CN114384203B - 一种钢铁企业碳排放量在线监测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢铁企业碳排放量在线监测方法及装置，所述方法包括根据钢铁企业燃料燃烧、工业生产过程、固碳产品和净购入电力热力的一种基于物料消耗法的历史日碳排放量计算方法；训练了一种电‑能/原/产/热/碳关系模型；根据小时级净购入电量实测值推演基于用电法的小时级碳排放量在线监测法；根据烟气在线监测系统数据的基于烟气浓度法的碳排放量计算方法；基于用电法和烟气浓度法的碳排放溢散量计算方法，本发明通过多种方法与模型校核钢铁企业小时级实时碳排放量，有利于企业正确认识自身碳排放水平与实时仓位，为未来的被纳入全国碳市场后的履约风险和交易潜在价值做准备。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢铁企业碳排放量在线监测方法及装置，属于碳排放量监测技术领域。
背景技术
随着全国碳市场的正式启动，现行钢铁企业碳排放量监测技术和实际应用存在缺失、局限和不精确，而未来被纳入全国碳市场后钢铁企业需要厘清自身碳排放量以应对碳市场履约和潜在市场机遇。为此，钢铁企业需要一种对自身碳排放量可靠监测的方法，然而，目前并没有科学的钢铁企业碳排放量在线监测方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种钢铁企业碳排放量在线监测方法及装置，实现精准在线监测钢铁企业碳排放量，分析企业履约仓位和风险，优化企业碳市场交易决策。
为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
第一方面，本发明提供了一种钢铁企业碳排放量在线监测方法，包括：
基于物料消耗法计算企业的碳排放量；
基于物料消耗法计算的碳排放量训练电-能/原/产/热/碳关系模型；
基于用电法计算企业的小时级碳排放量；
基于烟气浓度法计算企业的小时级碳排放量；
基于用电法和烟气浓度法计算的碳排放量的差值，计算企业的碳排放溢散量；
刷新历史库，生成最新的关系模型；
基于所述最新的关系模型，基于用电法计算企业的小时级碳排放量。
进一步的，所述基于物料消耗法计算企业的碳排放量，包括：
根据燃料品质参数是否实测，决定利用实测值或缺省值；
若有燃料品质参数实测值，则根据第N日获取的前N-1日各类燃料的耗量、低位发热值、单位热值含碳量和碳氧化率实测值计算第N-1日和前N-1日的燃料燃烧碳排放量Ef,n-1，Ef,N-1；
若无燃料品质参数实测值，则根据第N日获取的前N-1日燃料耗量实测值以及燃料的低位发热值、单位热值含碳量和碳氧化率缺省值计算第N-1日和前N-1日的燃料燃烧碳排放量Ef,n-1,Ef,N-1；
根据原料品质参数是否实测，决定利用实测值或缺省值；
若有原料品质参数实测值，根据第N日获取的前N-1日原料耗量、碳排放因子实测值计算第N-1日和前N-1日的工业生产过程碳排放量Ei,n-1,Ei,N-1；
若无原料品质参数实测值，则根据第N日获取的前N-1日原料耗量实测值以及原料的碳排放因子缺省值计算第N-1日和前N-1日的工业生产过程碳排放量Ei,n-1,Ei,N-1；
根据前N-1日的固碳产品产量、固碳因子计算第N-1日和前N-1日的固碳产品碳排放量Em,n-1,Em,N-1；
根据第N日获取的前N-1日净购入电力量和净购入热力量实测值，以及购入电力碳排放强度缺省值和购入热力碳排放强度缺省值计算第N-1日净购入电力碳排放量Ebe,n-1和净购入热力碳排放量Ebh,n-1，以及前N-1日的净购入电力碳排放量Ebe,N-1和净购入热力碳排放量Ebh,N-1。
根据前N-1日燃料燃烧的碳排放量、工业生产过程、固碳量和净购入电力热力碳排放量，计算第N-1日和前N-1天基于物料消耗法的碳排放量Er,n-1、Er,N-1。
进一步的，所述基于物料消耗法计算的碳排放量训练电-能/原/产/热/碳关系模型，包括：
根据前N-1天的燃料耗量、原料耗量、固碳产品产量和净购入热力量，训练电-能/原/产/热/碳关系模型。
进一步的，所述基于用电法计算企业的小时级碳排放量，包括：
根据第N日净购入电力量和电-能/原/产/热/碳关系模型，推演第N日燃料耗量、原料耗量、固碳产品产量和净购入热力量；
根据推演的第N日燃料耗量、原料耗量、固碳产品产量和净购入热力量，计算第N日第M小时基于用电法的碳排放量Ee,n,m。
进一步的，所述基于烟气浓度法计算企业的小时级碳排放量，包括：
判断CEMS是否监测CO2浓度；
若CEMS监测CO2浓度，则根据第N日第M小时获取的CEMS流量和CO2浓度，计算第N日第M小时的碳排放量Es,n,m；
