本文发表在《全球能源互联网》2024年第2期“新型储能关键技术和商业模式”专题上，欢迎点击品读 ，受国家重点研发计划项目（2018YF0905304）资助。

快速发展的电动汽车带来了巨量的退役动力电池，但其梯次利用场景缺乏科学的甄选方法。研究了梯次利用电池电网储能场景适用性评价方法。本文从技术性能、经济性能和安全性能3个维度，构建了梯次利用电池电网储能场景适用性评价指标体系，提出的基于改进VIKOR算法的应用场景适用性评价算法可为给定状态的退役动力电池甄选出适用场景，为实际工程相关决策人员提供决策依据。

1）从技术性能、经济性能和安全性能3个维度，构建了综合考虑电池运行状态、储能配置经济效益和梯次利用安全风险的梯次利用电池电网储能场景适用性评价指标体系；

2）通过多属性群决策方法优化设定评价维度权重，采用CRITIC法和熵权法形成组合赋权法对评价指标进行权重设置，设计了基于改进VIKOR算法的应用场景适用性评价算法；

3）针对峰谷套利、平抑可再生能源出力波动和调频辅助服务3种典型电网储能应用场景，量化计算了给定退役动力电池状态下电网储能应用场景的适用度。

构建梯次利用电池储能系统，技术性是基础，安全性是前提，经济性是条件。因此，对退役动力电池梯次利用应用场景适用性进行评价时，从安全性能、技术性能和经济性能3个维度选取评价指标。

（1）技术性能评价指标

梯次利用电池在应用场景中的容量衰退是其技术性能的直接表现，电池容量变化可以表征电池衰退过程。

⬆ 图1  退役磷酸铁锂电池容量衰退曲线

由图1可知，梯次利用电池在不同的应用场景中运行时，由于场景工况存在差异，其衰退速率不同。且电池在其全生命周期内呈现非线性，即各阶段的衰退速率不同，依据对退役动力电池技术性能的分析，本文选用表征电池容量变化的参数描述电池的技术性能，可表征电池容量变化的参数有容量保持率、容量偏差和容量衰退速率。

（2）经济性能评价指标

工程中，通过分析储能系统的成本和收益来讨论工程经济性能。在评价工程经济性时，净现值体现工程全生命周期带来的货币价值，即工程的盈利能力。内部收益率体现了投资工程带来收益与投资金额的比率，也可体现出工程能够承担的银行贷款利率。投资回收期体现了工程的收益与投资能够持平所需最短时间，也在一定程度上体现出工程承受的外部风险的能力。

（3）安全性能评价指标

电化学储能系统的安全性能是社会各界关注的重点，本文选取电池安全等级、电池老化程度和应用场景工况条件作为退役动力电池梯次利用安全性能的评价指标。

具体流程主要分为2个部分，分别为个体应用场景适用性评价和将个体评价集结为群体评价。在进行个体应用场景适用性评价时，采用改进VIKOR算法，依据各评价维度对应的评价指标，计算该评价维度对应用场景的适用性偏好，得到各评价维度的应用场景适用度。

⬆ 图2  梯次利用电池应用场景适用度算法流程

3种储能场景条件如表1所示：

表1   储能应用场景条件

采用本文提出的指标体系和适用度计算方法计算储能系统场景适用度。设定3个评价维度的初始权重均为0.333，权重上限为0.5，下限为0.2， ∆Y = 0.6 ，将3个评价维度分别采用本文所提的退役电池梯次利用储能系统应用场景适用性评价方法进行应用场景适用度计算，计算结果如表2所示。

表2  不同评价维度的应用场景适用度计算结果