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1、基于储能的家庭需求响应策略和经济性分析郑梦莲，胡亚才（浙江大学热工与动力系统研究所，浙江杭州310058）摘要：近些年来，在新兴电动汽车市场的驱动下，储能（尤其是电池）在技术上有了进步，这给基于储能的需求响应提供了很好的契机。在不影响实际设备使用的前提下，基于储能的需求响应旨在通过平缓需求曲线，减轻电网压力、降低整体发电成本。此外，储能也有希望促进新能源的并网。我们以两款新型电池为例，即纽约城市大学能源研究院开发的锌锰电池和特斯拉Powerwall家庭电池，1）展示两种需求响应策略，即移峰填谷策略和削峰策略；2）探究这两种策略的经济效益，其是否能够给一户普通美国家庭居民带来实际的净收
2、益（即扣除了平准化储能成本的电费减少）？我们发现，在使用移峰填谷策略后，锌锰电池可给家庭用户带来非需求响应时的电费的1%的净收益，在使用削峰策略后，此净收益为29%。而比锌锰电池成本更高的特斯拉Powerwall电池，虽然在使用削峰策略时可以给家庭带来20%的净收益，在使用移峰填谷策略时并不能给家庭带来经济收益，相反，家庭每年需多支付US$955（约为非需求响应年电费的39%）。关键词：储能；需求响应；电池Abstract：Partlydrivenbytheemergingelectricvehiclemarket,storagetechnologies,batteriesinpar
3、ticular,havebeenimprovedduringthepastdecade,whichprovidesgreatopportunitiesforstoragedemandresponse.Storage-baseddemandresponseaimstosmoothoutdemandprofileswithoutaffectingactualapplianceusage,showingpotentialtomitigategridstress,lowerovercostsofelectricitygeneration.Inaddition,storageisalsolik
4、elytofacilitaterenewableintegrations.Weusetwoemergingbatteriesasexamples,i.e.,water-based,flow-assistedzincmanganesedioxidebatterydevelopedbytheEnergyInstituteatCityUniversityofNewYorkandTeslaPowerwallbatteryforhomes,to1)illustratetwostorage-baseddemandresponsestrategies,i.e.,loadshiftingandpea
5、kshaving;and2)investigatetheeconomicsofthesetwostrategies,i.e.,toaddressonequestion:Couldthesetwobatteriesyieldactualprofits(i.e.,electricitybillreductionminuslevelizedstoragecost),foranaverageU.S.household?Wefindthat,thezincmanganesedioxidebatteryresultsintheannualprofitof1%ofthehousehold’snon
6、-demandresponseelectricitybill,withtheloadshiftingstrategybeingimplemented,and29%byimplementingthepeakshavingstrategy.TheTeslaPowerwallbattery,costlierthanthezincmanganesedioxidebattery,althoughresultsintheannualprofitof20%ofthenon-demandresponseelectricitybill,withthepeakshavingstrategybeingim
7、plemented,yieldsnoprofitbutalossofUS$955(39%ofthenon-demandresponseelectricitybill).2121.研究背景通过一些需求响应电价获得一定的经济奖励，如分时电价（Time-of-usetariff，即2003年8月在美国东北和2011年9月分别设定高峰期和非高峰期电价费率）、实在美国西海岸的大停电，影响了几百万的用时电价和日前市场电价（如[6,7]）以及辅户，带来了超过60亿美元的
