综述：近期热能储存技术与相变材料相结合的技术发展

《Journal of Energy Storage》：Recent development of thermal heat storage technology coupling with phase change material

本文提出了一种考虑连接容量约束的电池储能系统优化模型，通过最大化充放电调度降低电动公交停车场的电费，提高投资回报率，并验证了模型在四季、多车队及不同电池规格下的有效性，同时确保电网进口不超过限值。

　　近年来，随着对可持续交通系统的需求不断增加，公共交通领域，特别是电动公交车站的运营，面临着如何有效降低电费和提高投资回报率（ROI）的重要挑战。传统的交通模式依赖于化石燃料，不仅带来高昂的运营成本，还对环境造成显著影响。因此，如何在保证电动公交车正常运行的同时，通过优化能源管理手段来减少电力消耗和费用，成为了一个亟待解决的问题。本研究提出了一种新的可持续方法，通过管理电动公交车站的“在表后”电池储能系统（BSS），考虑电动公交车站的连接容量限制，从而在多种操作约束条件下，最大化电池的充放电量，以达到减少电费和缩短投资回收期（PBP）的目的。

电动公交车站的运行涉及多个方面，包括电动公交车的充电需求、其他电气负荷的用电情况，以及可能引入的可再生能源（如太阳能）和电网供电的协调。然而，这些系统在运行过程中可能会遇到一些限制，例如电网供电能力的上限、电池的充放电速率、电池容量、以及电池的损耗等因素。如果这些限制没有被充分考虑，可能会导致电网进口超限，进而引发网络运营商的处罚。因此，本文强调了在优化电动公交车和BSS充放电计划时，必须将连接容量作为关键因素纳入考量。

为了实现这一目标，本文提出了一个连接容量约束的模型，该模型不仅考虑了电动公交车的充放电需求，还综合考虑了其他电气负荷的用电情况。在模型中，BSS的充放电被设计为最大化电池的利用率，从而减少电网进口和电费支出。通过引入一个算法，该模型在四个典型的季节（夏季、秋季、冬季和春季）下进行了验证，采用了不同的电动公交车队和多种BSS规格，确保模型的广泛适用性。此外，模型还考虑了电池的健康状况和降解因素，以保证其长期运行的可靠性。

在实际应用中，BSS的引入可以显著降低电网进口，尤其是在高需求时段，如高峰用电期间。同时，BSS还可以利用太阳能发电的剩余电量进行放电，从而进一步减少电费。然而，为了防止电网进口超过其最大容量限制，必须在充放电过程中进行有效的调度和管理。例如，在某些季节，如冬季，由于电动公交车的充电需求较高，电网进口可能会达到上限，此时BSS的放电能力就显得尤为重要。

通过实际案例分析，本文验证了所提出的模型在不同规模的BSS和不同数量的电动公交车队下的有效性。案例研究表明，随着BSS容量的增加，虽然能够有效降低电费，但投资回收期也会相应延长，因为更大的电池系统需要更高的初始投资和运营成本。因此，选择合适的BSS容量对于实现最佳的经济效益至关重要。

此外，本文还分析了BSS在不同季节中的表现，指出BSS的充放电计划应根据季节变化进行调整，以确保在不同条件下都能发挥最佳效果。例如，在夏季和冬季，由于太阳能发电量较大，BSS的充放电策略可以更加灵活，从而更有效地降低电费。而在秋季和春季，太阳能发电量相对较低，因此需要更充分地利用电网供电和BSS的储能能力，以避免电网进口超过其容量限制。

为了进一步提高电动公交车站的可持续性，本文还探讨了未来可能的改进方向。例如，可以考虑将BSS与电动公交车的调度进行联合优化，以实现更全面的运营灵活性和成本效益。此外，还可以研究BSS对配电网（如变压器负载和电压水平）的影响，为未来的网络感知解决方案提供依据。

综上所述，本文提出的模型不仅为电动公交车站的电费优化提供了一种新的方法，还强调了在实际操作中，必须充分考虑连接容量限制，以避免不必要的电网处罚。通过合理的充放电计划和BSS管理，电动公交车站可以在不同季节和不同运营条件下，实现最低的电网进口、最少的电费支出以及最大的投资回报率。这不仅有助于降低运营成本，还为推动可持续公共交通的发展提供了重要的技术支持。