传统燃油汽车大规模使用所带来的能源危机与环境污染越发严重，以电力为能源的电动汽车的推广可以应对这些问题。电动汽车上的动力电池在一定的充放电循环周期后，其实际容量会出现明显的衰减，当容量保持率下降到70%～80%将不能满足性能需求而需要从电动汽车上退役。对这些退役电池直接回收容易造成环境损害与资源浪费。而将退役电池梯次应用在储能系统，可以延长电池的使用寿命，缓解回收压力并提高资源利用率，并有助于降低动力电池成本，同时减少电池储能系统的投资成本。因此梯次电池储能系统的研究和示范应用受到越来越多的关注。而储能系统的容量配置可以提高项目的经济性，是实际工程优化规划中十分重要的环节。
　　本文对梯次利用动力电池储能系统经济性分析与容量优化配置方法开展了以下方面的研究：
　　首先，介绍了大量退役动力电池同时进入回收期的背景下，直接回收电池所造成的环境危害，并分析了电池梯次利用的可行性与经济价值。总结了目前储能系统容量配置方法的研究趋势与待解决的问题。同时整理了梯次利用动力电池的应用现状以及梯次电池储能经济性评估的研究现状。
　　其次，分析动力电池梯次利用于储能系统的全寿命周期，针对电网侧负荷削峰填谷的应用场景，建立以储能系统年净收益作为表征指标的经济性分析模型。在模型中成本部分考虑电池本体、带能转换设备等初始建设成本以及运维成本，经济效益部分则考虑延缓配电网升级投资收益、低储高放套利、提升电网可靠性收益、环境减排效益等。
　　然后，利用惩罚函数法将梯次电池储能系统经济性计算模型中的充放电功率、电量守恒和电池荷电状态约束转化为增广目标函数项，建立无约束的非线性优化配置模型。引入随个体种群整体收敛程度自适应变化的步长调节系数对萤火虫算法进行改进，并提出以年净收益最大为优化目标的梯次电池储能系统容量配置方法。仿真结果表明提出的容量配置方法能够在提升年净收益的同时保证负荷调节功能的实现，兼顾了配置方案的经济性与技术要求。并通过参数敏感度分析说明分时电价与梯次电池单位容量价格对梯次电池储能系统的经济性影响最大。
　　最后，通过雨流计数法将梯次电池充放电过程的荷电状态折算成充放电深度，并结合与电池循环寿命的函数关系以及等效循环寿命法，构建梯次电池储能系统寿命计算模型。根据梯次利用过程中电池容量保持率衰退的情况，对储能系统的运行参数与相关效益成本进行更新，通过循环计算得到全寿命周期内的净收益总和。通过与不同容量配置方法的仿真对比，验证了本章的优化配置方法可以相对降低梯次电池的放电深度，延长系统的实际运行寿命并使其经济性得到提升。而对比磷酸铁锂电池与三元锂电池的优化配置结果，则说明了目前磷酸铁锂电池退役后梯次利用于储能系统具有更高的经济性。