电动汽车的快速发展带来了一系列新的挑战。一方面,现有充电服务设施规模无法满足电动汽车用户日益增长的充电需求,而传统配电网结构难以支撑大规模充电服务设施建设,对电动汽车的进一步发展形成了极大制约;另一方面,大量退役动力电池造成的环境污染问题和资源浪费问题与电动汽车绿色发展理念背道而驰,因此亟需建立退役动力电池梯次利用体系,以加快环境友好型、节约型产业结构发展。光储充电站是一种兼具新能源消纳和负荷波动平抑功能的新型充电服务设施,能够有效解决电动汽车快速增长给电力系统带来的经济、技术和生态问题。进一步地,以退役动力电池作为储能单元,构建光储充电站梯次利用电池储能系统,不仅能够有效实现退役动力电池梯次利用,还可降低光储充电站储能配置成本,推动光储充电站市场化建设进程,对电动汽车可持续发展具有重要意义。本文针对光储充电站中动力电池梯次利用问题进行研究,主要研究成果如下:（1）从光储充电站整体层面,建立用于光储充电站并网功率调节的储能系统优化运行模型。首先,结合光储充电站结构及其运行原理,分析光储充电站内部能量单元的功率变化特性;其次,研究不同调节需求下的储能系统运行模式,建立储能系统多模式融合运行模型;最后,结合上海地区某光储充电站实测数据,对该模型进行算例验证与分析。（2）从储能系统内部层面,计及储能系统中各梯次利用电池的寿命不一致性特点,对梯次利用电池储能系统功率分配模式进行具体设计。首先,分析梯次利用电池不一致性及其寿命影响因素,研究储能场景中梯次利用电池的寿命变化特性;其次,考虑不同的梯次利用电池寿命影响因素进行梯次利用电池储能系统功率分配模式设计;进一步地,针对上述功率分配模式难以实现不同梯次利用电池寿命影响因素协调优化的问题,结合光储充电站储能系统分段能量需求研究,提出基于分段控制思想的梯次利用电池储能系统功率优化分配模式;最后,设定6组寿命阶段互不相同的梯次利用电池对以上功率分配模式进行比较分析,验证所提分段控制模式在梯次利用电池储能系统功率分配设计中的技术优势。（3）从单组梯次利用电池层面,针对梯次利用电池的充放电能量自平衡问题,提出基于改进雨流计数法的梯次利用电池储能系统分段控制策略。首先,研究不同时间分段方案对储能系统控制效果的影响,提出基于雨流计数法的梯次利用电池储能系统分段控制优化原理;其次,针对传统雨流计数法用于储能系统分段控制优化设计时存在的时序丢失和区间重叠问题,对传统雨流计数法进行改进;然后,结合改进雨流计数法和所提分段控制优化原理,设计梯次利用电池储能系统分段控制优化流程;最后,对改进分段控制策略与等间隔分段控制策略进行比较分析,验证改进分段控制策略在梯次利用电池储能系统优化控制方面的优越性。