若CEMS不监测CO2浓度，则根据第N日第M小时获取的CEMS流量、O2浓度以及最大CO2体积百分比，计算第N日第M小时的碳排放量Es,n,m。
进一步的，所述基于用电法和烟气浓度法计算的碳排放量的差值，计算企业的碳排放溢散量，包括：
根据第N日第M小时用电法计算的碳排放量Ee,n,m与烟气浓度法计算的碳排放量Es,n,m的差值，为第N日第M小时生产过程中的碳排放溢散量Ey,n,m。
进一步的，所述刷新历史库，生成最新的关系模型与碳排放量，包括：
根据第N+1日所获取的第N日实际物料消耗Er,n，刷新历史库中的数据，包括第N日基于物料消耗的钢铁企业碳排放量，并训练更精确的电-能/原/产/热/碳关系模型，以此推演第N日第M小时基于用电量的钢铁企业碳排放量Ee,n,m，并计算第N日第M小时的碳排放溢散量Ey,n,m。
第二方面，本发明提供一种钢铁企业碳排放量在线监测装置，包括：
基于物料消耗法计算企业的碳排放量的模块；
基于物料消耗法计算的碳排放量训练电-能/原/产/热/碳关系模型的模块；
基于用电法计算企业的小时级碳排放量的模块；
基于烟气浓度法计算企业的小时级碳排放量的模块；
基于用电法和烟气浓度法计算的碳排放量的差值，计算企业的碳排放溢散量的模块；
刷新历史库，生成最新的关系模型的模块；
基于所述最新的关系模型，基于用电法计算企业的小时级碳排放量的模块。
第三方面，本发明提供一种钢铁企业碳排放量在线监测装置，包括处理器及存储介质；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据上述任一项所述方法的步骤。
第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
本发明通过历史燃料燃烧、工业生产过程、固碳量和净购入电力热力碳排放，训练一种电-能/原/产/热/碳关系模型，通过在线实时监测的净购入电量，推演实时燃料燃烧、工业生产过程、固碳量和净购入电力热力碳排放，再与通过在线监测烟气监测法所计算的碳排放量进行计算，监测生产过程中的在线碳排放溢散量，实现精准在线监测钢铁企业碳排放量，分析企业履约仓位和风险，优化企业碳市场交易决策。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种钢铁企业碳排放量在线监测方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种钢铁企业碳排放量在线监测方法的详细步骤示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
如图1所示，本实施例介绍一种钢铁企业碳排放量在线监测方法，包括：
基于物料消耗法计算企业的碳排放量；
基于物料消耗法计算的碳排放量训练电-能/原/产/热/碳关系模型；
基于用电法计算企业的小时级碳排放量；
基于烟气浓度法计算企业的小时级碳排放量；
基于用电法和烟气浓度法计算的碳排放量的差值，计算企业的碳排放溢散量；
刷新历史库，生成最新的关系模型；
基于所述最新的关系模型，基于用电法计算企业的小时级碳排放量。
如图2所示，本实施例提供的钢铁企业碳排放量在线监测方法，其应用过程具体涉及如下步骤：
步骤一、根据企业燃料燃烧、工业生产过程、固碳产品产量和净购入电力热力计算基于物料消耗法的碳排放量。
确认企业所用燃料种类以及企业是否实测各类燃料品质参数，包括各类燃料的平均低位发热量、单位热值含碳能量和碳氧化率。若企业某种燃料无品质参数实测值，则取表1缺省值。
表1各类型燃料品质参数缺省值
将第N-1日各类燃料品质参数和相应耗量实测值代入式(1)～(6)可得前N-1天的燃料燃烧碳排放量。
Ff＝Ef,N-1/ADi,N-1 (2)
ADi,n-1＝NCVi×FCi,n-1 (5)
EFi＝CCi×OFi×44/12 (6)
其中，Ef,n-1为第N-1日各类燃料燃烧的碳排放量(tCO2)，Ef,N-1为前N-1天的燃料燃烧碳排放量(tCO2)，Ff为前N-1天的燃料燃烧碳排放量与总燃料活动水平的系数(tCO2/GJ)，ADi,N-1为前N-1天的总燃料活动水平(GJ)，ADi,n-1为第i种燃料的活动水平(GJ)，EFi为第i种燃料的碳排放因子(tCO2/GJ)，NCVi为第i种燃料的平均低位发热值(GJ/t，GJ/万立方米)，FCi,n-1为第N-1日第i种燃料的净消耗量(t或万立方米)，CCi为第i种燃料的单位热值含碳量(tC/GJ)，OFi为第i种燃料的碳氧化率(％)。
判断企业是否监测工业生产过程中原料的碳排放因子，若企业某种原料无碳排放因子实测值，则取表2缺省值。
表2各类型原料碳排放因子缺省值
