CN114707949A - 一种基于边缘网关的碳排放管理系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种基于边缘网关的碳排放管理系统和方法，所述系统包括：采集模块，用于采集企业的业务数据；配置管理模块，用于根据所述企业的类型，对企业的碳排放参数、计算模型和核算模块进行配置、更新和管理；应用管理模块，用于根据所述企业的业务数据、企业碳排放参数、计算模型和核算模块进行碳排放核算和统计分析；云计算模块，用于存储所述业务数据、碳排放核算数据和统计分析数据。本申请可以将碳排放管理系统与边缘网关进行结合应用，能够在边缘侧进行独立应用，保证工控环境的安全；还可以面向不同类型、不同规模的企业进行应用，根据现场需求进行边缘网关闭环网络的搭建，能够以较小的成本实现碳排放管理系统的快速应用。
Description
技术领域
本申请涉及碳排放管理技术领域，更具体地涉及一种基于边缘网关的碳排放管理系统和方法。
背景技术
目前碳核算体系和碳排放管理系统更多从政府监管和宏观管控的角度出发，面向政府、园区、街道、企业等，通过实时采集或者人工录入的方式，以企业用能数据为基础，对用能总量及电、热、水分项用能进行年度、月度、日、小时等维度的排放量核算和可视化展示分析，较好地反应了能耗强度和碳强度两个重点指标，多视角呈现碳排放和用能轮廓，但是生产侧的不同企业无法根据自身情况对碳排放进行管理。
此外，目前的碳排放管理系统主要面向楼宇管理、生产管理等两个大类方向，以企业为管控对象，搭建企业级信息化管理系统，对生活用能和生产用能情况进行统计、核算和多维度画像分析，帮助企业提升能耗数字化管理水平，提高碳排放的管控能力，但是对于企业生产现场的细化管控尚显不足，对于涉密等工控下的碳排放管控无法提供支撑。
发明内容
为了解决上述问题中而提出了本申请。根据本申请一方面，提供了一种基于边缘网关的碳排放管理系统，所述系统包括：
采集模块，用于采集企业的业务数据；
配置管理模块，用于根据所述企业的类型，对企业的碳排放参数、计算模型和核算模块进行配置、更新和管理；
应用管理模块，用于根据所述企业的业务数据、企业碳排放参数、计算模型和核算模块进行碳排放核算和统计分析；
云计算模块，用于存储所述业务数据、碳排放核算数据和统计分析数据。
在本申请的一个实施例中，根据所述企业的类型，对企业的碳排放参数、计算模型和核算模块进行管理包括以下至少一种操作：对企业的核算模型进行扩展、增加、维护、删除、云端下发模型、数据导入。
在本申请的一个实施例中，所述应用管理模块包括：企业碳画像管理模块、企业碳足迹管理模块、重点能耗设备管理模块和碳核算管理模块；其中，
企业碳画像管理模块，用于统计所述企业的碳排放数据，并对所述企业的分项排放量和排放占比进行可视化监测，同时，基于云计算模块提供的所述业务数据、所述碳排放核算数据和所述统计分析数据，可视化显示所述企业在同行业、同区域以及同类型的企业中所处的位置；
企业碳足迹管理模块，用于统计所述企业的预设时间维度的累计碳排放量、当日排放强度和碳效率，对所述企业的碳排放数据进行排序和可视化分级监控，并根据所述企业的历史排放数据和当日实时碳排放量，预测未来预设时间段的排放趋势，以对接近限额和超额碳排放进行预警；
重点能耗设备管理模块，用于对企业的重点能耗设备进行维护和监测，并显示企业中的设备信息，所述设备信息包括以下至少一项：设备型号、功率、动力源和设备状态；其中，所述设备状态包括以下至少一项：运行、待机、关机、故障；
碳核算管理模块，用于根据所述企业所属的行业及所述企业对应的碳核算因子，计算所述企业的设备能源类碳排放数据；其中，所述业务数据包括所述能耗数据。
在本申请的一个实施例中，所述碳排放参数包括以下至少一项：化石燃料燃烧排放、生产过程排放、外购电力排放、外购热力排放和碳效率。
在本申请的一个实施例中，所述应用管理模块还包括可视化模块；
其中，
所述可视化模块，用于显示碳排放核算数据和统计分析数据。
其中，所述显示方式包括柱状图和曲线图。
在本申请的一个实施例中，所述企业的类型包括以下至少一项：电子设备制造、机械设备制造、民用航空、钢铁生产、发电、化工、煤炭、电解铝、镁铝冶炼、水泥和食品。
根据本申请另一方面，提供了一种基于边缘网关的碳排放管理系统，所述系统包括：
