 近日，AIRS副院长、群体智能中心主任，香港中文大学（深圳）理工学院副院长黄建伟教授团队在IEEE智能电网汇刊《IEEE Transactions on Smart Grid》上发表题为“Time-of-Use Pricing for Energy Storage Investment”的文章。  论文信息：D. Zhao, H. Wang, J. Huang and X. Lin, "Time-of-Use Pricing for Energy Storage Investment," in IEEE Transactions on Smart Grid, vol. 13, no. 2, pp. 1165-1177, March 2022下载链接：https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=9656567 01研究背景在碳中和与碳达峰目标的背景下，储能装置已经逐渐成为电网中支撑可再生能源发电的关键要素。用户侧的储能则可以帮助用户储存多余的可再生能源发电，并利用电力需求管理降低用电成本。峰谷电价是电网公司常用的电价形式，峰谷之间的电价差值为储能设备带来潜在的经济效益。装有储能的用户可以在低电价时充电、高电价时放电来降低电费。合理的峰谷电价可以激励用户安装储能设备获取收益，也可以进一步削弱电网中的负荷峰值，降低电力系统运行成本。 02研究内容然而随着用户侧储能增长，未来峰谷电价的设计需要考虑储能的影响。峰谷电价的差值是用户储能收益的来源，如果峰谷电价的差值太小，其可能无法激励用户安装足够的储能设备以削弱系统负荷。如果峰谷电价的差值太大，甚至可能激励太多的用户安装储能设备，导致系统中出现新的负荷峰值，并提高系统成本。因此，对电力公司而言，合理的峰谷电价才能有效引导用户安装储能，降低系统负荷峰值。本文研究考虑用户侧储能的影响，电力公司如何设计峰谷电价以降低系统成本。  图1：储能削弱负荷峰值以及过度削弱峰值 03研究方法为了研究用户储能影响下的峰谷电价策略，本文在电力公司与用户间建立两阶段优化模型。- 第一阶段，在长期投资期限内，电力公司决定峰谷电价。电力公司的目标是最优化社会福利，即最小化系统总成本。- 第二阶段，在长期投资期限内，每个用户决定安装的储能容量，并在每日运行期限内基于峰谷电价进行储能充放电。用户的目标是通过储能最小化用电成本。电力公司无法准确知晓每个用户的储能投资成本，这为电力公司决策峰谷电价降低社会成本带来挑战。不同用户的储能投资成本可能相同或者不同，本文基于储能的投资成本对用户进行聚类。基于每一类用户的总电力负荷，电力公司决定峰谷电价。基于聚类的定价问题本质是两阶段的优化问题，本文采用搜索转折点的方法高效求解。 04主要贡献本文将此聚类定价策略与两个参考基准相对比。一是系统最优：假设电力公司决定每个用户的储能投资运行以达到系统最优。二是基于个体用户信息的峰谷定价：假设电力公司知晓每个用户的储能投资成本以及负荷。通过分析与仿真结果，本文发现基于聚类方法的定价策略，系统成本可以非常接近基于个体信息的定价策略，并和系统最优相差不到5%。此外，虽然负荷随机性的增加总体会提高聚类定价策略以及系统最优之间的差异，但在一定范围内，随机性的增加反而会降低差异。 05作者简介本文通讯作者为AIRS副院长、群体智能中心主任，香港中文大学（深圳）理工学院副院长、校长讲座教授黄建伟，第一作者为MIT Energy Initiative博士后赵东伟。  黄建伟教授现任香港中文大学（深圳）校长讲座教授和理工学院副院长，深圳市人工智能和机器人研究院副院长和群体智能中心主任。黄建伟是IEEE Fellow，IEEE通信学会杰出讲师，科睿唯安计算机科学领域全球高被引科学家。他2005年于美国西北大学获博士学位，2005 至2007年间担任美国普林斯顿大学博士后副研究员，2007年至2018年间在香港中文大学信息工程系任助理教授/副教授/正教授。 黄建伟长期专注于网络优化，群体智能和经济学交叉领域的开创性研究， 他现任 IEEE Transaction on Network Science and Engineering (JCR Q1)的主编，曾任 IEEE Open Journal of the Communications Society 的副主编和中国计算机学会网络方向的所有A类期刊（IEEE Transactions on Mobile Computing, IEEE/ACM Transactions on Networking, IEEE Journal on Selected Areas in Communications）的编委。他历任IEEE通信学会认知网络专委会主席，IEEE通信学会多媒体通信专委员会主席，以及IEEE通信学会亚太分会技术委员会主席。  本文第一作者为MIT Energy Initiative博士后赵东伟。赵东伟的研究方向是电力系统储能的优化与经济学，博士生导师是黄建伟教授。 06期刊介绍IEEE Transactions on Smart Grid是一份跨学科期刊，旨在传播与能源生产、传输、分配和输送有关的高影响力智能电网研究成果。该期刊主要发表关于智能电网技术和系统原理的理论和发展研究。IEEE Transactions on Smart Grid的影响因子为8.96。 相关阅读：AI助力碳中和 | 这里有一份关于碳中和的科普AIRS in the AIR 四月预告 | AI助力碳中和智能低碳 | 浙江丽水公司基于区块链技术的碳交易体系研究项目正式启动 媒体聚焦 | 《超级智能》：走进AIRS，观览黑科技 遇见未来CNCC 2021 | 黄建伟教授：智能低碳的前沿理论研究和关键技术探索 AIRS首个大战略项目正式启动，聚焦未来低碳经济系统中的挑战与机遇  |
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