将第N-1日各类原料碳排放因子和相应耗量实测值代入式(7)～(13)可得前N-1天的工业生产过程碳排放量。
Ei,n-1＝E熔,n-1+E电,n-1+E原,n-1 (7)
Fi＝Ei,N-1/Pi,N-1 (8)
E电,n-1＝P电,n-1×EF电 (12)
其中，Ei,n-1为第N-1日工业生产过程的碳排放量(tCO2)，Ei,N-1为前N-1天的工业生产过程碳排放量(tCO2)，Fi为前N-1天的工业生产过程碳排放量与总原料耗量的系数(tCO2/t)，Pi,N-1为前N-1天的熔剂、电含碳原料的总耗量(t)，E熔,n-1为熔剂消耗的碳排放量(tCO2)，E电,n-1为电极消耗的碳排放量(tCO2)，E原,n-1为其余含碳原料消耗的碳排放量(tCO2)，Pi,n-1为第N-1日第i种熔剂的净消耗量(t)，EFi为第i种熔剂的碳排放因子(tCO2/t熔剂)，P电,n-1为第N-1日电极的净消耗量(t)，EF电为电极的碳排放因子(tCO2/t电极)，Mi,n-1为第N-1日第i种含碳原料的购入量(t)，EFii为第i种含碳原料的碳排放因子(tCO2/t原料)。
净购入电力热力碳排放量由式(14)～(19)计算，可得前N-1天的净购入电力热力的碳排放量。
Ebe,n-1＝ADe,n-1×EFe (14)
Ebh,n-1＝ADh,n-1×EFh (15)
其中，Eb,n-1为第N-1日净购入电力热力的碳排放量(tCO2)，ADe,n-1为第N-1日净购入电力量(MWh)，ADe,N-1为前N-1日净购入电力量(MWh)，Ebe,N-1为前N-1天的净购入电力碳排放量(tCO2)，EFe为购电碳排放因子取0.877(tCO2/MWh)，ADh,n-1为第N-1日净购入热力量(GJ)，ADh,N-1为前N-1日净购入热力量(GJ)，Ebh,N-1为前N-1天的净购入热力碳排放量(tCO2)，EFh为购热碳排放因子取0.11(tCO2/GJ)。
钢铁企业固碳产品一般由粗钢代表，其余可忽略，粗钢固碳因子采用如下表3的缺省值。
表3固碳产品固碳因子缺省值
固碳产品碳排放量由式(20)～(22)计算，可得前N-1天的固碳产品碳排放量。
Em,n-1＝ADm,N-1×EFm (20)
Fm＝Em,N-1/ADm,N-1 (21)
其中，Em,n-1为第N-1日固碳产品的碳排放量(tCO2)，ADm,N-1为前N-1天的粗钢总产量(t)，Em,N-1为前N-1天的固碳产品碳排放量(tCO2)，Fm为前N-1天的固碳产品碳排放量与粗钢总产量的系数(tCO2/t)，EFm为粗钢的固碳因子(tCO2/t)。
企业基于物料消耗法的碳排放量由式(23)和(24)计算。
Er,n-1＝Ef,n-1+Ei,n-1+Eb,n-1-Em,n-1 (23)
Er,N-1＝Ef,N-1+Ei,N-1+Eb,N-1-Em,N-1 (24)
其中，Er,n-1为第N-1日企业基于物料消耗法计算的碳排放量(t CO2)，Er,N-1前N-1天基于物料消耗法的碳排放量(t CO2)。
步骤二、根据前N-1天的物料消耗法的历史数据，训练前N-1日的电-能/原/产/热/碳关系模型。
前N-1日净购入电力量与燃料活动水平的关系由式(25)训练。
kf,n-1＝ADi,N-1/ADe,N-1 (25)
其中，kf,n-1为前N-1日电-能关系系数(t/MWh)。
前N-1日净购入电力量与原料耗量的关系由式(26)训练。
ky,n-1＝Pi,N-1/ADe,N-1 (26)
其中，ky,n-1为前N-1日电-原关系系数(t/MWh)。
前N-1日净购入电力量与粗钢产量的关系由式(27)训练。
km,n-1＝ADm,N-1/ADe,N-1 (27)
其中，km,n-1为前N-1日电-产关系系数(t/MWh)。
前N-1日净购入电力量与净购入热力量的关系由式(28)训练。
kb,n-1＝ADh,N-1/ADe,N-1 (28)
其中，kb,n-1为前N-1日电-热关系系数(GJ/MWh)。
步骤三、根据第N日第M小时净购入电量数据统计推断的第N日第M小时碳排放量。
基于用电法的企业第N日第M小时碳排放量由式(29)计算。
Ee,n,m＝ADe,n,m×(kf,n-1×Ff+ky,n-1×Fi+EFe+kb,n-1×EFh-km,n-1×Fm) (29)
其中，Ee,n,m为第N日第N小时基于用电法的碳排放量(tCO2)，ADe,n,m为第N日第N小时净购入电量(MWh)。
步骤四、根据烟气浓度法实时监测第N日第N小时碳排放量的方法。
确认企业CEMS是否监测CO2浓度。若监测CO2浓度，则代入式(30)计算基于烟气浓度法的第N日第M小时碳排放量。