采集模块，用于采集企业的业务数据；
配置管理模块，用于根据所述企业的类型，对企业的碳排放参数、计算模型和核算模块进行配置、更新和管理；；
应用管理模块，用于根据所述企业的业务数据、企业碳排放参数、计算模型和核算模块进行可视化处理；
云计算模块，用于存储所述业务数据、碳排放核算数据和统计分析数据，并进行碳排放核算和统计分析。
在本申请的一个实施例中，所述应用管理模块包括：企业碳画像管理模块、企业碳足迹管理模块、重点能耗设备管理模块和碳核算管理模块；其中，
企业碳画像管理模块，用于统计所述企业的碳排放数据，并对所述企业的分项排放量和排放占比进行可视化监测，同时，基于云计算模块提供的所述业务数据、所述碳排放核算数据和所述统计分析数据，可视化显示所述企业在同行业、同区域以及同类型的企业中所处的位置；
企业碳足迹管理模块，用于统计所述企业的预设时间维度的累计碳排放量、当日排放强度和碳效率，对所述企业的碳排放数据进行排序和可视化分级监控，并根据所述企业的历史排放数据和当日实时碳排放量，预测未来预设时间段的排放趋势，以对接近限额和超额碳排放进行预警；
重点能耗设备管理模块，用于对企业的重点能耗设备进行维护和监测，并显示企业中的设备信息，所述设备信息包括以下至少一项：设备型号、功率、动力源和设备状态；其中，所述设备状态包括以下至少一项：运行、待机、关机、故障；
碳核算管理模块，用于根据所述企业所属的行业及所述企业对应的碳核算因子，计算所述企业的设备能源类碳排放数据；其中，所述业务数据包括所述能耗数据。
根据本申请又一方面，提供了一种基于边缘网关的碳排放管理方法，所述方法包括：
采集企业的业务数据；
根据所述企业的类型，对企业的碳排放参数、计算模型和核算模块进行配置、更新和管理；
根据所述企业的业务数据、企业碳排放参数、计算模型和核算模块进行碳排放核算和统计分析；
将所述所述业务数据、碳排放核算数据和统计分析数据发送至云计算模块，以使所述云计算模块存储所述业务数据、碳排放核算数据和统计分析数据。
根据本申请再一方面，提供了一种基于边缘网关的碳排放管理方法，所述方法包括：
采集企业的业务数据；
根据所述企业的类型，对企业的碳排放参数、计算模型和核算模块进行配置、更新和管理；
将所述企业的业务数据、企业碳排放参数、计算模型和核算模块发送至云计算模块，以使所述云计算模块进行进行碳排放核算和统计分析，然后对所述云计算模块下发的统计结果进行可视化处理。
本申请的基于边缘网关的碳排放管理系统，根据采集模块采集的企业的业务数据，同时配置管理模块根据所述企业的类型，对企业的碳排放参数、计算模型和核算模块进行配置、更新和管理，然后应用管理模块根据所述企业的业务数据、企业碳排放参数、计算模型和核算模块进行碳排放核算和统计分析，云计算模块存储所述业务数据、碳排放核算数据和统计分析数据。本申请可以将碳排放管理系统与边缘网关进行结合应用，能够在边缘侧进行独立应用，保证工控环境的安全；同时，还可以面向不同类型、不同规模的企业进行应用，根据现场需求进行边缘网关闭环网络的搭建，能够以较小的成本实现碳排放管理系统的快速应用。
附图说明
通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
图1示出根据本申请实施例的基于边缘网关的碳排放管理系统的示意性框图；
图2示出根据本申请实施例的基于边缘网关的碳排放管理系统示意图；
图3示出根据本申请实施例的基于边缘网关的碳排放管理系统的示意性框图；
图4示出根据本申请实施例的基于边缘网关的碳排放管理方法的示意性流程图；
图5示出根据本申请实施例的基于边缘网关的碳排放管理方法的示意性流程图。
具体实施方式
为了使得本申请的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本申请的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。基于本申请中描述的本申请实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本申请的保护范围之内。
