本发明涉及能源优化，更具体的说是涉及一种基于碳交易机制的充放电集中管理系统。
背景技术：
1、为加快能源结构低碳化转型，世界主要经济体积极推动经济绿色复苏，绿色产业已成为重要投资领域，清洁低碳能源系统的发展迎来新机遇。汽车是能源使用大户，为逐步摆脱对化石能源的依赖，电动化已成为全球汽车产业的发展共识。换电式电动汽车(bsev)因“车电分离”具有充能时间短、购车成本低等特点，其与电池集中充电站(bccs)、电池集中更换站(bcss)相结合的换电模式是一种新型的电动汽车充能模式。科学合理地对充换电设施进行规划对电动汽车的普及以及绿色交通系统的建设具有重大意义。
2、现有对于充换电设施规划的研究，在传统方法上进行了大量的改进完善，随着“双碳”目标的提出所带来的全新挑战与机遇，部分学者对电动汽车充换电设施的规划进行了更加全面和细致的考虑，将电动汽车所产生的碳交易收益纳入到了能源系统的经济调度和优化中，为电动汽车及其配套设施的优化规划提供了新的视角，但多数研究对清洁能源的使用和集成与电动汽车所含碳效益考虑得并不充分，使得电动汽车碳减排能力未被完全发挥。
3、因此，如何充分发挥bsev对清洁能源的消纳能力，提高bsev的含碳效益，是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提供了一种基于碳交易机制的充放电集中管理系统，能够实现电池的集中充电换电，有助于风、光、压等波动性清洁能源集中消纳，解决了波动性清洁能源所发电并网难的问题，探究了波动性清洁能源的新型应用场景，极大缓解了充电站压力，充分发挥了bsev的碳减排能力。
2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、一种基于碳交易机制的充放电集中管理系统，包括：充换电服务站和充换电管理子系统；所述充换电管理子系统包括寻址定容模块和碳额管理模块；
4、所述充换电服务站用于对电池进行充电以及提供电池更换服务；
5、所述寻址定容模块用于获取目标区域，并在所述目标区域内配置所述充换电服务站；
6、所述碳额管理模块用于收集碳额、计算碳额排放以及通过碳交易维持所述充换电服务站的应用。
7、优选的，所述充换电服务站包括电池集中充电站和电池集中更换站；
8、所述电池集中充电站通过发电系统进行供电，发电系统所发电能经过充电机对站内空电池进行充电；
9、所述电池集中更换站用于通过交换机经配送车将bsev的空电池送至所述电池集中充电站，并将所述电池集中充电站中充电完成的电池运送至所述电池集中更换站更换至所述bsev。
10、优选的，所述碳额管理模块包括碳额收集子模块、碳排计算子模块和碳额交易子模块；
11、所述碳额收集子模块用于根据预设的碳额分配模型计算电网购电碳配额和bsev碳配额；
12、所述碳排计算子模块用于计算电网购电及清洁能源发电机组碳排放；
13、所述碳额交易子模块用于与碳额交易市场进行交易。
14、优选的，所述碳额管理模块还包括用户注册模块，所述用户注册模块用于与bsev车主签订碳额管理协议。
15、优选的，所述寻址定容模块包括上层优化模型；所述上层优化模型用于通过求目标函数最优解，规划所述充换电服务站的位置和容量。
16、优选的，规划所述充电服务站的位置，步骤包括：
17、确认目标函数：
18、minfup＝f1+f2+f3-f4-f5
19、其中，fup为总成本；
20、f1为建设运维投资年成本，计算式为：
21、f1＝fco+fma
22、
23、
24、fco、fco分别为建设、维护年成本；nbccs、nbcss、nngprs分别为规划区域内bccs、bcss、ngprs的数量；ci,icc、cij,icc、ci,wtg、ci,pvg、cs,e分别为bccsi及其服务bcssj包括土地与基础设施购买在内的建设成本、风/光/压机组建设成本；pc、ps、pb、pbdv分别为充电机、换电机电池及配送车单价；ni,b、ni,s、ni,bdv、nij,s分别为bccsi内的配置电池、换电机、配送车及其服务bcssj内配备的换电机数量；popl为单位长度电力路线的建设成本；zi、zs为bccsi及其服务范围内bcssj、ngprss运行年限；dsi为ngpprss到供电bccsi的直线距离；ci,ma、cij,ma、cig,ma、cs,ma、copl分别为bccsi、bcssj、风/光/压机组、电力线路维护成本，可按照初期投资建设成本之和的一定比例估算；
25、f2为电池配送成本，计算式为：
26、
