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清华大学电机系云储能研究成果获得亮点报道

清华大学电机系科研团队发表于Applied Energy期刊(影响因子7.182)的论文“Cloud Energy Storage for Residential and Small Commercial Consumers: A Business Case Study”(用于家庭和小商业用户的云储能:商业案例研究)被Renewable Energy Global Innovations(“可再生能源全球创新”网站)作为Key Scientific Article进行了报导。该论文的第一作者为电机系刘静琨博士生,通讯作者为电机系康重庆教授,合作作者包括电机系张宁副教授、美国华盛顿大学Daniel Kirschen(丹尼尔·基尔申)教授、电机系夏清教授。该论文为国家自然科学基金重点国际(地区)合作研究项目“面向可再生能源消纳的低碳高效多能源系统基础研究”(51620105007)资助下清华大学与华盛顿大学合作开展的研究成果。

亮点报导链接为: https://reginnovations.org/key-scientific-articles/cloud-energy-storage-residential-small-commercial-consumers-business-case-study/

 

研究背景:能源互联网的愿景下,居民以及商业用户在能源市场中的定位将不再仅仅是能源的消费者,而是集能源的生产者、消费者于一身的新型能源生产消费者,用户对于储能的需求将逐渐增加。但是当前储能成本仍然较高,限制了分布式储能的广泛应用。本文提出了一种新的储能模式——云储能,可将原本分散在用户侧的储能装置集中到云端,利用大规模的储能资源的集中调度为大量的用户提供廉价的储能服务。

主要贡献:云储能是一种基于电网的共享式储能技术,使用户可以随时、随地、按需使用由集中式或分布式的储能设施构成的共享储能资源,并按照使用需求而支付服务费。云储能的商业模式是目前的“共享经济”模式在储能资源上的体现。云储能用户可以购买一定时期内一定功率容量和能量容量的云储能服务使用权。取得云储能使用权之后,用户可以根据自己的实际需求,对云端电池进行充电和放电。云储能用户使用云端的虚拟储能如同使用实体储能,但与使用实体储能不同的是,云储能用户免去了安装和维护的麻烦。云储能提供商则根据用户储能需求投资一定量的集中式储能设备,或通过租赁的方式获得各类分布式储能资源的代理控制权,并综合考虑用户的充电放电需求等信息产生优化决策的控制策略,进而去控制实际的储能设备进行相应的充放电。云储能提供商通过对储能资源的统一建设、统一调度、统一维护,可以以更小的成本为用户提供更好的储能服务。

研究目标:提出云储能的商业模式与运行机制,研究云储能系统的容量配置及其运营策略,定量评估云储能系统相比于传统分布式储能所额外创造的价值。

研究方法:分别建立了云储能用户与云储能运营商的储能投资规划与运行模型,采用爱尔兰居民用户的实际负荷与实际电价,计算了云储能系统相比传统分布式储能系统投资的差异,计算了云储能投资回报率,并在不同储能单位投资成本下进行了敏感性分析。

研究结论云储能能够将储能资源动态地分配给不同用户以最大化储能资源的利用效率,降低单位储能容量的使用成本。与此同时,利用用户对储能需求的时间上的分散性,能够使储能容量在不同用户之间实现复用进而降低对储能容量的投资需求。此外,由于降低了储能的使用成本,云储能使储能资源相对于更多用户具有经济性,提高了储能使用的普及率。算例分析表明,云储能相比传统分散式储能模式具有更大的成本优势,能够使云储能提供商实现盈利。

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