本文從云儲(chǔ)能的定義、云儲(chǔ)能基本商業(yè)模式、云儲(chǔ)能投資與規(guī)劃等幾大方面去對(duì)云儲(chǔ)能進(jìn)行分析。
一、云儲(chǔ)能的定義
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(hù)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)。
云儲(chǔ)能依賴(lài)于共享資源而達(dá)到規(guī)模效益，使得用戶(hù)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(hù)提供儲(chǔ)能服務(wù)。云儲(chǔ)能可將原本分散在用戶(hù)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(hù)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(hù)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(hù)可以根據(jù)實(shí)際需求向云儲(chǔ)能提供商購(gòu)買(mǎi)一定期限內(nèi)的虛擬儲(chǔ)能的使用權(quán)。云儲(chǔ)能用戶(hù)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(hù)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(hù)免去了用戶(hù)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(hù)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(hù)提供更好的儲(chǔ)能服務(wù)。根據(jù)云儲(chǔ)能的理念，云儲(chǔ)能模式的構(gòu)建圖可以表示如下圖所示。
二、云儲(chǔ)能基本商業(yè)模式
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)涵包括：
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(hù)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(mǎn)足更多用戶(hù)的儲(chǔ)能使用需求。
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(hù)和小商業(yè)用戶(hù)。
3)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(hù)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、通訊、預(yù)測(cè)等多種技術(shù)作為支撐。
4) 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(hù)設(shè)定云儲(chǔ)能服務(wù)價(jià)格。用戶(hù)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(mǎi)多少云端電池容量。云儲(chǔ)能提供商根據(jù)用戶(hù)購(gòu)買(mǎi)云端電池容量的情況和所模擬出的用戶(hù)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(hù)向云儲(chǔ)能提供商購(gòu)買(mǎi)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(mǎi)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(mǎn)足用戶(hù)的放電需求時(shí)，云儲(chǔ)能提供商從電網(wǎng)直接購(gòu)買(mǎi)電能供用戶(hù)使用。
5)結(jié)算方法：用戶(hù)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(hù)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(hù)控制云端電池放電不產(chǎn)生直接費(fèi)用。用戶(hù)控制云端電池放電功率超過(guò)用戶(hù)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(hù)的負(fù)荷不能被云端電池放電所滿(mǎn)足的部分將由用戶(hù)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(mǎn)足用戶(hù)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(hù)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(hù)與電網(wǎng)進(jìn)行結(jié)算，然后是云儲(chǔ)能提供商和用戶(hù)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。
6)利潤(rùn)來(lái)源：云儲(chǔ)能提供商可以充分利用用戶(hù)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(hù)購(gòu)買(mǎi)的云端電池容量的加總。而用戶(hù)購(gòu)買(mǎi)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(hù)購(gòu)買(mǎi)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(mǎn)足用戶(hù)放電需求時(shí)從電網(wǎng)購(gòu)買(mǎi)高價(jià)的電能以供用戶(hù)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)。
三、云儲(chǔ)能投資與規(guī)劃
云儲(chǔ)能提供商想要為用戶(hù)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(lèi)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(hù)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(hù)儲(chǔ)能需求進(jìn)行最優(yōu)化的投資決策，如下圖所示。
四、云儲(chǔ)能運(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(mǎn)足用戶(hù)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)行所涉及到的要素如下圖所示。
五、云儲(chǔ)能服務(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(hù)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(hù)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(lèi)，分別是按容量定價(jià)、按流量定價(jià)和按套餐定價(jià)。
六、討論
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。主要有以下3方面：
1)用分布式儲(chǔ)能資源提供云儲(chǔ)能服務(wù)
2)包含大規(guī)模云儲(chǔ)能的未來(lái)電力系統(tǒng)形態(tài)
3)多能源系統(tǒng)中的云儲(chǔ)能
七、結(jié)語(yǔ)
云儲(chǔ)能是共享經(jīng)濟(jì)與電力系統(tǒng)儲(chǔ)能融合的產(chǎn)物，是未來(lái)電網(wǎng)的一個(gè)新的形態(tài)選擇。本文在給出了云儲(chǔ)能的定義并詳細(xì)闡述云儲(chǔ)能基本商業(yè)模式的基礎(chǔ)上對(duì)云儲(chǔ)能的投資規(guī)劃、運(yùn)行、服務(wù)定價(jià)等子領(lǐng)域的研究方法、研究進(jìn)展和研究思路進(jìn)行了闡述。此外，本文還對(duì)未來(lái)云儲(chǔ)能研究中的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了討論與展望。隨著云儲(chǔ)能研究的不斷深入，未來(lái)可能會(huì)出現(xiàn)與云儲(chǔ)能相關(guān)的工程實(shí)踐，屆時(shí)會(huì)對(duì)云儲(chǔ)能的理論研究產(chǎn)生進(jìn)一步的推動(dòng)作用。