点对点能源社区中采用梯次利用电池的社区光伏与储能系统容量优化配置
来源：
卡特蓄电池 发布时间：2026-06-01 20:05:48 点击： 次
引言
分布式能源资源（DERs）——如光伏（PV）系统与电池储能系统（BESS）——日益增强的竞争力，加速了其在居民用户中的普及，促使电力系统作出相应调整[1]。随着更多家庭采用这些技术，能源社区逐渐成为一种有前景的框架，可增强本地能源自主性、提升系统韧性并降低对传统电网的依赖[2]。在此背景下，点对点（P2P）能源交易作为一种有效的本地能源交换与优化利用机制受到学界关注[3]。P2P市场使产消者能够直接向邻近用户出售或共享过剩发电量，从而提升可再生能源的利用效率[4]。然而，这种新型运营模式改变了传统消费模式，因为发电峰值常与需求周期不同步[5]。在此情境下，电池储能系统（BESS）对于存储过剩光伏能源以供后续使用至关重要，可充分释放P2P交易潜力[6]。因此，电池储能系统（BESS）在降低电网依赖性和实现响应式能源管理方面发挥着关键作用[7]。其跨时段转移能源用量的能力（Ability）可提升自发自用率，并有效适应时变发电量与电价信号[8]，这一特性在近期研究中得到印证——BESS被广泛应用于工商业与住宅场景的峰值削减和需求响应[9][10]。这使得BESS成为基于分布式能源协调与市场化电能交易的现代电力系统中不可或缺的核心组件。
除用户自有的分布式能源资源外，部分能源社区（ECs）还计划投资共享资产，如社区规模光伏系统和公共电池储能系统（BESS）[11]。这类设施通过规模经济效益提供集体收益，并扩大可再生能源发电和储能的覆盖范围[12]。但其规划与运营需考虑社区动态的特殊性及点对点（P2P）等新型交易机制。特别是公共电池储能系统（BESS）能增强社区平衡用户发电与需求的能力，从而促进更高效、更公平的能源交换。然而这种附加灵活性需要付出代价：BESS仍需大量资本投入，尤其在社区规模层面[13]。在此背景下，来自电动汽车（EV）的退役电池改作固定应用（即"二次寿命"（SL）电池）已成为具有成本效益的替代方案[14]。尽管价格更为低廉，这些设备却存在性能下降和加速老化的问题[15]。这种投资成本与长期可用性之间的权衡关系，引发了关于其在社区应用中适用性的核心问题，同时凸显了需要开发能评估其对自主性与成本效益贡献的规划工具[16]。
在此背景下，评估社区规模光伏-电池储能系统（PV-BESS）的可行性与性能变得尤为重要，特别是在用户已拥有独立资产并参与本地能源交易的配置场景中。鉴于电池储能系统投资面临的经济挑战——尤其是在动态电力市场条件下，探索能够降低初始成本同时保持可接受性能的替代技术至关重要。二手锂电池（SL）因其较低成本但潜在有限寿命，成为一项前景广阔但存在不确定性的选择方案。因此，基于优化的规划工具——能够评估共享光伏与电池储能系统的最优容量配置，并考虑不同电池化学类型、退化模式和使用场景——具有特殊研究价值。这类方法可系统性地权衡投资成本与长期性能之间的关系，特别是在比较首次使用（FL）与二手（SL）电池技术于能源社区集体应用时的优劣。本研究开发了此类模型，旨在量化两种技术在集体部署场景下的权衡关系，从而揭示共享学习（SL）方案适用于社区应用的条件。与既往研究不同，该模型明确整合了P2P能量交易机制、真实的电池衰减动态特性及网络约束条件，由此填补了社区级光伏-储能系统规划领域的关键研究空白。
