中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：5月19日至21日，“第八屆中國(guó)國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)”在深圳隆重召開， 來自中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、加拿大、西班牙、日本、韓國(guó)、澳大利亞等國(guó)和地區(qū)1500余位政府機(jī)構(gòu)、科研院所、行業(yè)組織、電力公司、新能源項(xiàng)目單位、系統(tǒng)集成商等代表出席本次大會(huì)。
清華大學(xué)電機(jī)系副教授張寧在在能源區(qū)塊鏈&云儲(chǔ)能專場(chǎng)，發(fā)表了題為“未來電力儲(chǔ)能系統(tǒng)的新形態(tài)--云儲(chǔ)能”的精彩演講。
演講內(nèi)容如下：
張寧：我今天主要講五部分。
第一，云儲(chǔ)能研究背景。
云儲(chǔ)能研究背景最重要的是可再生能源的高速發(fā)展，這是我們國(guó)家規(guī)劃的可再生能源發(fā)展的路線圖，風(fēng)電和光伏。上面的線是高比例的情況下，最樂觀的情況下。下面的兩個(gè)點(diǎn)是最基礎(chǔ)的發(fā)展，我們至少要發(fā)展到這兩個(gè)點(diǎn)的部分。雖然我們現(xiàn)在已經(jīng)有很多新能源，但是未來將接入更多的新能源，未來光伏增長(zhǎng)是要快于風(fēng)電的增長(zhǎng)，光伏增長(zhǎng)未來將是集中式和分布式并舉的增長(zhǎng)。右邊也可以看到美國(guó)2050年和中國(guó)2050年都將接入大規(guī)模的光伏和風(fēng)電，這是一個(gè)背景。對(duì)于分布式能源來講，儲(chǔ)能是解決分布式能源的重要解決方案，并不是說分布式就是好消納，而是我們需要用儲(chǔ)能的方式把它平抑掉，分布式儲(chǔ)能對(duì)用戶的作用就不詳細(xì)展開，這兩天我們都講儲(chǔ)能的事情。
大家最熟悉的一點(diǎn)，特斯拉推出了Powerwall，有三代Powerwall，現(xiàn)在已經(jīng)到功率7KW，持續(xù)功率5KW。今天會(huì)場(chǎng)的展覽有各種各樣的wall，都是儲(chǔ)能。分布式儲(chǔ)能的主要愿景是利用分布式儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)光伏的消納，這是Powerwall給出的方案。分布式儲(chǔ)能任重而道遠(yuǎn)，中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)就是舉辦會(huì)議的主辦方有一個(gè)新聞，Powerwall目前不是家喻戶曉的，我感覺主要有兩點(diǎn)：一是成本比較高，5900美元在美國(guó)應(yīng)該可以買一輛一般的車，大家可能不會(huì)用5900美元投資自己用電的方面，因?yàn)楹脦啄甑挠秒姵杀疽膊粫?huì)到500美元。二是需求低，有Powerwall之后，不是每天都用，雖然說case很好，光伏大發(fā)，我們可以存儲(chǔ)起來。但是不一定每天都可以有很大的存儲(chǔ)，所以一年有深度充放電需求的機(jī)會(huì)并不多，所以需求低。
分布式儲(chǔ)能成本高，用戶的分布式能源資源利用率低，缺乏對(duì)于使用分布式儲(chǔ)能的激勵(lì)。電網(wǎng)賣一度電給你5毛或者1塊，你用5毛或者1塊把電賣回給電網(wǎng)，電網(wǎng)可能不同意。缺乏儲(chǔ)能的價(jià)格的激勵(lì)。問題來了，如何提供更好儲(chǔ)能產(chǎn)品和服務(wù)呢？我們類比了云盤，云服務(wù)的概念或者共享經(jīng)濟(jì)的概念，主要利用集中式儲(chǔ)能的優(yōu)勢(shì)或者克服分布式儲(chǔ)能的弊端，云儲(chǔ)能的概念是分布式儲(chǔ)能的替代方案，我們用云盤需要連接互聯(lián)網(wǎng)。