劉吉成，盧運媛，李穎歡

（華北電力大學經(jīng)濟與管理學院；新能源電力與低碳發(fā)展研究北京市重點實驗室（華北電力大學），北京 102206）

能源是現(xiàn)代化的基礎和動力，迫于傳統(tǒng)能源應用導致的能源危機和環(huán)境壓力，以光伏為代表的清潔能源發(fā)電方式在全球范圍內(nèi)得到了廣泛關注［1-3］。然而由于光伏發(fā)電的隨機性、波動性等特點，“棄能”成為其發(fā)展的主要障礙之一，在此背景下能源互聯(lián)網(wǎng)及儲能等技術應運而生。能源互聯(lián)網(wǎng)通過先進技術實現(xiàn)能源節(jié)點互聯(lián)及能量交互共享，而儲能不僅能改善電能質量、提升電網(wǎng)調(diào)度靈活性更能夠存儲余電、平抑發(fā)電波動、解決消納問題，光伏、能源互聯(lián)網(wǎng)及儲能的聯(lián)合應用被證明為降低光伏發(fā)電棄光率的合理路徑［4-6］。當前，中國光伏產(chǎn)業(yè)正處于蓬勃發(fā)展時期，多晶硅產(chǎn)量與光伏裝機量逐年攀升［7］，但在發(fā)電量巨大的同時棄光現(xiàn)象嚴重、政府補貼取消，為減少光伏發(fā)電棄光率、實現(xiàn)光伏平價上網(wǎng)及增強光伏行業(yè)的競爭力，將儲能、能源互聯(lián)網(wǎng)引入中國光伏行業(yè)并探究能源互聯(lián)網(wǎng)背景下光儲價值鏈的效益協(xié)同模式尤為重要。

近年來，中國光伏產(chǎn)品在全球范圍內(nèi)保持較高的占有率，光伏價值鏈整體呈現(xiàn)出較好的發(fā)展勢頭，但當前中國光伏價值鏈發(fā)展仍存在諸多問題［8］。首先，相比于以制造能力為重的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，知識與創(chuàng)新在光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的地位明顯提高［9］，從而導致中國光伏價值鏈在創(chuàng)新體系、各環(huán)節(jié)發(fā)展均衡［10-11］、成本控制等方面存在的問題逐漸顯現(xiàn)［12］，鑒于此劉吉成等［13］對中國光伏企業(yè)價值創(chuàng)造能力進行了評價研究，并從整體和局部兩個方面提出了價值鏈增值策略［8］，陳斯琴等［14］則對宏觀形勢下中國光伏產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展進行了分析研究。其次，光伏發(fā)電的不穩(wěn)定性在很大程度上對其發(fā)展形成了制約，儲能快速響應和雙向調(diào)節(jié)的技術特點恰能解決這一難題［15］，因此相關文獻分別從光儲系統(tǒng)、儲能投資者、光伏用戶角度對“光+儲”發(fā)展的技術可行性及經(jīng)濟可行性進行了分析研究［16-18］，證明了儲能可有效應用于光伏產(chǎn)業(yè)并促進其發(fā)展。再次，為提高傳統(tǒng)能源系統(tǒng)資源配置能力以滿足未來能源系統(tǒng)發(fā)展需求，能夠實現(xiàn)“橫向多源互補，縱向源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)”的能源互聯(lián)網(wǎng)概念被提出［19］。在能源互聯(lián)網(wǎng)背景下，相關文獻針對光伏及儲能產(chǎn)業(yè)升級、優(yōu)化調(diào)度及經(jīng)濟效益進行了分析研究［20-22］，證明了能源互聯(lián)網(wǎng)能進一步促進光儲產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的光儲價值鏈構建及研究是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級與競爭力增強的有效途徑。

