大化多能源云儲能模式下的全社會福利，即最大化總體收益；2）設計合理的商業(yè)模式，吸引儲能供應商、儲能用戶參與該模式，合理分配各方收益，并最大化運營商自身在該模式中的收益。為了實現(xiàn)上述目的，多能源云儲能運營商所需要關(guān)注的關(guān)鍵問題研究框圖。

  首先，在擴大總體收益方面，主要涉及對多能源云儲能模式下儲能的投資與規(guī)劃，以及多能源云儲能系統(tǒng)優(yōu)化運行與評估這兩個關(guān)鍵問題的研究。分配給各利益主體的“總體收益”主要來自于“用戶使用儲能后的效益提升值”與“儲能使用成本（折舊、運行、維護等成本）”之差。“開源”和“節(jié)流”是提升“總體收益”的主要途徑。“開源”方式主要指：通過對用戶儲能需求和現(xiàn)有儲能資源可調(diào)容量的準確把控，通過儲能優(yōu)化配置方式，滿足更多的用戶儲能需求，從而提升“用戶使用儲能后的效益提升值”；“節(jié)流”的方式主要是指：通過對熱力系統(tǒng)、燃氣系統(tǒng)和各類電儲能資源的合理調(diào)控，降低“儲能使用成本”。

  其次，在收益分配方面，主要涉及對多能源云儲能商業(yè)模式設計這一關(guān)鍵問題的研究。多能源云儲能系統(tǒng)中包含諸多從屬于不同利益主體的參與者，每個參與者在系統(tǒng)中所扮演的角色和重要性均有不同。合理的多能源云儲能商業(yè)模式不但能夠促使用戶理性而合理地購買儲能服務，保障系統(tǒng)整體總收益；還能夠有效激勵熱力系統(tǒng)、燃氣系統(tǒng)和其他電力儲能供應商更好地參與到云儲能模式中，保障儲能服務的穩(wěn)定有效供應。

  對于儲能供應商和儲能用戶，其在多能源云儲能模式下的關(guān)鍵問題研究框圖如圖5所示。在多能源云儲能模式中，儲能供應商和儲能用戶更偏向于“參與者”的角色，其在收到運營商發(fā)布的準入原則、價格信息和使用原則等信息后，衡量自身的風險與收益，并決定是否參與該模式，而儲能供應商和云儲能用戶的參與情況將以“反饋”的形式傳導給云儲能運營商，刺激其對其所制定的一系列商業(yè)模式進行調(diào)整和更新。在決定參與多能源云儲能模式后，儲能供應商和云儲能用戶均會關(guān)注在當前云儲能商業(yè)模式下，如何進行優(yōu)化運行，實現(xiàn)自身收益最大化的問題；此外，對于儲能供應商而言，能否通過增加儲能投資的方式，增加其在多能源云儲能模式中的獲利水平，同樣是其關(guān)注的關(guān)鍵問題。

原標題：面向電力系統(tǒng)的多能源云儲能模式：基本概念與研究展望