27、cbd为单个电池的配送成本；dji为bccsi服务范围内所有bcssj到i距离的总合；λji为bccsi服务范围内的bcssj到i距离的非直线系数；为换电站j第d天t时刻电池需求量；
28、f3为电能购买成本，计算式为：
29、
30、式中：为bccsi第d天t时刻充电功率需求；peb为电能购买价格；
31、f4为电能售卖利润，计算式为：
32、
33、式中：pes为电能上网售卖价格；
34、f5为服务收益，包括碳交易利润与换电服务利润，计算式为：
35、
36、式中：分别为清洁能源、bsev与电网购电碳交易成本；为单次换电服务价格；为bcssj服务路网节点k单位时间内寻求服务的bsev数量。
37、优选的，规划所述充电服务站的容量，包括：
38、bccs定容模型定容：
39、
40、式中：nj∈i,bmax为bccsi服务范围内bcssj电池需求量的最大值；ηcharge、ηswap分别为充电、换电冗余系数；
41、bcss定容模型定容为：
42、
43、式中：为bcssj服务范围内各路口电池需求量的最大值总和；
44、约束条件：
45、第i个bccs的运行约束为：
46、
47、式中：分别为t时刻bccsi内满电、空电、开始充电、正在充电电池数量，分别为t时刻bccsi与bcssj交换的空、满电池，假设电池充电时长为2h；分别为t时刻第i个bccs内电池状态与出站变量，满电(出站)取1，反之取0；ncf,i、ncf2c,i、ncc,i分别为t时刻bccsi内空闲、准备充电、正在充电的充电机数量；分别为t时刻bccsi内风光压发电、电池充电、购电、售电功率；ni,c、pc分别为bccsi内充电机数量与充电机功率；ncb、nsb分别为单台充电机与换电机可同时服务的最大电池数；ni,s为bccsi内换电机数量；
48、第j个bcss的运行约束为：
49、
50、式中：分别为bcssj内全部、满电、换电、空电池数量。
51、优选的，所述寻址定容模块还包括下层优化模型；所述下层优化模型根据所述上层模型求解得到的坐标信息计算各个所述充换电服务站的负荷情况。
52、优选的，所述下层优化模型的目标函数为：
53、minfdown＝f1+f2
54、其中：
55、f1为用户从路网节点行驶到bcss过程中产生的电量消耗成本，计算式为：
56、
57、式中：dj2k为路网节点k到最近bcssj的行驶距离；el为bsev行驶单位距离的耗电量；pe为单位电价；
58、f2为用户从路网节点行驶到bcss过程中产生的时间消耗成本，可表示为：
59、
60、式中：vev为用户平均行驶速度；ct为用户出行时间成本。
61、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种基于碳交易机制的充放电集中管理系统，能够实现电池的集中充电换电，有助于风、光、压等波动性清洁能源的集中消纳，解决了波动性清洁能源所发电并网难的问题，探究了波动性清洁能源的新型应用场景，极大缓解了充电站压力，充分发挥了bsev的碳减排能力。
1.一种基于碳交易机制的充放电集中管理系统，其特征在于，包括：充换电服务站和充换电管理子系统；所述充换电管理子系统包括寻址定容模块和碳额管理模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于碳交易机制的充放电集中管理系统，其特征在于，所述充换电服务站包括电池集中充电站和电池集中更换站；
3.根据权利要求2所述的一种基于碳交易机制的充放电集中管理系统，其特征在于，所述碳额管理模块包括碳额收集子模块、碳排计算子模块和碳额交易子模块；
4.根据权利要求3所述的一种基于碳交易机制的充放电集中管理系统，其特征在于，所述碳额管理模块还包括用户注册模块，所述用户注册模块用于与bsev车主签订碳额管理协议。
5.根据权利要求1所述的一种基于碳交易机制的充放电集中管理系统，其特征在于，所述寻址定容模块包括上层优化模型；所述上层优化模型用于通过求目标函数最优解，规划所述充换电服务站的位置和容量。
6.根据权利要求5所述的一种基于碳交易机制的充放电集中管理系统，其特征在于，规划所述充换电服务站的位置，步骤包括：
7.根据权利要求5所述的一种基于碳交易机制的充放电集中管理系统，其特征在于，规划所述充电服务站的容量，包括：
8.根据权利要求5所述的一种基于碳交易机制的充放电集中管理系统，其特征在于，所述寻址定容模块还包括下层优化模型；所述下层优化模型根据所述上层模型求解得到的坐标信息计算各个所述充换电服务站的负荷情况。
9.根据权利要求8所述的一种基于碳交易机制的充放电集中管理系统，其特征在于，所述下层优化模型的目标函数为：