碳排放一般指温室气体的排放，包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物(HFCs)、全氟化碳(PFCs)、六氟化硫(SF6)和三氟化氮(NF3)等。控制温室气体排放是我国积极应对全球气候变化的重要任务，对于加快转变经济发展方式、促进经济社会可持续发展、推进新的产业革命具有重要意义。由于不同气体对温室效应的影响程度有所不同，联合国政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on ClimateChange,IPCC)提出了二氧化碳当量(CO2e)的概念，统一衡量温室气体排放对环境的影响。碳排放管理主要是基于碳核算体系，测量工业活动向地球生物圈直接和间接排放二氧化碳及其当量气体，并通过信息化手段对碳排放源、排放量等进行管理。
边缘网关是装载边缘侧轻量化云平台的智能网关，提供生产现场侧设备接入、数据采集、数据核算、云边协同等功能和应用所需的基础运行、存储环境、信息交互所需的中间件等，能够实现与工业设备、传感器、OT系统、IT系统以及云平台的双向互联互通。也可以将云端模型和应用下发、部署、运行在边缘侧，为重点能耗设备管理、不同行业和区域碳排放核算、碳排放管理等场景提供便捷服务。
基于前述的技术问题，本申请提供了一种基于边缘网关的碳排放管理系统，所述系统包括：采集模块，用于采集企业的业务数据；
配置管理模块，用于根据所述企业的类型，对企业的碳排放参数、计算模型和核算模块进行配置、更新和管理；应用管理模块，用于根据所述企业的业务数据、企业碳排放参数、计算模型和核算模块进行碳排放核算和统计分析；云计算模块，用于存储所述业务数据、碳排放核算数据和统计分析数据。本申请可以将碳排放管理系统与边缘网关进行结合应用，能够在边缘侧进行独立应用，保证工控环境的安全；同时，还可以面向不同类型、不同规模的企业进行应用，根据现场需求进行边缘网关闭环网络的搭建，能够以较小的成本实现碳排放管理系统的快速应用。
下面结合附图来详细描述根据本申请实施例的基于边缘网关的碳排放管理系统的方案。在不冲突的前提下，本申请的各个实施例的特征可以相互结合。
图1示出根据本申请实施例的基于边缘网关的碳排放管理系统的示意性框图；如图1所示，根据本申请实施例的基于边缘网关的碳排放管理系统10可以包括采集模块101、配置管理模块102、应用管理模块103和云计算模块104。
采集模块101，用于采集企业的业务数据；
配置管理模块102，用于根据所述企业的类型，对企业的碳排放参数、计算模型和核算模块进行配置、更新和管理；
应用管理模块103，用于根据所述企业的业务数据、企业碳排放参数、计算模型和核算模块进行碳排放核算和统计分析；
云计算模块104，用于存储所述业务数据、碳排放核算数据和统计分析数据。
在其中一个示例中，所述碳排放参数包括以下至少一项：化石燃料燃烧排放、生产过程排放、外购电力排放、外购热力排放和碳效率。
在其中一个示例中，根据所述企业的类型，对企业的碳排放参数、计算模型和核算模块进行管理包括以下至少一种操作：对企业的核算模型进行扩展、增加、维护、删除、从云计算模块下发计算模型、数据导入。
在本申请的一个具体实施例中，本申请的配置管理模块102具有后台配置管理功能，可以对24个类型的企业(例如，电子设备制造、机械设备制造、民用航空、钢铁生产、发电、化工、煤炭、电解铝、镁铝冶炼、水泥等)模板的计算模型、区域排放因子等参数进行配置和更新，也可以对24个企业类型外的核算模型进行新增和扩展。并可以提供增加、维护、删除、云端模型下发、数据导入等功能。其中，企业的计算模型包括化石燃料燃烧排放计算模型、生产过程排放计算模型、外购电力排放计算模型、外购热力排放计算模型和碳效率计算模型。
值得注意的是，对于不同行业的生产过程排放计算模型并不相同，下面以机械设备制造企业为例介绍各计算模型。
在一个示例中，化石燃料燃烧排放计算模型如下：
其中，E燃烧表示工业锅炉、熔炼炉等设备所使用的化石燃料燃烧产生的吨二氧化碳当量，单位为tCO2e；ADi表示第i种化石燃料的活动水平，单位为GJ；EFi表示第i种化石燃料的二氧化碳排放因子，tCO2/GJ；n表示化石燃料种类；GWP表示全球变暖潜势，数值基于政府间气候变化专门委员会(IPCC)提供的数据。
例如，对于机械设备制造企业，化石燃料燃烧的活动水平计算公式为：
ADi＝NCVi×FCi