作為光伏及儲能等多節(jié)點多系統(tǒng)構成的價值鏈條，效益協(xié)同不可避免地成為研究關注點，也即如何在子系統(tǒng)最優(yōu)情況下實現(xiàn)總系統(tǒng)最優(yōu)運行［23］，目前效益協(xié)同研究主要集中在評價優(yōu)化及利益分配方面。首先，諸多學者通過效益協(xié)同理論對發(fā)電方式、電動汽車協(xié)同、能源與環(huán)境等方面進行了評價研究［24-27］，證明了可再生能源及其與電動汽車和環(huán)境協(xié)同發(fā)展的可行性。其次，諸多研究采用效益協(xié)同理論對電力控制協(xié)同、知識協(xié)同、信息資源協(xié)同、配送協(xié)同等方面進行了優(yōu)化研究［25,28-31］，證實了其能促進各行業(yè)優(yōu)化提升。最后，更多效益協(xié)同研究集中在合作博弈模型及Shapley 模型等利益分配方面，涉及到礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、制造業(yè)、零售業(yè)、PPP 項目、電力等多個行業(yè)［32-42］，旨在通過建立利益分配模型及優(yōu)化模型解決相關利益分配問題。一方面通過建立相關行業(yè)的合作博弈模型及Shapley 模型，解決了鏈條節(jié)點企業(yè)的利益分配問題，驗證了鏈條節(jié)點合作對鏈條利益優(yōu)化所起的重要作用。另一方面通過對模型的優(yōu)化，如引入大數(shù)據(jù)、修正因子、公平理論、模糊理論、灰色理論、努力因素等［37,43-47］，進一步提高了利益分配問題研究的精度與深度。在電力價值鏈利益分配方面，研究重點較多放在傳統(tǒng)電力發(fā)售電商間利益分配及協(xié)調(diào)方面，郭洪武等［41］通過Delphi 法優(yōu)化Shapley 模型對發(fā)電商與購電商之間的利益分配問題進行了研究；陸秋瑜等［40］基于合作博弈理論研究了集群風儲聯(lián)合系統(tǒng)的廣域協(xié)調(diào)與利益分配問題；施泉生等［42］分別建立了多主體參與的單對多、多對多交易情形下的合作博弈模型，在優(yōu)化利益分配的同時得到了相應最優(yōu)電價。但是效益協(xié)同理論在光伏與儲能及能源互聯(lián)網(wǎng)相結合領域相關文獻較少，本文研究旨在填補這一空白。

本文對光儲價值鏈效益協(xié)同研究的思路如下：首先在通過對能源互聯(lián)網(wǎng)及光伏價值鏈的論述基礎上構建能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的光儲價值鏈模型，然后以光伏發(fā)電商與儲能商為節(jié)點在考慮努力因素的基礎上構建光儲價值鏈效益協(xié)同模型，繼而根據(jù)改進逐對比較法確定努力因素、構建分散價值鏈Stackelberg 博弈模型、集成價值鏈模型、收益分享與努力成本共擔聯(lián)合契約模型、回購與努力成本共擔聯(lián)合契約模型，并對各模型的協(xié)調(diào)能力進行比較分析與數(shù)值驗證分析，以期為光儲供應鏈的效益協(xié)同模式做出理論與實踐貢獻。

1 能源互聯(lián)網(wǎng)與光儲產(chǎn)業(yè)價值鏈

1.1 能源互聯(lián)網(wǎng)背景

由于化石燃料的逐漸枯竭及其造成的環(huán)境污染問題，傳統(tǒng)能源利用模式正在走向終結，開發(fā)新的能源利用體系刻不容緩。隨著可再生能源的發(fā)展利用及互聯(lián)網(wǎng)的普及應用，“能源互聯(lián)網(wǎng)”這一概念由美國著名學者杰里米·里夫金于2011 年提出，他預言以新能源技術和信息技術的深入結合為特征的一種新的能源利用體系，即“能源互聯(lián)網(wǎng)”即將出現(xiàn)并具有以下四大特征：以可再生能源為主要一次能源；支持超大規(guī)模分布式發(fā)電系統(tǒng)與分布式儲能系統(tǒng)接入；基于互聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)廣域能源共享；支持交通系統(tǒng)的電氣化。而后董朝陽基于里夫金的能源互聯(lián)網(wǎng)愿景，給出了能源互聯(lián)網(wǎng)的初步定義：能源互聯(lián)網(wǎng)是以電力系統(tǒng)為核心，以互聯(lián)網(wǎng)及其他前沿信息技術為基礎，以分布式可再生能源為主要一次能源，與天然氣網(wǎng)絡、交通網(wǎng)絡等其他系統(tǒng)緊密耦合而形成的復雜多網(wǎng)流系統(tǒng)，并給出能源互聯(lián)網(wǎng)的基本架構如圖1 所示［48］。