其中，Es,n,m为第N日第M小时基于烟气浓度法的碳排放量(tCO2)，Cs为CEMS测得的CO2体积浓度(％)，Qs为实际工况下湿烟气流量(m3/h)。
若不监测CO2浓度，则利用O2浓度代入式(31)和(32)计算基于烟气浓度法的第N日第M小时碳排放量。
其中，CO2max为燃料燃烧产生的最大CO2体积百分比(％)，近似值见表4，O2为CEMS测得的O2体积浓度(％)。
表4燃料燃烧产生的最大CO2体积百分比近似值
步骤五、根据第N日第M小时基于用电法和烟气浓度法计算的碳排放量的差值，计算第N日第M小时碳排放溢散量。
企业除烟气外在工业生产过程中存在其他难定位且难定量监测的碳排放溢散量，可用式(33)计算碳排放溢散量。
Ey,n,m＝Ee,n,m-Es,n,m(33)
步骤六、根据第N+1日获取的第N日实际物料消耗Er,n，刷新第N日数据库。
利用第N+1日所获取的第N日的实际物料消耗，重新计算并刷新第N日数据库的相应数据，包括：第N日基于物料消耗的钢铁企业碳排放量Er,n，电-能/原/产/热/碳关系模型，第N日第M小时基于用电量的钢铁企业碳排放量Ee,n,m，第N日第M小时的碳排放溢散量Ey,n,m。
实施例2
本实施例提供一种钢铁企业碳排放量在线监测装置，包括：
基于物料消耗法计算企业的碳排放量的模块；
基于物料消耗法计算的碳排放量训练电-能/原/产/热/碳关系模型的模块；
基于用电法计算企业的小时级碳排放量的模块；
基于烟气浓度法计算企业的小时级碳排放量的模块；
基于用电法和烟气浓度法计算的碳排放量的差值，计算企业的碳排放溢散量的模块；
刷新历史库，生成最新的关系模型的模块；
基于所述最新的关系模型，基于用电法计算企业的小时级碳排放量的模块。
实施例3
本实施例提供一种钢铁企业碳排放量在线监测装置，包括处理器及存储介质；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据下述任一项所述方法的步骤：
基于物料消耗法计算企业的碳排放量；
基于物料消耗法计算的碳排放量训练电-能/原/产/热/碳关系模型；
基于用电法计算企业的小时级碳排放量；
基于烟气浓度法计算企业的小时级碳排放量；
基于用电法和烟气浓度法计算的碳排放量的差值，计算企业的碳排放溢散量；
刷新历史库，生成最新的关系模型与碳排放量；
基于所述最新的关系模型与碳排放量，基于用电法计算企业的小时级碳排放量。
实施例4
本实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现下述任一项所述方法的步骤：
基于物料消耗法计算企业的碳排放量；
基于物料消耗法计算的碳排放量训练电-能/原/产/热/碳关系模型；
基于用电法计算企业的小时级碳排放量；
基于烟气浓度法计算企业的小时级碳排放量；
基于用电法和烟气浓度法计算的碳排放量的差值，计算企业的碳排放溢散量；
刷新历史库，生成最新的关系模型与碳排放量；
基于所述最新的关系模型与碳排放量，基于用电法计算企业的小时级碳排放量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种钢铁企业碳排放量在线监测方法，其特征在于，包括：
基于物料消耗法计算企业的碳排放量；
基于物料消耗法计算的碳排放量训练电-能/原/产/热/碳关系模型，具体包括：
根据前N-1天的物料消耗法的历史数据，训练前N-1日的电-能/原/产/热/碳关系模型；
前N-1日净购入电力量与燃料活动水平的关系由式(25)训练；
kf，n-1＝ADi,N-1/ADe,N-1 (25)
其中，kf，n-1为前N-1日电-能关系系数，单位为t/MWh，ADi,N-1为前N-1天的总燃料活动水平，单位为GJ，ADe，N-1为前N-1日净购入电力量，单位为MWh；
前N-1日净购入电力量与原料耗量的关系由式(26)训练；
ky，n-1＝Pi,N-1/ADe，N-1 (26)
其中，ky，n-1为前N-1日电-原关系系数，单位为t/MWh，Pi,N-1为前N-1天的熔剂、电含碳原料的总耗量，单位为t；
前N-1日净购入电力量与粗钢产量的关系由式(27)训练；
km,n-1＝ADm,N-1/ADe,N-1 (27)
其中，km,n-1为前N-1日电-产关系系数，单位为t/MWh，ADm,N-1为前N-1天的粗钢总产量，单位为t；
前N-1日净购入电力量与净购入热力量的关系由式(28)训练；
kb，n-1＝ADh,N-1/ADe,N-1 (28)
其中，kb，n-1为前N-1日电-热关系系数，单位为GJ/MWh，ADh,N-1为前N-1日净购入热力量，单位为GJ；
基于用电法计算企业的小时级碳排放量，具体包括：
基于用电法的企业第N日第M小时碳排放量由式(29)计算；
