近年來商用儲能裝置和家用儲能裝置的應用越來越廣泛。這些儲能裝置一方面可以為用戶儲存電能，比如儲存來自太陽發電的多余電量，另一方面也可以為電力系統提供服務，比如通過放電來賣電給電網。然而，用戶側的儲能裝置，尤其是家用儲能裝置，其容量一般都很小，無法直接參與傳統的電力批發市場。對此，俗話說的好，“團結就是力量“，一個解決方案是成立儲能整合商（Energy storage aggregator），由整合商整合電網中各個中小型儲能裝置，然后由整合商直接參與電力批發市場。

研究問題

雖然團結就是力量，但需要解決的問題是“如何團結”以及“團結后帶來的影響”。由于電力系統中的各個儲能單元可能分屬于不同個體或機構，儲能整合商無法直接控制儲能單元。本文中，儲能整合商以經濟激勵的方式引導各個儲能單元進行充放電。儲能單元充電相當于從電網吸收電能，放電相當于向電網注入電能。同時，儲能整合商參與電力市場，勢必對電力系統的整體效益產生影響。因此，本文將著重回答“如何團結“以及“團結后的影響”兩個問題：

1. 儲能整合商和各個儲能裝置之間如何分配利潤？

2. 儲能整合商參與電力市場對系統整體效益有何影響？

研究方法與結果

本文系統模型如圖一所示。儲能單元，儲能整合商，以及電力批發市場三足鼎立，儲能單元與儲能整合商交易電能，然后儲能整合商參與電力批發市場獲取利潤。三者交互細節如下： 首先，儲能整合商為各個儲能單元的充放電設定價格，各個儲能單元待價而沽，依據整合商的價格決定充放電的電量以最大化其利潤。然后，儲能整合商“團結”所有儲能單元的充放電，參與電力批發市場，從市場電價獲取收益，同時為儲能單元的充放電支付費用。儲能整合商決定其設定給各個儲能單元的價格以最大化其利潤。

（注：電力市場中，電力系統調度員負責調度系統中的發電設施以實現系統中電量的供需平衡，同時最小化系統運營成本。本文中，電力系統各節點的出清電價由節點的邊際成本決定，而儲能整合商在各節點的充放電將影響節點邊際成本，進而影響出清電價，影響自己在電力市場中的收益。）

對于“研究問題”中提出的兩個問題，本文是如何解決的呢？

對于第一個“如何團結儲能單元”的問題： 本文采用納什談判（Nash bargaining）來對整合商和各個儲能單元的交互進行建模，從而得到整合商價格設定與儲能單元充放電決策的唯一解。這個解可以實現整合商與所有儲能單元總利潤的最大化。

對于第二個“團結后的影響”的問題：本文證明，儲能整合商如果在不虧損的情況下參與電力市場，那么他將使系統運營總成本降低，從而使系統獲利。

但是注意到納什談判下的充放電的解雖然能夠使整合商與所有儲能單元的總利潤最大化，但不一定能使總系統的成本最低。

針對此，本文設計了一個新的電價策略，如果市場運營機構對儲能整合商實行此新的電價，那么納什談判下的解可以錦上添花，進一步實現系統總成本的最低。

此外，這個新的電價策略中含有可調節的固定參數，可以靈活調控儲能整合商的利潤，避免其利潤過高或過低，從而能有效降低儲能整合商的市場勢力，同時能提供足夠的經濟激勵讓其參與電力市場。

最后，基于新的電價策略，我們也可以對儲能整合商靈活設計補貼或稅收政策。真所謂“一石多鳥“。