李烽
國(guó)網(wǎng)南通供電公司,江蘇 南通 226006
考慮到傳統(tǒng)的燃煤發(fā)電帶來(lái)的污染嚴(yán)重以及燃料資源有限,國(guó)家將目光放在可再生能源發(fā)電上。因此太陽(yáng)能、風(fēng)電、潮汐能等新能源的出現(xiàn),帶來(lái)的發(fā)電量越來(lái)越多??稍偕茉窗l(fā)電具有很大間歇性,這就導(dǎo)致電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)電價(jià)存在很大波動(dòng),為了平衡電價(jià),電網(wǎng)需要借助儲(chǔ)能進(jìn)行調(diào)節(jié)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,有人提出“云儲(chǔ)能”的理念,基于儲(chǔ)能設(shè)施共享的云儲(chǔ)能將是未來(lái)電力發(fā)展的方向。
云儲(chǔ)能的儲(chǔ)能商業(yè)模式主要要素如圖1所示。
圖1 云儲(chǔ)能基本商業(yè)模式要素
其中,云儲(chǔ)能的價(jià)值主張是“共享”。通過(guò)用戶共享儲(chǔ)存的能源而提高能源利用率,降低用電綜合成本,滿足用戶日益增長(zhǎng)的能量需求;消費(fèi)者目標(biāo)群體,包括家庭用戶和小商業(yè)用戶,這兩類用戶數(shù)量巨大,但需求較小,更有利于云儲(chǔ)能的開發(fā);營(yíng)銷渠道,為售電商或節(jié)能服務(wù)公司,建立線上線下雙重營(yíng)銷渠道;客戶關(guān)系,屬于互惠互利,云儲(chǔ)能為客戶提供優(yōu)質(zhì)價(jià)低的儲(chǔ)能,同時(shí)通過(guò)提供儲(chǔ)能服務(wù)盈利,緩解電力系統(tǒng)供需不平衡的壓力;資源配置,集中式和分布式,所有者為用戶或者電網(wǎng),租賃使用;核心能力,通過(guò)數(shù)據(jù)分析、通信和預(yù)測(cè)等工作聚攏能源和用戶,實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益;服務(wù)流程,由供應(yīng)商調(diào)研技術(shù)經(jīng)濟(jì)信息決定服務(wù)價(jià)格,用戶根據(jù)這個(gè)價(jià)格和自己的實(shí)際需求購(gòu)買云端電池容量,供應(yīng)商再根據(jù)用戶的需求分布集中建設(shè)儲(chǔ)能設(shè)備和調(diào)撥能源;結(jié)算方法,用戶向供應(yīng)商支付能源服務(wù)費(fèi),獲取用電權(quán)利,控制其充電的費(fèi)用按照實(shí)施電價(jià)收費(fèi),支付給供應(yīng)商;成本結(jié)構(gòu),包括投資成本和運(yùn)行成本,收入結(jié)構(gòu),用戶支付的儲(chǔ)能服務(wù)費(fèi)用;利潤(rùn)來(lái)源,出售儲(chǔ)能服務(wù)在時(shí)間上的互補(bǔ)性獲取的收益,用戶繳納的云儲(chǔ)能服務(wù)費(fèi);裂變模式,電能、天然氣、熱能等。
云儲(chǔ)能供應(yīng)商提供云儲(chǔ)能服務(wù)的前提是準(zhǔn)確掌握自身需要投資和建設(shè)的儲(chǔ)能設(shè)施種類和容量。據(jù)此,供應(yīng)商需做好兩手準(zhǔn)備,一是對(duì)用戶使用云儲(chǔ)能服務(wù)的實(shí)際需求進(jìn)行科學(xué)預(yù)估。具體來(lái)講,可以根據(jù)這三個(gè)條件建立系統(tǒng)模型,以用戶年度綜合投資和用電成本最小化為目標(biāo),借此模型篩選出目標(biāo)客戶,以此為提供云儲(chǔ)能服務(wù)的重點(diǎn)對(duì)象和基礎(chǔ)。另外,要合理設(shè)定提供的儲(chǔ)能服務(wù)最大值,在此基礎(chǔ)上提供科學(xué)的儲(chǔ)能量,保證滿足用戶需求且不會(huì)造成浪費(fèi)。
二是基于上述預(yù)估做出儲(chǔ)能設(shè)施優(yōu)化投資決策,需要滿足三個(gè)基本條件:用戶儲(chǔ)能需求,合理利用多樣化的儲(chǔ)能技術(shù)降低投資成本。云儲(chǔ)能供應(yīng)商的投資容量是考慮所有用戶的放電需求及用電需求做出的決策,可能比用戶實(shí)際需求高,也可能比用戶實(shí)際需求低。云儲(chǔ)能供應(yīng)商需要實(shí)施最優(yōu)的儲(chǔ)能技術(shù)和容量,來(lái)達(dá)到以最小成本最大化滿足用戶需求的目標(biāo)。
因?yàn)橛脩舴烹娦枨蟛⒎且怀刹蛔兊?,而是存在尖峰和低谷。?duì)于用戶的尖峰放電需求,云儲(chǔ)能供應(yīng)商可以為此提供保障,也就是投資儲(chǔ)能滿足用戶尖峰的放電需求,也可以通過(guò)在尖峰時(shí)刻向電網(wǎng)購(gòu)買電能的方式來(lái)滿足用戶的尖峰需求。相對(duì)來(lái)說(shuō),后一種辦法可以節(jié)約投資成本,提高儲(chǔ)能裝置利用率。