圖1 能源互聯(lián)網(wǎng)基本框架

隨著清潔能源的發(fā)展，能源互聯(lián)網(wǎng)也引起了越來越多的關注，現(xiàn)在的能源互聯(lián)網(wǎng)可理解是綜合運用先進的電力電子技術、信息技術和智能管理技術，將大量由分布式能量采集裝置、分布式能量儲存裝置和各種類型負載構成的新型電力網(wǎng)絡、石油網(wǎng)絡、天然氣網(wǎng)絡等能源節(jié)點互聯(lián)起來，以實現(xiàn)能量雙向流動的能量對等交換與共享網(wǎng)，其架構關系如圖2所示。

圖2 能源互聯(lián)網(wǎng)關系圖

能源互聯(lián)網(wǎng)包括智能發(fā)電、智能電網(wǎng)調(diào)度、智能儲能、智能用電、智能能源市場、智能管理和服務六大板塊，以“物聯(lián)網(wǎng)+智能電網(wǎng)+可再生能源”為核心，以實現(xiàn)共享作為最終目的，圍繞“可再生、分布式、智能化”3 個關鍵詞，不僅影響了能源的生產(chǎn)方式，極大地改變了電力的生產(chǎn)，還徹底改變了能源的消費方式，打破了傳統(tǒng)以電網(wǎng)公司為中心的消費模式。在能源互聯(lián)網(wǎng)上，電力將可以自由地生產(chǎn)、消費、互換、交易，能源的生產(chǎn)和消費的效率將得以提升［49］。

1.2 能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的光儲產(chǎn)業(yè)價值鏈

現(xiàn)階段中國光伏產(chǎn)業(yè)鏈條發(fā)展態(tài)勢良好，光伏價值鏈以晶體硅太陽能電池的研發(fā)生產(chǎn)為主線可分為上游、中游和下游［50-51］，并以上游硅材料提煉和硅片生產(chǎn)、中游電池片生產(chǎn)和組件封裝及下游光伏發(fā)電系統(tǒng)集成及光伏應用產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售為主鏈，加以輔料鏈和裝備鏈共同構成完整的光伏產(chǎn)業(yè)價值系統(tǒng)。通過價值鏈高效內(nèi)部運轉及外部互動實現(xiàn)物流、信息流及價值流的協(xié)調(diào)，從而使光伏價值鏈呈現(xiàn)了較高的經(jīng)濟效益與社會效益。

但是由于能源危機與環(huán)境壓力，單一光伏價值鏈不可避免的暴露出諸多問題，如：以單環(huán)節(jié)價值增值為導向、重視光伏價值鏈上各個環(huán)節(jié)價值增值的順序性、價值增值主要集中在制造環(huán)節(jié)、均從光電并網(wǎng)角度出發(fā)等，因此儲能技術、光儲價值鏈、能源互聯(lián)網(wǎng)及戰(zhàn)略聯(lián)盟的引入尤為重要。鑒于此，本文提出能源互聯(lián)網(wǎng)下光儲價值鏈模型如圖3所示。

圖3 能源互聯(lián)網(wǎng)背景下光儲價值鏈示意圖

光儲價值鏈即為能源互聯(lián)網(wǎng)背景下將光伏與儲能相結合所構成的價值鏈。一方面通過引入儲能技術使得具有很強間歇性、隨機性、波動性的風電變得“可控”“可調(diào)”，進而促進風電的利用，保障光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，提高光伏發(fā)電的消納，進一步優(yōu)化光伏價值鏈本身的價值；另一方面通過引入能源互聯(lián)網(wǎng)思維，實現(xiàn)信息共享，增加價值來源、快速響應電力用戶需求、提高資源配置效率，降低成本；與此同時，通過一定的協(xié)議、契約而形成的優(yōu)勢互補或者強強聯(lián)合的風險共擔、利益共享的戰(zhàn)略聯(lián)盟形式，能夠在實現(xiàn)光儲價值鏈資源整合的同時保證價值鏈的柔性和靈活性，提升價值鏈的核心競爭力，通過光伏發(fā)電商與儲能商的協(xié)同與合作實現(xiàn)降低成本、快速響應客戶需求，進而達到提升光儲價值鏈效益的目的。