電網(wǎng)是很好的云化儲(chǔ)能的概念，依賴電網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施，希望有云儲(chǔ)能的商業(yè)模式，使用戶利用虛擬云端電池如同利用自己家里的電池一樣。這是云儲(chǔ)能最初的理念，像云盤一樣，用自己的硬盤一樣，當(dāng)自己的硬盤不夠的時(shí)候可以用云盤，這就是云儲(chǔ)能的基本概念。因?yàn)槲覀冇须娋W(wǎng)，電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)不同地點(diǎn)能量的搬運(yùn)，跟互聯(lián)網(wǎng)搬運(yùn)信息一樣。這是云儲(chǔ)能最初的想法。
云儲(chǔ)能的概念，我們定義云儲(chǔ)能為基于電網(wǎng)共享的儲(chǔ)能技術(shù)，用戶可以按需使用儲(chǔ)能資源，按需付費(fèi)，這和我們的云存儲(chǔ)是一樣的。它依賴共享資源達(dá)到規(guī)模效益。云儲(chǔ)能的實(shí)體，一是大規(guī)模集中式儲(chǔ)能設(shè)施，二是可以聚合分布式儲(chǔ)能的設(shè)施，跟云盤一樣，既是很大的服務(wù)器存儲(chǔ)的陣列，也可以來源于小的、分布式的存儲(chǔ)的資源。用戶使用虛擬儲(chǔ)能存量可以租容量或者按需付費(fèi)或者按流量付費(fèi)。使用方式希望和傳統(tǒng)的分布式儲(chǔ)能相同，用戶感受不到用實(shí)體儲(chǔ)能還是用云儲(chǔ)能。這是我們提出的云儲(chǔ)能的概念。
這是我們構(gòu)想的云儲(chǔ)能的場(chǎng)景，中間有一朵叫云儲(chǔ)能供應(yīng)商。左邊是云儲(chǔ)能服務(wù)用戶，這個(gè)用戶可能是居民用戶，也可能是小商業(yè)用戶，居民用戶可能還有光伏，小商業(yè)用戶也可能有光伏，他們都有自己的負(fù)荷。每個(gè)用戶，商業(yè)用戶或者居民用戶都有APP，或者在網(wǎng)上有一個(gè)終端，終端可以看到自己有很多儲(chǔ)能。它通過給云儲(chǔ)能發(fā)信號(hào)，什么時(shí)候想充電、什么時(shí)候想放電，或者設(shè)置自動(dòng)化的充放電邏輯。云儲(chǔ)能供應(yīng)商會(huì)控制一系列儲(chǔ)能的資源，這種儲(chǔ)能可以有集中式的鋰電池，也可以有分布式，也可以有大規(guī)模的分布式儲(chǔ)能，它控制這些儲(chǔ)能的資源，并且它需要參與實(shí)時(shí)的電力市場(chǎng)，云儲(chǔ)能接到電網(wǎng)、用戶也接到電網(wǎng)里，實(shí)現(xiàn)云儲(chǔ)能的整體構(gòu)架。云儲(chǔ)能控制一系列儲(chǔ)能設(shè)施，收到用戶的充放電需求，根據(jù)用戶充放電的需求去控制所有的儲(chǔ)能設(shè)施，從用戶側(cè)角度講，用戶通過購(gòu)買云儲(chǔ)能服務(wù)，使用云儲(chǔ)能，可以控制什么時(shí)候充電、什么時(shí)候放電，但是也得給云儲(chǔ)能交錢。
用戶有居民用戶、小商業(yè)用戶等等，現(xiàn)在很多地方提出來可以服務(wù)于售電商等。用戶優(yōu)化自己的電能需求曲線，目的是降低電費(fèi)，用戶自己有負(fù)荷或者有光伏，根據(jù)負(fù)荷、光伏確定自己的充放電，像用自己的儲(chǔ)能一樣。集中式儲(chǔ)能，云儲(chǔ)能會(huì)控制一大堆集中式儲(chǔ)能，一般由提供商直接投資建設(shè)，具有比較大的規(guī)模，由運(yùn)營(yíng)商集中控制，也可以是分布式的儲(chǔ)能資源。一般由電網(wǎng)或者用戶所有，提供租賃或者代理的控制權(quán)，既可以是集中式的，建集裝箱，很大的儲(chǔ)能或者空氣儲(chǔ)能的電站，甚至抽水蓄能，也可以來自分布式，比如我買Powerwall，感覺自己用的次數(shù)不是特別高，就把Powerwall租給電網(wǎng)，這個(gè)控制權(quán)給你，我收租金。這是我們對(duì)云儲(chǔ)能的儲(chǔ)能側(cè)的構(gòu)想。