Ee，n，m＝ADe，n，m×(kf，n-1×Ff+ky，n-1×Fi+EFe+kb，n-1×EFh-km,n-1×Fm) (29)
其中，Ee，n，m为第N日第M小时基于用电法的碳排放量，单位为t CO2，ADe，n，m为第N日第M小时净购入电量，单位为MWh，Ff为前N-1天的燃料燃烧碳排放量与总燃料活动水平的系数，单位为tCO2/GJ，Fi为前N-1天的工业生产过程碳排放量与总原料耗量的系数，单位为tCO2/t，EFe为购电碳排放因子，单位为tCO2/MWh，EFh为购热碳排放因子，单位为tCO2/GJ，Fm为前N-1天的固碳产品碳排放量与粗钢总产量的系数，单位为tCO2/t；
基于烟气浓度法计算企业的小时级碳排放量；
基于用电法和烟气浓度法计算的碳排放量的差值，计算企业的碳排放溢散量；
刷新历史库，生成最新的关系模型；
基于所述最新的关系模型，基于用电法计算企业的小时级碳排放量。
2.根据权利要求1所述的钢铁企业碳排放量在线监测方法，其特征在于：所述基于物料消耗法计算企业的碳排放量，包括：
根据燃料品质参数是否实测，决定利用实测值或缺省值；
若有燃料品质参数实测值，则根据第N日获取的前N-1日各类燃料的耗量、低位发热值、单位热值含碳量和碳氧化率实测值计算第N-1日和前N-1日的燃料燃烧碳排放量Ef,n-1，Ef,N-1；
若无燃料品质参数实测值，则根据第N日获取的前N-1日燃料耗量实测值以及燃料的低位发热值、单位热值含碳量和碳氧化率缺省值计算第N-1日和前N-1日的燃料燃烧碳排放量Ef，n-1，Ef，N-1；
根据原料品质参数是否实测，决定利用实测值或缺省值；
若有原料品质参数实测值，根据第N日获取的前N-1日原料耗量、碳排放因子实测值计算第N-1日和前N-1日的工业生产过程碳排放量Ei，n-1，Ei，N-1；
若无原料品质参数实测值，则根据第N日获取的前N-1日原料耗量实测值以及原料的碳排放因子缺省值计算第N-1日和前N-1日的工业生产过程碳排放量Ei，n-1，Ei，N-1；
根据前N-1日的固碳产品产量、固碳因子计算第N-1日和前N-1日的固碳产品碳排放量Em，n-1，Em，N-1；
根据第N日获取的前N-1日净购入电力量和净购入热力量实测值，以及购入电力碳排放强度缺省值和购入热力碳排放强度缺省值计算第N-1日净购入电力碳排放量Ebe，n-1和净购入热力碳排放量Ebh，n-1，以及前N-1日的净购入电力碳排放量Ebe，N-1和净购入热力碳排放量Ebh，N-1；
根据前N-1日燃料燃烧的碳排放量、工业生产过程、固碳量和净购入电力热力碳排放量，计算第N-1日和前N-1天基于物料消耗法的碳排放量Er，n-1、Er，N-1。
3.根据权利要求1所述的钢铁企业碳排放量在线监测方法，其特征在于：所述基于物料消耗法计算的碳排放量训练电-能/原/产/热/碳关系模型，包括：
根据前N-1天的燃料耗量、原料耗量、固碳产品产量和净购入热力量，训练电-能/原/产/热/碳关系模型。
4.根据权利要求1所述的钢铁企业碳排放量在线监测方法，其特征在于：所述基于用电法计算企业的小时级碳排放量，包括：
根据第N日净购入电力量和电-能/原/产/热/碳关系模型，推演第N日燃料耗量、原料耗量、固碳产品产量和净购入热力量；
根据推演的第N日燃料耗量、原料耗量、固碳产品产量和净购入热力量，计算第N日第M小时基于用电法的碳排放量Ee,n,m。
5.根据权利要求1所述的钢铁企业碳排放量在线监测方法，其特征在于：所述基于烟气浓度法计算企业的小时级碳排放量，包括：
判断CEMS是否监测CO2浓度；
若CEMS监测CO2浓度，则根据第N日第M小时获取的CEMS流量和CO2浓度，计算第N日第M小时的碳排放量Es,n,m；
若CEMS不监测CO2浓度，则根据第N日第M小时获取的CEMS流量、O2浓度以及燃料燃烧产生的最大CO2体积百分比，计算第N日第M小时的碳排放量Es,n,m。
6.根据权利要求1所述的钢铁企业碳排放量在线监测方法，其特征在于：所述基于用电法和烟气浓度法计算的碳排放量的差值，计算企业的碳排放溢散量，包括：
根据第N日第M小时用电法计算的碳排放量Ee,n,m与烟气浓度法计算的碳排放量Es,n,m的差值，为第N日第M小时生产过程中的碳排放溢散量Ey,n,m。
7.根据权利要求1所述的钢铁企业碳排放量在线监测方法，其特征在于：所述刷新历史库，生成最新的关系模型与碳排放量，包括：
根据第N+1日所获取的第N日实际物料消耗Er，n，刷新历史库中的数据，包括第N日基于物料消耗的钢铁企业碳排放量，并训练更精确的电-能/原/产/热/碳关系模型，以此推演第N日第M小时基于用电量的钢铁企业碳排放量Ee，n，m，并计算第N日第M小时的碳排放溢散量Ey,n,m。