2 能源互聯(lián)網(wǎng)背景下光儲價值鏈效益協(xié)同模型

價值共創(chuàng)觀點是價值鏈價值實現(xiàn)與競爭力增強的重要途徑，為實現(xiàn)價值鏈的價值最大化，價值鏈節(jié)點企業(yè)均應積極參與價值鏈的價值創(chuàng)造活動以增加價值鏈效益。價值鏈效益即為各節(jié)點企業(yè)在價值共創(chuàng)的基礎上所實現(xiàn)的鏈條整體利潤，效益協(xié)同問題即各節(jié)點如何在實現(xiàn)自身效益最大化基礎上保證價值鏈總效益最大化已成為多節(jié)點價值鏈的研究重點。光儲價值鏈作為多節(jié)點組成的鏈條，價值共創(chuàng)與效益協(xié)同不可避免地成為研究重點，一方面各節(jié)點企業(yè)均應為實現(xiàn)價值共創(chuàng)付諸努力，另一方面價值鏈各節(jié)點企業(yè)間的效益協(xié)同形式應得到研究。鑒于此，本文將基于能源互聯(lián)網(wǎng)背景下由光伏發(fā)電商與儲能商組成的價值鏈，在考慮二者為提升價值鏈效益付諸積極努力的基礎上，探討價值鏈整體效益實現(xiàn)的協(xié)同模式與契約形式，具體模型框架如圖4 所示。

圖4 光儲價值鏈效益協(xié)同模型框架

在此模型設定下，光伏發(fā)電商與儲能商通過一定的交易機制與契約模式共同組成光儲價值鏈，與此同時，在能源互聯(lián)網(wǎng)背景下雙方均采取一定的努力方向與程度共同促成光儲價值鏈價值共創(chuàng)，模型假設如下所示：

（1）效益協(xié)同模型研究基于能源互聯(lián)網(wǎng)背景，各節(jié)點企業(yè)均通過能源互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)信息交互。

（2）光伏發(fā)電商與儲能商各自投入的努力成本均為雙重努力因素，分別為且對市場用電需求有影響。

后文將在確定雙方努力方向的基礎上，構建由光伏發(fā)電商與儲能商組成并由光伏發(fā)電商主導的二級價值鏈，以此為框架根據(jù)節(jié)點企業(yè)合作方式分別進行分散價值鏈與集成價值鏈效益協(xié)同模型研究。

2.1 基于改進逐對比較法的努力因素識別

本文將節(jié)點企業(yè)參與價值鏈價值共創(chuàng)的方式與水平定義為努力因素，也即節(jié)點企業(yè)為實現(xiàn)效益增加選取相關方面進行投入，投入的方向與水平即為努力因素的種類和大小。為實現(xiàn)光儲價值鏈效益協(xié)同模型努力因素的精準識別，在確定基本評價指標范圍的基礎上，采取改進逐對比較法確定節(jié)點企業(yè)努力因素。

逐對比較法是確定指標重要性的有效方法，采取逐對比較法評價各指標即為在通過指標間兩兩比較得到評價值的基礎上，對各指標評價值進行匯總及歸一化處理確定各指標權重。而改進逐對比較法在逐對比較法基礎上改變了其原有比較賦值方式，使得指標評價值準確度得到了進一步的提升，采用改進逐對比較法對個待評價指標進行評價的步驟如下。

表1 改進逐對比較法賦值標準

表2 逐對比較法與改進逐對比較法計算表

在通過改進逐對比較法完成努力因素比較之后，可根據(jù)權重大小對各因素重要性進行排序，并以此為基礎根據(jù)一定原則進行努力因素選擇。本文研究是建立在光伏發(fā)電商及儲能商各自的雙重努力因素上進行的，因此節(jié)點努力因素入選原則為權重排序前兩位的指標。

2.2 分散價值鏈Stackelberg 博弈模型

分散價值鏈即為各節(jié)點企業(yè)均在不考慮鏈條整體效益的基礎上以自身利潤最大化為目標進行決策，在此條件下，光伏發(fā)電商與儲能商分別做出決策并通過能源互聯(lián)網(wǎng)進行信息交互與交易活動。構建由發(fā)電商主導的二級價值鏈Stackelberg 博弈模型，在發(fā)電商根據(jù)自身利潤最大化給定努力水平和單位批發(fā)價格的基礎上，儲能商依據(jù)自身利潤最大化確定努力水平、努力水平、購電量以及市場售電價，具體模型運算過程如下：

