闫东翔，陈 玥

（香港中文大学机械与自动化工程学系，香港 999077）

0 引言

随着环境污染与气候变化加剧，大力发展可再生能源、实现能源结构清洁与低碳化转型已经成为了重要趋势［1-2］。在能源供给侧，可再生能源如风电、光伏等快速发展，2020 年全球风电与光伏装机容量较2019 年分别增加超过65 GW（增速10.4%）和107 GW（增速18.3%）［3］。可再生能源具有间歇性、随机性和波动性，给电网供需平衡带来了愈加严峻的挑战［4］。在能源需求侧，随着电动汽车等电气化设备的接入，负荷出现陡然增长且负荷波动变得更为剧烈，不利于电网的安全稳定运行［5］。电网需要对线路进行扩容并强化网架结构以应对需求侧的峰值冲击，这无疑增加了投资成本。此外，峰值负荷持续时间一般较短，这也导致了备用设备的利用率低。

储能是应对上述挑战的有效手段，并已广泛应用于电力系统调峰调频、平抑可再生能源出力波动、需求侧响应、提高用户供电可靠性等场景［6］。以需求侧配置储能为例，储能通过在电网电价谷时段存储电能、在电价峰时段释放电能供给用户，可以为用户节省用电开支，同时缓解电网的调峰压力。尽管储能具有极大的潜力，其发展仍面临着如下几个问题：

1）储能投资成本高。通常一个家庭用户所需要的储能容量较小，无法享受到规模效应带来的成本低廉的好处［7］。尽管使用储能可以降低用户用电成本，但其前期高额投入导致的投资回收周期长和投资回报率低，会阻碍储能在用户侧的普及。……