中國儲能網(wǎng)訊：5月19日至21日，“第八屆中國國際儲能大會”在深圳隆重召開， 來自中國、美國、德國、英國、加拿大、西班牙、日本、韓國、澳大利亞等國和地區(qū)1500余位政府機構、科研院所、行業(yè)組織、電力公司、新能源項目單位、系統(tǒng)集成商等代表出席本次大會。
清華大學電機系副教授張寧在能源區(qū)塊鏈&云儲能專場，發(fā)表了題為“未來電力儲能系統(tǒng)的新形態(tài)--云儲能”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，云儲能研究背景。
云儲能研究背景最重要的是可再生能源的高速發(fā)展，這是我們國家規(guī)劃的可再生能源發(fā)展的路線圖，風電和光伏。上面的線是高比例的情況下，最樂觀的情況下。下面的兩個點是最基礎的發(fā)展，我們至少要發(fā)展到這兩個點的部分。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，未來光伏增長是要快于風電的增長，光伏增長未來將是集中式和分布式并舉的增長。右邊也可以看到美國2050年和中國2050年都將接入大規(guī)模的光伏和風電，這是一個背景。對于分布式能源來講，儲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，而是我們需要用儲能的方式把它平抑掉，分布式儲能對用戶的作用就不詳細展開，這兩天我們都講儲能的事情。
大家最熟悉的一點，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。今天會場的展覽有各種各樣的wall，都是儲能。分布式儲能的主要愿景是利用分布式儲能實現(xiàn)用戶側(cè)光伏的消納，這是Powerwall給出的方案。分布式儲能任重而道遠，中國儲能網(wǎng)就是舉辦會議的主辦方有一個新聞，Powerwall目前不是家喻戶曉的，我感覺主要有兩點：一是成本比較高，5900美元在美國應該可以買一輛一般的車，大家可能不會用5900美元投資自己用電的方面，因為好幾年的用電成本也不會到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)，我們可以存儲起來。但是不一定每天都可以有很大的存儲，所以一年有深度充放電需求的機會并不多，所以需求低。
分布式儲能成本高，用戶的分布式能源資源利用率低，缺乏對于使用分布式儲能的激勵。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。缺乏儲能的價格的激勵。問題來了，如何提供更好儲能產(chǎn)品和服務呢？我們類比了云盤，云服務的概念或者共享經(jīng)濟的概念，主要利用集中式儲能的優(yōu)勢或者克服分布式儲能的弊端，云儲能的概念是分布式儲能的替代方案，我們用云盤需要連接互聯(lián)網(wǎng)。電網(wǎng)是很好的云化儲能的概念，依賴電網(wǎng)的基礎設施，希望有云儲能的商業(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。這是云儲能最初的理念，像云盤一樣，用自己的硬盤一樣，當自己的硬盤不夠的時候可以用云盤，這就是云儲能的基本概念。因為我們有電網(wǎng)，電網(wǎng)實現(xiàn)不同地點能量的搬運，跟互聯(lián)網(wǎng)搬運信息一樣。這是云儲能最初的想法。
云儲能的概念，我們定義云儲能為基于電網(wǎng)共享的儲能技術，用戶可以按需使用儲能資源，按需付費，這和我們的云存儲是一樣的。它依賴共享資源達到規(guī)模效益。云儲能的實體，一是大規(guī)模集中式儲能設施，二是可以聚合分布式儲能的設施，跟云盤一樣，既是很大的服務器存儲的陣列，也可以來源于小的、分布式的存儲的資源。用戶使用虛擬儲能存量可以租容量或者按需付費或者按流量付費。使用方式希望和傳統(tǒng)的分布式儲能相同，用戶感受不到用實體儲能還是用云儲能。這是我們提出的云儲能的概念。
這是我們構想的云儲能的場景，中間有一朵叫云儲能供應商。左邊是云儲能服務用戶，這個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，他們都有自己的負荷。每個用戶，商業(yè)用戶或者居民用戶都有APP，或者在網(wǎng)上有一個終端，終端可以看到自己有很多儲能。它通過給云儲能發(fā)信號，什么時候想充電、什么時候想放電，或者設置自動化的充放電邏輯。云儲能供應商會控制一系列儲能的資源，這種儲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)模的分布式儲能，它控制這些儲能的資源，并且它需要參與實時的電力市場，云儲能接到電網(wǎng)、用戶也接到電網(wǎng)里，實現(xiàn)云儲能的整體構架。云儲能控制一系列儲能設施，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能設施，從用戶側(cè)角度講，用戶通過購買云儲能服務，使用云儲能，可以控制什么時候充電、什么時候放電，但是也得給云儲能交錢。