其中，ADi表示报告年度内第i种化石燃料的活动水平，单位为GJ；NCFi表示报告期内第i种燃料的平均低位发热量，对固体或液体燃料，单位为GJ/t，对气体燃料，单位为GJ/万Nm3；FCi表示报告期内第i种燃料的净消耗量，对固体或液体燃料，单位为t，对气体燃料，单位为万Nm3；i表示化石燃料种类。
其中，化石燃料的二氧化碳排放因子由燃料的单位热值含碳量和碳氧化率等参数计算得到，计算公式下：
其中，EFi表示第i种化石燃料的二氧化碳排放因子，单位为tCO2/GJ；CCi表示第i种燃料的单位热值含碳量，单位为tC/GJ，可采用本附录中所提供的推荐值；OFi表示第i种化石燃料的碳氧化率，％，科采用附录中所提供的推荐值；i表示化石燃料种类。
在一个示例中，生产过程排放计算模型如下：
其中，E过程表示设备生产过程产生的吨二氧化碳当量，单位为tCO2e；E过程i表示第i个生产过程产生的吨二氧化碳当量，单位为tCO2e。
在一个示例中，外购电力排放计算模型：
E电力＝AD电力×EF电力×GWP
其中，E电力表示净购入电力排放的吨二氧化碳当量，单位为tCO2e；AD电力表示设备净购入使用的电量，单位为MWh；FE电力表示区域电网年平均供电排放因子，单位为tCO2/MWh；GWP表示全球变暖潜势。数值基于政府间气候变化专门委员会(IPCC)提供的数据。
在一个具体的实施例中，FE电力可以核算因子采用主管部门规定的全国电网平均排放因子，例如0.6101tCO2/MWh。GWP数值基于政府间气候变化专门委员会(IPCC)提供的数据。
在一个示例中，外购热力排放计算模型如下：
E热力＝AD热力×EF热力×GWP
其中，E热力表示净购入热力排放的吨二氧化碳当量，单位为tCO2e；AD热力表示设备消耗净购入热力的热量，单位为GJ；EF热力表示热力供应的排放因子，单位为tCO2/GJ；GWP表示全球变暖潜势。
在一个具体的实施例中，GWP数值基于政府间气候变化专门委员会(IPCC)提供的数据。
在一个示例中，碳效率计算模型如下：
CEE＝(E燃烧+E过程+E电力+E热力)/E产值
其中，CEE表示生产产品的单位产值所排放的吨二氧化碳当量，tCO2e/万元；E燃烧表示产品生产燃烧排放的二氧化碳量；E过程表示产品生产过程排放的二氧化碳量；E电力表示产品生产消耗外购电力排放的二氧化碳量；E热力表示产品生产消耗外购热力排放的二氧化碳量；E产值表示生产产品的产值。
在其中一个实施例中，所述应用管理模块103包括：企业碳画像管理模块、企业碳足迹管理模块、重点能耗设备管理模块和碳核算管理模块。
在第一个示例中，企业碳画像管理模块，用于统计所述企业的碳排放数据，并对所述企业的分项排放量和排放占比进行可视化监测，同时，基于云计算模块提供的所述业务数据、所述碳排放核算数据和所述统计分析数据，可视化显示所述企业在同行业、同区域以及同类型的企业中所处的位置。
其中，企业碳画像管理模块，可以面向企业决策者、生产管理者，基于设备和各个工艺环节的碳排放数据，企业月度的排放数据进行累计统计，并按照化石燃料燃烧、生产过程、外购电力、外购热力等排放分项进行细分统计，对分项排放量和排放占比进行可视化监测。以柱状图从高到低的方式，对企业内各工艺环节当月累计排放数据和当月每日排放分布进行统计和对比展示，快速识别高排放工艺环节和异常排放情况。同时，基于云端汇聚的同行业数据及行业基准数据，对企业的碳排放总量、碳效率以及同行业、同区域、同类型的企业均值、标杆值进行计算和排名分析，绘制月趋势图，综合显示企业自身、行业均值和行业标杆值，可视化展示企业在行业、区域以及同类型企业中所处的位置，与行业平均水平、行业标杆的差距，识别改进的方向。基于实时数据和历史数据，对企业的月度碳排放量进行预测，为企业的生产排放和管控提供参考依据。此外，企业可以结合订单计划、单月生产产值等信息，结合碳排放数据进行扩展分析，帮助企业挖掘碳排放关键瓶颈，助力企业制定更合理的生产计划和减排管控措施。
其中，企业碳画像管理的重点指标可以包括：(1)当月定额，单位为tCO2e；(2)年度累计排放总量，单位为tCO2e；(3)当月碳排放总量，单位为tCO2e；(4)当月化石燃料燃烧排放量，单位为tCO2e；(5)当月生产过程排放量，单位为tCO2e；(6)当月外购电力排放量，单位为tCO2e；(7)当月外购热力排放量，单位为tCO2e；(8)月度碳效率，单位为tCO2e/万元；(9)月度碳排放分布，单位为tCO2e；(10)下月碳排放趋势，单位为tCO2e。