根據(jù)逆向歸納法，考慮儲能商的期望利潤函數(shù)

2.3 集成價值鏈模型

在分散情況下的各參數(shù)探討完之后，考慮價值鏈集成時的決策情況。在集成價值鏈的條件下，各節(jié)點企業(yè)緊密合作為實現(xiàn)鏈條整體利潤最大化共同努力。構建能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的集成價值鏈模型，光伏發(fā)電商及儲能商通過能源互聯(lián)網(wǎng)進行充分的信息交流與共同決策，將兩者看作一個整體研究集成價值鏈的最優(yōu)決策，具體模型運算過程如下：

根據(jù)模型基本定義，能源互聯(lián)網(wǎng)背景下集成價值鏈光伏發(fā)電商為提高電能質量并降低生產(chǎn)成本而產(chǎn)生的努力仍為儲能商做出的努力仍為市場需求仍為此時集成價值鏈的總期望利潤函數(shù)可以表達為

2.4 光儲價值鏈效益協(xié)同模型比較分析

綜合考慮兩種協(xié)同模型，對分散價值鏈以及集成價值鏈的購電量、努力水平及期望利潤進行對比如表3 所示。

表3 分散價值鏈、集成價值鏈參數(shù)對比

根據(jù)表3 進行對比可得

可以發(fā)現(xiàn)分散價值鏈與集成價值鏈在諸多方面存在差異，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）購電量方面。相比于分散價值鏈，引入集成價值鏈思想后價值鏈購電量顯著提升，能在一定程度上促進行業(yè)發(fā)展。

（2）總利潤方面。集成價值鏈整體利潤明顯高于分散價值鏈，也即通過引入集成價值鏈思想能實現(xiàn)鏈條效益優(yōu)化。

（3）努力投入方面。分散價值鏈節(jié)點企業(yè)以自身獲利水平為依據(jù)確定努力水平，而集成價值鏈努力投入與市場彈性有關，更能實現(xiàn)效益優(yōu)化，符合管理理念。

根據(jù)以上分析可得，集成價值鏈效益明顯優(yōu)于分散價值鏈，因此后文將以集成價值鏈效益指標為基準，在實現(xiàn)鏈條效益極大化及保證節(jié)點企業(yè)利益的基礎上，通過引入契約實現(xiàn)價值鏈效益在節(jié)點企業(yè)之間的協(xié)同。

3 能源互聯(lián)網(wǎng)下基于聯(lián)合契約的光儲價值鏈效益協(xié)同模型

在分散價值鏈博弈模型中，購電量與價值鏈總利潤均較低，節(jié)點企業(yè)努力投入積極性不足且不合理，為了增加節(jié)點企業(yè)的期望利潤以及優(yōu)化價值鏈性能，將在引入能源互聯(lián)網(wǎng)的背景下采取一些激勵措施即聯(lián)合契約，促使發(fā)電商與儲能商投入更多努力，并增加購電量。本文將在分散價值鏈的基礎上考慮兩種激勵措施：一種是收益分享與努力成本共擔聯(lián)合契約（Revenue Sharing and Effort Cost Participation,RSECP），另一種是回購與努力成本共擔聯(lián)合契約（Buyback and Effort Cost Participation,BECP）。

3.1 收益分享與努力成本共擔契約

在分散價值鏈的基礎上引入收益分享及努力成本共擔聯(lián)合契約，引入收益分享參數(shù)以及成本共擔參數(shù)也即為了增加儲能商的訂購量，光伏發(fā)電商以較低的價格將電出售給儲能商，而儲能商將自身收益以比例分享給發(fā)電商。于此同時，雙方分別以的比例相互分擔對方的努力成本,即光伏發(fā)電商承擔努力成本儲能商承擔努力成本

在此基礎上，發(fā)電商首先確定購電價、收益分享比例及努力成本分享比例，然后儲能商確定其最優(yōu)的購電量以及努力水平，此時儲能商的期望利潤函數(shù)為

由于RSECP 是在分散價值鏈的基礎上進行的，因此按照分散價值鏈推導過程可得

3.2 回購與努力成本共擔契約

在分散價值鏈的基礎上引入回購和努力成本共擔聯(lián)合契約，引入回購價格以及成本共擔參數(shù)也即光伏發(fā)電商以價格回購儲能商多余的電量。于此同時，雙方分別以的比例相互分擔努力成本。