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，用戶自己有負荷或者有光伏，根據(jù)負荷、光伏確定自己的充放電，像用自己的儲能一樣。集中式儲能，云儲能會控制一大堆集中式儲能，一般由提供商直接投資建設，具有比較大的規(guī)模，由運營商集中控制，也可以是分布式的儲能資源。一般由電網(wǎng)或者用戶所有，提供租賃或者代理的控制權，既可以是集中式的，建集裝箱，很大的儲能或者空氣儲能的電站，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)，這個控制權給你，我收租金。這是我們對云儲能的儲能側(cè)的構想。
云儲能的提供商，通過控制儲能滿足用戶的充放電需求，收到一堆充放電需求，根據(jù)需求控制儲能，最大化利用儲能的資源。這個優(yōu)化需要考慮儲能的壽命等各種各樣的方面，也要參與電力市場，因為可能不能完全滿足用戶，也要到電網(wǎng)上購買電力。剛才介紹了云儲能的各種各樣的概念，云儲能主要是做用戶的移峰和分布式可再生能源的存儲，不僅可以服務于用戶，用戶可以理解為廣義用戶，電網(wǎng)也可以是云儲能的用戶，給電網(wǎng)提供備用和調(diào)峰調(diào)頻服務。我們向其他人介紹云儲能概念的時候，可能大家會問，儲能還有其他的作用，比如事故的備用，黑啟動等等，或者電網(wǎng)的無功支撐等。目前我們還不考慮云儲能做這些，云儲能和用戶側(cè)儲能放在不同地方，它可能不做事故備用。未來也有可能做這些。云儲能主要關注前面三點。
用戶自己也是充放電，云儲能也是充放電，用戶充放電的方向和行為，和系統(tǒng)的一樣。云儲能的價值來源于三方面，一是云儲能的核心價值來源，第一個是不同用戶、不同服務之間的復用，因為儲能是重資產(chǎn)，是非常具有重資產(chǎn)的特性，所以說重資產(chǎn)強調(diào)復用，它可以提高儲能設備利用率，降低單位充放電成本。將儲能資源碎片化，提高用戶使用儲能的靈活性，降低用戶使用儲能成本。比如一個用戶家里，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。如果他們用實體儲能就會有閑置。儲能單位的使用成本就會上升。如果我們用云儲能提供碎片化的儲能，我想用多久就用多久，極大的降低戶使用儲能的成本。
二是儲能設備的規(guī)模效益，剛才講的是復用，一千W的儲能可以提供A用戶和B用戶，只要兩者有互補性。即使兩個用戶沒有互補性，一千W提供給一千W用戶，設備的規(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的儲能單位成本高。用集中式儲能能降低投資成本。同時集中運維管理也會降低運維的成本，優(yōu)化儲能的充放電策略，提升儲能的壽命。
三是用戶對儲能的充放電需求存在互補性，這是用戶用電行為的互補性，有可能一個用戶只有夏季用，一個用戶只有冬季用儲能，分布式能源發(fā)電有可能有互補性。
以上三點是云儲能核心的來源。
剛剛說到云儲能的價值，云儲能涉及幾個流向，信息流，用戶到云儲能再到儲能設備，雙向通信。二是資金流，用戶交錢給云儲能，云儲能和電力市場發(fā)生互動或者租賃儲能資源。三是能量流，通過電網(wǎng)的能量流。這是云儲能整體的概念。
云儲能實現(xiàn)的技術，云里面是什么東西呢？我們認為云儲能的核心技術包括用戶的行為分析，現(xiàn)在做了很多，包括負荷預測等，都是做用戶行為的分析，優(yōu)化調(diào)度、大量數(shù)據(jù)庫的存儲以及通訊，負荷與電價預測，有這些技術就可以做云儲能。
云儲能運行的機制，縱向是時間軸，從長期到短期到實時，橫是云儲能用戶干什么、云儲能提供商干什么、云儲能設施做什么。長期來看，云儲能是長期做投資、租賃等等。在短期是做運行優(yōu)化，實時做實時調(diào)整。這是運行機制。
云儲能的商業(yè)模式及其價值評估，我們說了云儲能的商業(yè)模式，云儲能的商業(yè)模式是現(xiàn)在說的共享經(jīng)濟，現(xiàn)在提得很火的共享經(jīng)濟在儲能領域的體現(xiàn)。如果我們用云儲能，它是提供商自己建云儲能，就是摩拜形式，都是由公司提供的?；蛘哒f分散式，云儲能的儲能資源從用戶側(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，這個操作對用戶來說很好，安APP比安儲能好很多，免維護。儲能資源的共享，儲能容量動態(tài)分配，利用效率高。優(yōu)勢是充分利用用戶的互補性，實現(xiàn)儲能的高效復用。規(guī)模效應和互補性，還有優(yōu)化運行的策略。