8.一种钢铁企业碳排放量在线监测装置，其特征在于，包括：
基于物料消耗法计算企业的碳排放量的模块；
基于物料消耗法计算的碳排放量训练电-能/原/产/热/碳关系模型的模块，具体包括：
根据前N-1天的物料消耗法的历史数据，训练前N-1日的电-能/原/产/热/碳关系模型；
前N-1日净购入电力量与燃料活动水平的关系由式(25)训练；
kf，n-1＝ADi,N-1/ADe,N-1 (25)
其中，kf，n-1为前N-1日电-能关系系数，单位为t/MWh，ADi,N-1为前N-1天的总燃料活动水平，单位为GJ，ADe，N-1为前N-1日净购入电力量，单位为MWh；
前N-1日净购入电力量与原料耗量的关系由式(26)训练；
ky，n-1＝Pi,N-1/ADe，N-1 (26)
其中，ky，n-1为前N-1日电-原关系系数，单位为t/MWh，Pi,N-1为前N-1天的熔剂、电含碳原料的总耗量，单位为t；
前N-1日净购入电力量与粗钢产量的关系由式(27)训练；
km,n-1＝ADm,N-1/ADe,N-1 (27)
其中，km,n-1为前N-1日电-产关系系数，单位为t/MWh，ADm,N-1为前N-1天的粗钢总产量，单位为t；
前N-1日净购入电力量与净购入热力量的关系由式(28)训练；
kb，n-1＝ADh,N-1/ADe,N-1 (28)
其中，kb，n-1为前N-1日电-热关系系数，单位为GJ/MWh，ADh,N-1为前N-1日净购入热力量，单位为GJ；
基于用电法计算企业的小时级碳排放量，具体包括：
基于用电法的企业第N日第M小时碳排放量由式(29)计算；
Ee，n，m＝ADe，n，m×(kf，n-1×Ff+ky，n-1×Fi+EFe+kb，n-1×EFh-km,n-1×Fm) (29)
其中，Ee，n，m为第N日第M小时基于用电法的碳排放量，单位为t CO2，ADe，n，m为第N日第M小时净购入电量，单位为MWh，Ff为前N-1天的燃料燃烧碳排放量与总燃料活动水平的系数，单位为tCO2/GJ，Fi为前N-1天的工业生产过程碳排放量与总原料耗量的系数，单位为tCO2/t，EFe为购电碳排放因子，单位为tCO2/MWh，EFh为购热碳排放因子，单位为tCO2/GJ，Fm为前N-1天的固碳产品碳排放量与粗钢总产量的系数，单位为tCO2/t；
基于烟气浓度法计算企业的小时级碳排放量的模块；
基于用电法和烟气浓度法计算的碳排放量的差值，计算企业的碳排放溢散量的模块；
刷新历史库，生成最新的关系模型的模块；
基于所述最新的关系模型，基于用电法计算企业的小时级碳排放量的模块。
9.一种钢铁企业碳排放量在线监测装置，其特征在于：包括处理器及存储介质；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1～7任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：该程序被处理器执行时实现权利要求1～7任一项所述方法的步骤。
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|---|---|---|---|---|
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| CN116823295B (zh) * | 2023-08-31 | 2024-04-19 | 国网山东省电力公司营销服务中心(计量中心) | 一种钢铁行业碳排放测量方法、系统、设备及介质 |
| CN117273276A (zh) * | 2023-10-10 | 2023-12-22 | 南方电网能源发展研究院有限责任公司 | 基于电力数据的碳排放监测方法和装置 |
| CN117745144B (zh) * | 2023-12-26 | 2024-06-18 | 国网宁夏电力有限公司电力科学研究院 | 基于工业能源数据分析的碳排放预警系统 |
Citations (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130142401A (ko) * | 2012-06-19 | 2013-12-30 | 건국대학교 산학협력단 | Ｕ－Ｃｉｔｙ 탄소배출 저감량 산정 시스템 및 그 방법 |
| CN105022914A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-11-04 | 黄晓霜 | 一种工业电力和热力碳排放特性分析方法 |
