可持续的机构班车车队电气化：基于封闭形式KKT主动约束分析的分布式光伏-蓄电池储能（PV-BESS）充电系统的经济技术与碳成本回收评估

《Sustainability》：Sustainable Institutional Shuttle Fleet Electrification: Techno-Economic and Carbon-Payback Assessment of Distributed PV–BESS Charging Sized via Closed-Form KKT Active-Constraint Analysis

　　

摘要

机构运营的班车车队如果拥有固定的路线和可预测的停车场，非常适合为光伏-蓄电池储能系统（PV–BESS）充电，从而实现校园内的可持续出行。然而，车队的选址和规模确定通常是通过数值计算来完成的，而没有考虑决定最优方案的物理限制因素。本研究提出了一个以可持续性为导向的框架，旨在将拉贾曼加拉理工大学兰纳分校（Rajamangala University of Technology Lanna）的10辆柴油班车车队转换为由分布式PV–BESS充电站支持的电动车队。研究比较了集中式单站布局和分布式双站布局，并利用Karush–Kuhn–Tucker（KKT）分析方法推导出了一个明确的规模确定规则。结果表明，分布式配置能够消除无效行驶距离，并且比集中式方案具有更高的生命周期价值。KKT分析确定了两个关键约束条件：光伏屋顶面积的限制以及蓄电池系统单日的自主运行需求。在基准假设下，这种转型方案相对于柴油车队能够实现正的生命周期价值，并大幅减少二氧化碳排放。蒙特卡洛分析验证了该方案在不确定性范围内的财务稳健性，而确定性压力测试则显示了其对柴油价格、光伏电力补贴价值、折现率和车队利用率的敏感性。该框架为太阳能资源丰富的校园环境中机构车队的电气化提供了可解释的决策支持方法，通过采用清洁能源、实现可持续交通和减少二氧化碳排放，有助于实现可持续发展目标7、11和13。