閆東翔,陳 玥
(香港中文大學機械與自動化工程學系,香港 999077)
隨著環境污染與氣候變化加劇,大力發展可再生能源、實現能源結構清潔與低碳化轉型已經成為了重要趨勢[1-2]。在能源供給側,可再生能源如風電、光伏等快速發展,2020 年全球風電與光伏裝機容量較2019 年分別增加超過65 GW(增速10.4%)和107 GW(增速18.3%)[3]。可再生能源具有間歇性、隨機性和波動性,給電網供需平衡帶來了愈加嚴峻的挑戰[4]。在能源需求側,隨著電動汽車等電氣化設備的接入,負荷出現陡然增長且負荷波動變得更為劇烈,不利于電網的安全穩定運行[5]。電網需要對線路進行擴容并強化網架結構以應對需求側的峰值沖擊,這無疑增加了投資成本。此外,峰值負荷持續時間一般較短,這也導致了備用設備的利用率低。
儲能是應對上述挑戰的有效手段,并已廣泛應用于電力系統調峰調頻、平抑可再生能源出力波動、需求側響應、提高用戶供電可靠性等場景[6]。以需求側配置儲能為例,儲能通過在電網電價谷時段存儲電能、在電價峰時段釋放電能供給用戶,可以為用戶節省用電開支,同時緩解電網的調峰壓力。盡管儲能具有極大的潛力,其發展仍面臨著如下幾個問題:
1)儲能投資成本高。通常一個家庭用戶所需要的儲能容量較小,無法享受到規模效應帶來的成本低廉的好處[7]。盡管使用儲能可以降低用戶用電成本,但其前期高額投入導致的投資回收周期長和投資回報率低,會阻礙儲能在用戶側的普及。……