| CN106370772A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-02-01 | 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 | 从输入端计算燃煤电厂二氧化碳排放的计量方法 |
| CN108280047A (zh) * | 2018-01-24 | 2018-07-13 | 江苏方天电力技术有限公司 | 一种基于现场监测数据的火电机组碳排放核算方法 |
| CN109272405A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-01-25 | 大唐碳资产有限公司 | 碳资产交易方法及系统 |
| CN208721656U (zh) * | 2018-09-10 | 2019-04-09 | 重庆大学 | 基于物理信息融合技术的建筑预制构件碳排放监测系统 |
| CN110347728A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-10-18 | 冶金工业规划研究院 | 一种碳流图的生成方法、装置及电子设备 |
| CN110866856A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-03-06 | 赫普能源环境科技有限公司 | 一种钢铁企业温室气体排放监测系统及方法 |
| CN111241465A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-06-05 | 赫普能源环境科技股份有限公司 | 一种用户电表耦合碳排放量监测系统和方法 |
| CN210953810U (zh) * | 2019-06-26 | 2020-07-07 | 华电国际电力股份有限公司技术服务分公司 | 一种基于烟道测量的二氧化碳排放监测系统 |
| CN112147276A (zh) * | 2019-06-27 | 2020-12-29 | 苏州五蕴明泰科技有限公司 | 造纸和纸制品生产企业温室气体排放的核算方法和装置 |
| CN112163933A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-01-01 | 厦门中源能链科技有限公司 | 碳排放交易方法、系统、移动终端及存储介质 |
| CN112765528A (zh) * | 2019-11-05 | 2021-05-07 | 苏州五蕴明泰科技有限公司 | 水泥生产企业二氧化碳排放量的核算方法和装置 |
| CN112765153A (zh) * | 2019-11-05 | 2021-05-07 | 苏州五蕴明泰科技有限公司 | 生成二氧化碳排放量统计图的方法、设备和介质 |
| CN112906974A (zh) * | 2021-03-11 | 2021-06-04 | 东南大学 | 一种负荷电量及其碳排放预测与校验方法 |
| CN113108826A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-07-13 | 北京中创碳投科技有限公司 | 一种碳排放的计量系统、平台及方法 |
| CN113282868A (zh) * | 2020-02-20 | 2021-08-20 | 赫普能源环境科技股份有限公司 | 一种火电厂度电碳排放强度在线监测系统及计算分析方法 |
| CN113505916A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-10-15 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种统计电力变压器全寿命周期内碳排放量的方法及系统 |
| CN113516371A (zh) * | 2021-06-16 | 2021-10-19 | 杭州慧源智谷科技有限责任公司 | 一种全口径碳排强度及碳源结构的测算方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10444210B2 (en) * | 2016-07-29 | 2019-10-15 | Baton Intelligent Power Limited | System and method for real-time carbon emissions calculation for electrical devices |
-
2021
- 2021-12-03 CN CN202111470244.2A patent/CN114384203B/zh active Active