主要利潤來源，剛才已經(jīng)說過，容量復用節(jié)省成本，規(guī)模效應投資成本下降，分散性使儲能需求下降。如果有一百戶用戶，每戶需要10KW的儲能，總共需要1MW的儲能容量，但是云儲能可能不到1MW，比如700KW就可以滿足1MW云儲能用戶的運行，原因是分散性。
我們做了一些算力，拿到愛爾蘭的上百個用戶，選取了40個用戶，這些都是家庭用戶，也拿到愛爾蘭一年的實時電價以及用戶的峰谷電價，分別計算用戶在峰谷電價和實時電價的情況下，用戶接受峰谷電價還是實時電價的情況下，這是云儲能的充放電和用戶自己的，如果用分布式儲能的充放電，他倆之間的區(qū)別。這里比較復雜，我們直接給出結(jié)論，云儲能通過這些模擬得到云儲能可以使用更小的儲能容量，通過共享的方式滿足用戶分散儲能的需求。
儲能的投資效益，必須要有基準，到底有沒有效益，用什么基準算？用戶分布安裝的儲能，用戶就是安裝特斯拉的Powerwall，用戶有一個儲能整體的投資，我們把這個投資作為云儲能提供商的收入。假設云儲能提供商就賣儲能，儲能和Powerwall是一模一樣的。這種情況下能不能盈利呢？這個就是它的投資，我們算收益等等。最后云儲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，紅的是運行成本綠的是效益。
云儲能和Powerwall一樣，但是云儲能比Powerwall便宜，我們還測算不同，我們按Powerwall 100%，它降到80%、60%、40%的情況算投資回報率和利潤率，結(jié)論是相比分布式儲能，云儲能能夠在滿足儲能情況下降低成本，如果是規(guī)模效應下降之后，它這個投資回報率和利潤率都將上升。
剛才說了商業(yè)模式和價值，下面說一點技術性問題，云儲能如果真正要用或者一個公司要投，運行和規(guī)劃里面有什么問題呢？這個比較技術化，簡單介紹一下。云儲能運行當中需要有什么目標呢？要滿足用戶的凈充放電需求，無法滿足的在市場解決。兼顧為電網(wǎng)提供調(diào)頻調(diào)峰服務，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，這是云儲能運行當中要做的事情。它要面對一大堆用戶的充放電需求，可能滿足不了，滿足不了就從市場買，滿足多少、買多少、什么時候滿足、什么時候不滿足，還要給電網(wǎng)提供調(diào)峰調(diào)頻，整體是非常復雜的優(yōu)化問題。或者用模型預測控制等方法去考慮它的不確定性等，這是它的運行方式。
規(guī)劃優(yōu)化和定價，這里也有問題，是長期的問題，剛才說短期的問題，長期的問題是說，假設云儲能服務商目標定位一萬個用戶，要對一萬個用戶提供云儲能服務。首先需要知道用戶的充放電需求，知道我怎么和用戶定價，需要知道云儲能要裝多少，一百個用戶，1MW的總需求，只需要裝700KW，到底裝多少，其他的到市場上買，這些就是云儲能的規(guī)劃問題，他要滿足一系列約束條件。
通過測算可以看到，如果儲能成本不一樣，它最后面對相同的用戶總的云儲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？還有不同類型的儲能，我是一朵云，我們可以配置不同類型的儲能，實現(xiàn)不同的功能，比如功率型、能量型，如果儲能用得很快，配置能量型，或者配置功率型，但是能量型能滿足長期充放電需求，通過不同配置的互補，可以達到儲能的更優(yōu)運行。能量和功率方面都可以達到很優(yōu)，但是可以有配合。
云儲能發(fā)展的展望，現(xiàn)在國家電網(wǎng)好幾個公司做云儲能，我們給國網(wǎng)的建議是儲能分為三個階段：一是把所有分布式和集中式儲能盡快能集中在云上，這是會集各種分布式儲能資源。二是匯集集中式和分布式儲能資源，把集中式的大項目匯集到云上，做信息歸集概念。第一步是為電網(wǎng)服務，這是電網(wǎng)做的第一步。第二步是給其他用戶進行服務，三是提供云儲能的服務。這是我們提出云儲能發(fā)展的幾個階段，先建平臺收集信息，逐漸的形成控制，然后再把這部分服務賣出去。云儲能有引用，愛爾蘭做了壓縮空氣儲能，壓縮空氣儲能太大，300MW，愛爾蘭整體負荷4000多MW，它太大了，沒有一個用戶單獨使用，它把儲能賣給很多風電場，實現(xiàn)云的服務。另外，我們參與芬蘭的330MW的壓縮空氣儲能的項目，這是云儲能商業(yè)模式的設計，但是空氣儲能跟鋰電池還不一樣，空氣儲能的特點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下載。
我們的工作作為亮點，國外也進行了報道。
以上就是我的介紹。感謝大家！
（本文根據(jù)現(xiàn)場錄音整理，內(nèi)容來自康重慶、張寧，未經(jīng)本人審核）