云儲(chǔ)能的提供商，通過控制儲(chǔ)能滿足用戶的充放電需求，收到一堆充放電需求，根據(jù)需求控制儲(chǔ)能，最大化利用儲(chǔ)能的資源。這個(gè)優(yōu)化需要考慮儲(chǔ)能的壽命等各種各樣的方面，也要參與電力市場(chǎng)，因?yàn)榭赡懿荒芡耆珴M足用戶，也要到電網(wǎng)上購(gòu)買電力。剛才介紹了云儲(chǔ)能的各種各樣的概念，云儲(chǔ)能主要是做用戶的移峰和分布式可再生能源的存儲(chǔ)，不僅可以服務(wù)于用戶，用戶可以理解為廣義用戶，電網(wǎng)也可以是云儲(chǔ)能的用戶，給電網(wǎng)提供備用和調(diào)峰調(diào)頻服務(wù)。我們向其他人介紹云儲(chǔ)能概念的時(shí)候，可能大家會(huì)問，儲(chǔ)能還有其他的作用，比如事故的備用，黑啟動(dòng)等等，或者電網(wǎng)的無功支撐等。目前我們還不考慮云儲(chǔ)能做這些，云儲(chǔ)能和用戶側(cè)儲(chǔ)能放在不同地方，它可能不做事故備用。未來也有可能做這些。云儲(chǔ)能主要關(guān)注前面三點(diǎn)。
用戶自己也是充放電，云儲(chǔ)能也是充放電，用戶充放電的方向和行為，和系統(tǒng)的一樣。云儲(chǔ)能的價(jià)值來源于三方面，一是云儲(chǔ)能的核心價(jià)值來源，第一個(gè)是不同用戶、不同服務(wù)之間的復(fù)用，因?yàn)閮?chǔ)能是重資產(chǎn)，是非常具有重資產(chǎn)的特性，所以說重資產(chǎn)強(qiáng)調(diào)復(fù)用，它可以提高儲(chǔ)能設(shè)備利用率，降低單位充放電成本。將儲(chǔ)能資源碎片化，提高用戶使用儲(chǔ)能的靈活性，降低用戶使用儲(chǔ)能成本。比如一個(gè)用戶家里，不是一天到晚都用，比如你去海南度假，他就閑置。海南的用戶發(fā)現(xiàn)夏天熱，去北邊避暑，也可能半年不用。如果他們用實(shí)體儲(chǔ)能就會(huì)有閑置。儲(chǔ)能單位的使用成本就會(huì)上升。如果我們用云儲(chǔ)能提供碎片化的儲(chǔ)能，我想用多久就用多久，極大的降低戶使用儲(chǔ)能的成本。
二是儲(chǔ)能設(shè)備的規(guī)模效益，剛才講的是復(fù)用，一千W的儲(chǔ)能可以提供A用戶和B用戶，只要兩者有互補(bǔ)性。即使兩個(gè)用戶沒有互補(bǔ)性，一千W提供給一千W用戶，設(shè)備的規(guī)模效益也是很大的。特斯拉的Powerwall，幾千W的Powerwall，單位成本比1MW的儲(chǔ)能單位成本高。用集中式儲(chǔ)能能降低投資成本。同時(shí)集中運(yùn)維管理也會(huì)降低運(yùn)維的成本，優(yōu)化儲(chǔ)能的充放電策略，提升儲(chǔ)能的壽命。
三是用戶對(duì)儲(chǔ)能的充放電需求存在互補(bǔ)性，這是用戶用電行為的互補(bǔ)性，有可能一個(gè)用戶只有夏季用，一個(gè)用戶只有冬季用儲(chǔ)能，分布式能源發(fā)電有可能有互補(bǔ)性。
以上三點(diǎn)是云儲(chǔ)能核心的來源。
剛剛說到云儲(chǔ)能的價(jià)值，云儲(chǔ)能涉及幾個(gè)流向，信息流，用戶到云儲(chǔ)能再到儲(chǔ)能設(shè)備，雙向通信。二是資金流，用戶交錢給云儲(chǔ)能，云儲(chǔ)能和電力市場(chǎng)發(fā)生互動(dòng)或者租賃儲(chǔ)能資源。三是能量流，通過電網(wǎng)的能量流。這是云儲(chǔ)能整體的概念。
云儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)的技術(shù)，云里面是什么東西呢？我們認(rèn)為云儲(chǔ)能的核心技術(shù)包括用戶的行為分析，現(xiàn)在做了很多，包括負(fù)荷預(yù)測(cè)等，都是做用戶行為的分析，優(yōu)化調(diào)度、大量數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)以及通訊，負(fù)荷與電價(jià)預(yù)測(cè)，有這些技術(shù)就可以做云儲(chǔ)能。