Patent Citations (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130142401A (ko) * | 2012-06-19 | 2013-12-30 | 건국대학교 산학협력단 | Ｕ－Ｃｉｔｙ 탄소배출 저감량 산정 시스템 및 그 방법 |
| CN105022914A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-11-04 | 黄晓霜 | 一种工业电力和热力碳排放特性分析方法 |
| CN106370772A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-02-01 | 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 | 从输入端计算燃煤电厂二氧化碳排放的计量方法 |
| CN108280047A (zh) * | 2018-01-24 | 2018-07-13 | 江苏方天电力技术有限公司 | 一种基于现场监测数据的火电机组碳排放核算方法 |
| CN208721656U (zh) * | 2018-09-10 | 2019-04-09 | 重庆大学 | 基于物理信息融合技术的建筑预制构件碳排放监测系统 |
| CN109272405A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-01-25 | 大唐碳资产有限公司 | 碳资产交易方法及系统 |
| CN110347728A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-10-18 | 冶金工业规划研究院 | 一种碳流图的生成方法、装置及电子设备 |
| CN210953810U (zh) * | 2019-06-26 | 2020-07-07 | 华电国际电力股份有限公司技术服务分公司 | 一种基于烟道测量的二氧化碳排放监测系统 |
| CN112147276A (zh) * | 2019-06-27 | 2020-12-29 | 苏州五蕴明泰科技有限公司 | 造纸和纸制品生产企业温室气体排放的核算方法和装置 |
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| CN110866856A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-03-06 | 赫普能源环境科技有限公司 | 一种钢铁企业温室气体排放监测系统及方法 |
| CN113282868A (zh) * | 2020-02-20 | 2021-08-20 | 赫普能源环境科技股份有限公司 | 一种火电厂度电碳排放强度在线监测系统及计算分析方法 |
| CN111241465A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-06-05 | 赫普能源环境科技股份有限公司 | 一种用户电表耦合碳排放量监测系统和方法 |
| CN112163933A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-01-01 | 厦门中源能链科技有限公司 | 碳排放交易方法、系统、移动终端及存储介质 |
| CN112906974A (zh) * | 2021-03-11 | 2021-06-04 | 东南大学 | 一种负荷电量及其碳排放预测与校验方法 |
| CN113108826A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-07-13 | 北京中创碳投科技有限公司 | 一种碳排放的计量系统、平台及方法 |
| CN113516371A (zh) * | 2021-06-16 | 2021-10-19 | 杭州慧源智谷科技有限责任公司 | 一种全口径碳排强度及碳源结构的测算方法 |
| CN113505916A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-10-15 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种统计电力变压器全寿命周期内碳排放量的方法及系统 |
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