在此基礎上，發(fā)電商首先確定批發(fā)價、回購價及努力成本分享比例，然后儲能商以自身利潤最大化為目標確定其最優(yōu)的購電量以及努力水平，此時儲能商的期望利潤函數(shù)為

3.3 聯(lián)合契約比較分析

在上述研究論證基礎上，可以發(fā)現(xiàn)兩種聯(lián)合契約均能有效協(xié)調(diào)價值鏈，并實現(xiàn)集成價值鏈期望利潤在價值鏈成員之間的任意分配。在RSECP 契約中，供應商作為主導者，通過選擇合適的收益分享因子來實現(xiàn)集成利潤的分配；在BECP 契約中，供應商通過選擇合適的批發(fā)價格來實現(xiàn)集成利潤的分配。分析兩種聯(lián)合契約協(xié)調(diào)下供應商和零售商的期望利潤函數(shù)可知，當RSECP 契約中的收益分享因子與BECP 契約中的批發(fā)價格滿足時，價值鏈成員的利潤函數(shù)形式是相同的，如表4 所示。

表4 各協(xié)調(diào)機制參數(shù)比較

可以發(fā)現(xiàn)，在能源互聯(lián)網(wǎng)背景下兩種契約均能有效實現(xiàn)價值鏈效益協(xié)同，但在協(xié)同的效果上仍然存在一些區(qū)別。

（1）努力成本風險共享方面。相比于分散價值鏈，聯(lián)合契約的引入可以實現(xiàn)努力成本風險的共享，發(fā)電商和儲能商之間努力成本的投入將更加公平。

（2）庫存風險共享方面。在RSECP 契約下，庫存風險全部由儲能商承擔。而在BECP 契約下，若儲能商出現(xiàn)滯銷狀況，發(fā)電商將以單位回購價格回收成本，分擔儲能商的庫存風險。雖然表面上看，在RSECP 中發(fā)電商沒有分擔儲能商剩余產(chǎn)品的庫存風險，但收益分享契約本身就可以體現(xiàn)發(fā)電商分擔了儲能商庫存風險的本質，且其分享力度大于回購契約。

（3）價值鏈靈活性方面。在RSECP 契約中，發(fā)電商以較低的價格向儲能商提供電力產(chǎn)品，那么儲能商將會更加傾向于訂購更多的電量。而在BECP 契約中，發(fā)電商提供的批發(fā)價格，雖然剩余電量可以通過回購契約退還，但對于儲能商而言，其前期的投入較RSECP 時更大。

4 數(shù)值分析

為更直觀地展示各模型間的關系，參考相關文獻并結合中國實際市場狀況對發(fā)電成本、購電價、售電價、市場需求參數(shù)進行數(shù)值假設［57-59］，參考相關文獻對用電需求彈性系數(shù)做出數(shù)值假設［60］，在此基礎上通過MATLAB 進行具體數(shù)值分析以對各模型進行進一步對比說明。具體賦值情況如表5 所示。

表5 數(shù)值分析賦值表

4.1 基于改進逐對比較法的努力因素選擇數(shù)值分析

在能源互聯(lián)網(wǎng)背景下，選取能源互聯(lián)網(wǎng)六大板塊：智能發(fā)電努力、智能電網(wǎng)調(diào)度努力、智能儲能努力、智能用電努力、智能能源市場努力、智能管理和服務努力作為光儲價值鏈可采取的努力因素，分別就光伏發(fā)電商和儲能商對各因素進行逐對比較，得逐對比較矩陣如圖5 所示。

圖5 努力因素改進逐對比較矩陣

根據(jù)改進逐對比較法計算步驟，可得在光伏發(fā)電商可采取的各項努力因素中，各努力因素權重分別為0.27，0.25，0.09，0.12，0.14，0.13。因此對于光伏發(fā)電商而言，智能發(fā)電努力與智能調(diào)度努力權重更大，也對價值鏈整體效益影響更大，故將其作為光伏發(fā)電商的努力因素。同理，儲能商各努力因素權重分別為0.08，0.11，0.26，0.15，0.27，0.14，選取智能市場努力和智能儲能努力作為儲能商的努力因素進行下一步的能源互聯(lián)網(wǎng)背景下光儲價值鏈效益協(xié)同模型研究。