云儲(chǔ)能運(yùn)行的機(jī)制，縱向是時(shí)間軸，從長(zhǎng)期到短期到實(shí)時(shí)，橫是云儲(chǔ)能用戶干什么、云儲(chǔ)能提供商干什么、云儲(chǔ)能設(shè)施做什么。長(zhǎng)期來看，云儲(chǔ)能是長(zhǎng)期做投資、租賃等等。在短期是做運(yùn)行優(yōu)化，實(shí)時(shí)做實(shí)時(shí)調(diào)整。這是運(yùn)行機(jī)制。
云儲(chǔ)能的商業(yè)模式及其價(jià)值評(píng)估，我們說了云儲(chǔ)能的商業(yè)模式，云儲(chǔ)能的商業(yè)模式是現(xiàn)在說的共享經(jīng)濟(jì)，現(xiàn)在提得很火的共享經(jīng)濟(jì)在儲(chǔ)能領(lǐng)域的體現(xiàn)。如果我們用云儲(chǔ)能，它是提供商自己建云儲(chǔ)能，就是摩拜形式，都是由公司提供的。或者說分散式，云儲(chǔ)能的儲(chǔ)能資源從用戶側(cè)租來的，那就是Airbnb形式。特征是通過虛擬化，用戶通過APP操作，是虛擬的操作，這個(gè)操作對(duì)用戶來說很好，安APP比安儲(chǔ)能好很多，免維護(hù)。儲(chǔ)能資源的共享，儲(chǔ)能容量動(dòng)態(tài)分配，利用效率高。優(yōu)勢(shì)是充分利用用戶的互補(bǔ)性，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能的高效復(fù)用。規(guī)模效應(yīng)和互補(bǔ)性，還有優(yōu)化運(yùn)行的策略。
主要利潤(rùn)來源，剛才已經(jīng)說過，容量復(fù)用節(jié)省成本，規(guī)模效應(yīng)投資成本下降，分散性使儲(chǔ)能需求下降。如果有一百戶用戶，每戶需要10KW的儲(chǔ)能，總共需要1MW的儲(chǔ)能容量，但是云儲(chǔ)能可能不到1MW，比如700KW就可以滿足1MW云儲(chǔ)能用戶的運(yùn)行，原因是分散性。
我們做了一些算力，拿到愛爾蘭的上百個(gè)用戶，選取了40個(gè)用戶，這些都是家庭用戶，也拿到愛爾蘭一年的實(shí)時(shí)電價(jià)以及用戶的峰谷電價(jià)，分別計(jì)算用戶在峰谷電價(jià)和實(shí)時(shí)電價(jià)的情況下，用戶接受峰谷電價(jià)還是實(shí)時(shí)電價(jià)的情況下，這是云儲(chǔ)能的充放電和用戶自己的，如果用分布式儲(chǔ)能的充放電，他倆之間的區(qū)別。這里比較復(fù)雜，我們直接給出結(jié)論，云儲(chǔ)能通過這些模擬得到云儲(chǔ)能可以使用更小的儲(chǔ)能容量，通過共享的方式滿足用戶分散儲(chǔ)能的需求。
儲(chǔ)能的投資效益，必須要有基準(zhǔn)，到底有沒有效益，用什么基準(zhǔn)算？用戶分布安裝的儲(chǔ)能，用戶就是安裝特斯拉的Powerwall，用戶有一個(gè)儲(chǔ)能整體的投資，我們把這個(gè)投資作為云儲(chǔ)能提供商的收入。假設(shè)云儲(chǔ)能提供商就賣儲(chǔ)能，儲(chǔ)能和Powerwall是一模一樣的。這種情況下能不能盈利呢？這個(gè)就是它的投資，我們算收益等等。最后云儲(chǔ)能算出來是有收益的，它的成本有投資成本。這是它租賃的收益，紅的是運(yùn)行成本綠的是效益。
云儲(chǔ)能和Powerwall一樣，但是云儲(chǔ)能比Powerwall便宜，我們還測(cè)算不同，我們按Powerwall 100%，它降到80%、60%、40%的情況算投資回報(bào)率和利潤(rùn)率，結(jié)論是相比分布式儲(chǔ)能，云儲(chǔ)能能夠在滿足儲(chǔ)能情況下降低成本，如果是規(guī)模效應(yīng)下降之后，它這個(gè)投資回報(bào)率和利潤(rùn)率都將上升。