云儲(chǔ)能供應(yīng)商需要借助多種儲(chǔ)能技術(shù)為用戶提供性價(jià)比更高的儲(chǔ)能服務(wù),比如說(shuō)功率型儲(chǔ)能技術(shù)(超級(jí)電容等),可滿足用戶放電需求波動(dòng)較大的時(shí)候;能量型儲(chǔ)能技術(shù)(液流電池等),可用于支持用戶放電需求比較平穩(wěn)的階段。這些技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于滿足用戶不同形式儲(chǔ)能需求和降低投資成本具有重要意義。
需要注意的是,云儲(chǔ)能供應(yīng)商所做的準(zhǔn)備工作并不是單向直接的過(guò)程,因?yàn)閮?chǔ)能設(shè)施開展的充放電過(guò)程會(huì)逐漸降低其使用壽命,再加上儲(chǔ)能設(shè)施可能出現(xiàn)損壞等事故,這就會(huì)影響投資成本。儲(chǔ)能設(shè)施壽命的變化會(huì)反過(guò)來(lái)影響用戶的儲(chǔ)能服務(wù)費(fèi),使其決定是否購(gòu)買云儲(chǔ)能服務(wù)。
云儲(chǔ)能供應(yīng)商最關(guān)鍵的工作是在成本最小化理念上,在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中滿足用戶的儲(chǔ)能服務(wù)需求。這是云儲(chǔ)能運(yùn)行的根本任務(wù),而要想實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)任務(wù),需要對(duì)運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化,包括日前優(yōu)化和模型預(yù)測(cè)控制。云儲(chǔ)能供應(yīng)商進(jìn)行日前優(yōu)化依靠的是對(duì)用戶儲(chǔ)能需求的科學(xué)預(yù)測(cè),根據(jù)未來(lái)一天的預(yù)測(cè)值進(jìn)行提供服務(wù)的決策,也就是提前一天做好提供云儲(chǔ)能服務(wù)的安排;而對(duì)于用戶儲(chǔ)能需求的預(yù)測(cè)是通過(guò)日前運(yùn)行優(yōu)化模型來(lái)獲得下一日的儲(chǔ)能設(shè)施充電和放電策略;日前優(yōu)化策略的實(shí)施,可以協(xié)調(diào)不同儲(chǔ)能設(shè)施之間的供能能力,實(shí)現(xiàn)最優(yōu)配比。
云儲(chǔ)能供應(yīng)商還需要考慮的一個(gè)問(wèn)題是儲(chǔ)能裝置的特點(diǎn),也就是每一類儲(chǔ)能裝置的功率,比如使用的某個(gè)儲(chǔ)能裝置的充放電功率不能超過(guò)該裝置可允許的功率容量最大值,儲(chǔ)能裝置所儲(chǔ)存的實(shí)際電量既不能低于最小服務(wù)需求電量也不能高于裝置最大容量等。
另外,云儲(chǔ)能運(yùn)行還會(huì)受到很多因素的影響而導(dǎo)致儲(chǔ)能效果不固定,因此運(yùn)行時(shí)只需要對(duì)相近的時(shí)間段進(jìn)行預(yù)測(cè)才可以得到準(zhǔn)確率相對(duì)較高的預(yù)測(cè)結(jié)果。為了提高云儲(chǔ)能應(yīng)對(duì)能力的靈活性,云儲(chǔ)能供應(yīng)商可以借助信息技術(shù)收集大量信息,制作復(fù)雜的決策模型,借此利用更多的電價(jià)、負(fù)荷等預(yù)測(cè)信息,做出更科學(xué)的決策結(jié)果[1]。
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,在信息技術(shù)和共享理念越來(lái)越被接受的將來(lái),必將占據(jù)一席之地。借助云儲(chǔ)能技術(shù),電網(wǎng)可將分散的分布式儲(chǔ)能集中起來(lái),組成規(guī)?;膬?chǔ)能電站,未來(lái)可以更傾向于聚合使用分布式的儲(chǔ)能資源的研究,增加儲(chǔ)能資源的來(lái)源和利用率。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,研究如何形成大規(guī)模云儲(chǔ)能的未來(lái)電力系統(tǒng)形態(tài)。在這里,儲(chǔ)能設(shè)施的分布點(diǎn)以及用戶對(duì)儲(chǔ)能的需求會(huì)對(duì)現(xiàn)在的電網(wǎng)分布造成一定影響。此外,未來(lái)云儲(chǔ)能面對(duì)的能源可能會(huì)涉及多能源系統(tǒng),包括儲(chǔ)熱、儲(chǔ)氣、儲(chǔ)氫等。
云儲(chǔ)能是基于共享能源產(chǎn)生的未來(lái)電網(wǎng)系統(tǒng)的一種形態(tài)模式,在共享理念為人們提供很大便利的背景下,具有十分廣闊的應(yīng)用前景。