4.2 集成價值鏈、分散價值鏈數(shù)值分析

在上述數(shù)值假設及努力因素選擇的基礎上，根據(jù)各模型所得計算結果，可得到在數(shù)值假設下集成價值鏈及分散價值鏈儲能商購電量、努力投入水平及期望利潤參數(shù)情況如表6 所示。

表6 數(shù)值假設下模型參數(shù)值

表6 （續(xù)）

4.3 聯(lián)合契約協(xié)同模型數(shù)值分析

為了協(xié)調(diào)價值鏈，文章分別引入了RSECP 與BECP 這兩種不同類型的聯(lián)合契約形式。RSECP 聯(lián)合契約中，在模型推導與數(shù)值假設的基礎上可以得出節(jié)點企業(yè)期望利潤及價值鏈總體期望利潤如圖6所示。

圖6 RSECP 契約下節(jié)點企業(yè)期望利潤變化圖

對于BECP 聯(lián)合契約，繪制期望利潤圖如圖7所示。

圖7 BECP 契約下節(jié)點企業(yè)期望利潤變化圖

可以看出，在BECP 聯(lián)合契約下，節(jié)點企業(yè)期望利潤是購電價的線性函數(shù)，光伏發(fā)電商的期望利潤隨儲能商購電價的增加而增加，儲能商的期望利潤隨著儲能商購電價的增加而減少，兩者期望利潤之和為集成價值鏈期望利潤，可以通過調(diào)節(jié)購電價實現(xiàn)價值鏈效益協(xié)同。同時，當購電價處于之間時，發(fā)電商與儲能商的期望利潤均得到了增加，也即在一定的購電價格范圍內(nèi)，能在保證鏈條整體效益最大化的同時使節(jié)點企業(yè)效益均得到增加，實現(xiàn)光儲價值鏈的價值增值共創(chuàng)與效益協(xié)同。

5 結論與展望

本文以由光伏發(fā)電商與儲能商組成的二級光儲價值鏈為對象，研究了能源互聯(lián)網(wǎng)背景下考慮努力因素的光儲價值鏈效益協(xié)同問題。首先在考慮光伏價值鏈所存在問題及能源互聯(lián)網(wǎng)與儲能特點的基礎上，構建了基于能源互聯(lián)網(wǎng)的光儲價值鏈。其次建立了能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的光儲價值鏈效益協(xié)同模型，即通過改進的逐對比較法確定了兩節(jié)點企業(yè)各自的努力投入方向，分別構建了能源互聯(lián)網(wǎng)背景下由發(fā)電商主導的分散價值鏈Stackelberg 博弈模型以及將光伏發(fā)電商與儲能商視作一個整體的集成價值鏈模型，并研究使整體期望利潤最大化時的最優(yōu)努力水平與購電量。通過對集成價值鏈與分散價值鏈進行對比，發(fā)現(xiàn)在引入價值鏈思想后，購電量與總利潤均得到提升，證明了集成價值鏈的優(yōu)異性。因此建立了能源互聯(lián)網(wǎng)背景下基于聯(lián)合契約的光儲價值鏈效益協(xié)同模型，通過在分散價值鏈的基礎上引入RSECP 和BECP 兩種契約形式，探究在引入契約后的價值鏈價值協(xié)同能力及差異點，結果表明兩種契約形式均能在保證整體及各節(jié)點效益的前提下有效協(xié)調(diào)價值鏈實現(xiàn)總期望利潤在節(jié)點企業(yè)間的合理分配，只是在部分細節(jié)上有所不同。最后借助MATLAB 對上述建立的模型進行了數(shù)值分析，增強各模型的直觀性，進一步驗證了各效益協(xié)同模型的有效性及差異性。

綜上所述，本文所建立的模型能夠有效實現(xiàn)價值鏈效益協(xié)同，為光儲價值鏈的效益協(xié)同模式提供一定的參考。在后續(xù)研究中，將以價值鏈節(jié)點數(shù)量、各節(jié)點企業(yè)數(shù)量以及企業(yè)之間的相關關系作為研究重點，以期為光儲價值鏈協(xié)同研究做出進一步貢獻。