剛才說了商業(yè)模式和價(jià)值，下面說一點(diǎn)技術(shù)性問題，云儲(chǔ)能如果真正要用或者一個(gè)公司要投，運(yùn)行和規(guī)劃里面有什么問題呢？這個(gè)比較技術(shù)化，簡(jiǎn)單介紹一下。云儲(chǔ)能運(yùn)行當(dāng)中需要有什么目標(biāo)呢？要滿足用戶的凈充放電需求，無法滿足的在市場(chǎng)解決。兼顧為電網(wǎng)提供調(diào)頻調(diào)峰服務(wù)，最大化自身效益。他要滿足的約束，包括充放電約束、壽命的約束等等，而且要面臨一些不確定性，這是云儲(chǔ)能運(yùn)行當(dāng)中要做的事情。它要面對(duì)一大堆用戶的充放電需求，可能滿足不了，滿足不了就從市場(chǎng)買，滿足多少、買多少、什么時(shí)候滿足、什么時(shí)候不滿足，還要給電網(wǎng)提供調(diào)峰調(diào)頻，整體是非常復(fù)雜的優(yōu)化問題?；蛘哂媚Ｐ皖A(yù)測(cè)控制等方法去考慮它的不確定性等，這是它的運(yùn)行方式。
規(guī)劃優(yōu)化和定價(jià)，這里也有問題，是長(zhǎng)期的問題，剛才說短期的問題，長(zhǎng)期的問題是說，假設(shè)云儲(chǔ)能服務(wù)商目標(biāo)定位一萬個(gè)用戶，要對(duì)一萬個(gè)用戶提供云儲(chǔ)能服務(wù)。首先需要知道用戶的充放電需求，知道我怎么和用戶定價(jià)，需要知道云儲(chǔ)能要裝多少，一百個(gè)用戶，1MW的總需求，只需要裝700KW，到底裝多少，其他的到市場(chǎng)上買，這些就是云儲(chǔ)能的規(guī)劃問題，他要滿足一系列約束條件。
通過測(cè)算可以看到，如果儲(chǔ)能成本不一樣，它最后面對(duì)相同的用戶總的云儲(chǔ)能裝的量是不一樣的。而且這里面還有什么優(yōu)化的問題呢？還有不同類型的儲(chǔ)能，我是一朵云，我們可以配置不同類型的儲(chǔ)能，實(shí)現(xiàn)不同的功能，比如功率型、能量型，如果儲(chǔ)能用得很快，配置能量型，或者配置功率型，但是能量型能滿足長(zhǎng)期充放電需求，通過不同配置的互補(bǔ)，可以達(dá)到儲(chǔ)能的更優(yōu)運(yùn)行。能量和功率方面都可以達(dá)到很優(yōu)，但是可以有配合。
云儲(chǔ)能發(fā)展的展望，現(xiàn)在國(guó)家電網(wǎng)好幾個(gè)公司做云儲(chǔ)能，我們給國(guó)網(wǎng)的建議是儲(chǔ)能分為三個(gè)階段：一是把所有分布式和集中式儲(chǔ)能盡快能集中在云上，這是會(huì)集各種分布式儲(chǔ)能資源。二是匯集集中式和分布式儲(chǔ)能資源，把集中式的大項(xiàng)目匯集到云上，做信息歸集概念。第一步是為電網(wǎng)服務(wù)，這是電網(wǎng)做的第一步。第二步是給其他用戶進(jìn)行服務(wù)，三是提供云儲(chǔ)能的服務(wù)。這是我們提出云儲(chǔ)能發(fā)展的幾個(gè)階段，先建平臺(tái)收集信息，逐漸的形成控制，然后再把這部分服務(wù)賣出去。云儲(chǔ)能有引用，愛爾蘭做了壓縮空氣儲(chǔ)能，壓縮空氣儲(chǔ)能太大，300MW，愛爾蘭整體負(fù)荷4000多MW，它太大了，沒有一個(gè)用戶單獨(dú)使用，它把儲(chǔ)能賣給很多風(fēng)電場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)云的服務(wù)。另外，我們參與芬蘭的330MW的壓縮空氣儲(chǔ)能的項(xiàng)目，這是云儲(chǔ)能商業(yè)模式的設(shè)計(jì)，但是空氣儲(chǔ)能跟鋰電池還不一樣，空氣儲(chǔ)能的特點(diǎn)是比鋰電池便宜很多，但是容量很大，要分開賣。大家可以在網(wǎng)上下載下來，這些論文都可以免費(fèi)下載。
我們的工作作為亮點(diǎn)，國(guó)外也進(jìn)行了報(bào)道。
以上就是我的介紹。感謝大家！
（本文根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)錄音整理，內(nèi)容來自康重慶、張寧，未經(jīng)本人審核）