其中，边缘网关采集和协同的主要数据包括：
在第二个示例中，企业碳足迹管理模块，用于统计所述企业的预设时间维度的累计碳排放量、当日排放强度和碳效率，对所述企业的碳排放数据进行排序和可视化分级监控，并根据所述企业的历史排放数据和当日实时碳排放量，预测未来预设时间段的排放趋势，以对接近限额和超额碳排放进行预警。
其中，企业碳足迹管理模块，可以面向车间主管、生产管理者，以企业车间为重点监控对象，对企业的年度累计排放、当日排放强度、碳效率等进行统计，对企业的管控范围内的不同工厂和区域的排放进行排序和可视化分级监控。以车间为单位，对各个车间当日的排放总量和排放占比以及每小时实时排放量进行监控，帮助企业识别碳排放管控关键环节，助力企业进行车间布局优化和生产计划的优化调整。企业和车间的当日分项排放量和排放占比进行分析，并对企业和车间排放总量和分项排放按小时进行统计，及时了解车间排放及各分项排放的异常情况。根据企业和车间的历史排放数据和当日实时排放量，对下一小时的排放趋势进行预测，对接近限额和超额排放提前进行预警。通过对企业和车间排放的可视化管理和足迹式追踪，帮助企业实现碳排放的透明化管理，对排放重点车间和区域进行重点管控，提升企业节能减排能力。
其中，企业碳足迹管理的重点指标包括：(1)年度累计排放总量，tCO2e；(2)当日碳排放总量，tCO2e；(3)当日产值，万元；(4)当日碳效率，tCO2e/万元；(5)当日外购电力排放量，tCO2e；(6)当日生产过程排放量，tCO2e；(7)当日外购电力排放量，tCO2e；(8)当日外购热力排放量，tCO2e；(9)当日排放定额，tCO2e；(10)当日碳排放趋势，tCO2e。
其中，边缘网关采集的主要数据包括：
在第三个示例中，重点能耗设备管理模块，用于对企业的重点能耗设备进行维护和监测，并显示企业中的设备信息，所述设备信息包括以下至少一项：设备型号、功率、动力源和设备状态；其中，所述设备状态包括以下至少一项：运行、待机、关机、故障。
其中，重点能耗设备管理模块，可以对不同工艺环节下的重点能耗设备进行维护，对设备的型号、功率、动力源等基本信息进行展示。面向生产现场人员，通过边缘网关快速部署、数据采集以及边缘计算等能力，采集设备的状态(运行、待机、关机、故障)并进行实时显示。同时基于设备的运行功率、电流、电压以及能源消耗、生产能力等信息，对设备实时碳排放总量和分项排放(化石燃料燃烧、生产过程、外购电力、外购热力)进行监测，并以曲线图的形式进行展示。以小时为单位，对设备每小时的排放数据和生产产值等进行统计，对设备的运行状态和碳效率进行计算，并以柱状图和曲线图的方式对碳效率进行实时监控。以天为单位对设备的当日碳排放量、设备碳效率、综合运行效率等进行统计，并进行环比分析，对设备的年度排放数据进行累计统计。通过设备自身排放趋势变化及与同类型生产设备的排放情况进行对比，能够帮助生产执行及管理人员及时发现设备的排放异常，为设备的升级和待机、维护等计划的制定提供支撑。
其中，重点能耗设备管理的重点指标包括：(1)年度累计排放总量，tCO2e；(2)当日碳排放总量，tCO2e；(3)当日设备碳效率，tCO2e/万元；(4)当日设备综合效率，％；(5)设备实时碳效率，tCO2e/万元；(6)设备实时排放总量，tCO2e；(7)化石燃料燃烧排放量，tCO2e；(8)生产过程排放量，tCO2e；(9)外购电力排放量，tCO2e；(10)外购热力排放量，tCO2e。
其中，以机械设备制造类型企业为例，边缘网关采集的主要数据为：
在第四个示例中，碳核算管理模块，用于根据所述企业所属的行业及所述企业对应的碳核算因子，计算所述企业的设备能源类碳排放数据；其中，所述业务数据包括所述能耗数据。
其中，对于碳核算管理模块，边缘网关采集设备开机、关机、待机状态以及电流、电压，采集热力表等能耗数据，按照企业生产工序建立设备台账，实时计算设备的能耗数据，根据预设的行业及企业碳核算因子(可以根据企业实际情况进行配置调整)，生成设备能源类碳排放数据，如外购电力排放值、外购热力排放值、化石燃料燃料排放值等。在设备碳排放核算界面，可以按照时间维度(天、周、月)、排放来源(电、热、燃料)、工艺(机加、装配)、车间(车间1、车间2)等多个维度进行组合查询。同时可以选择所属的行业(机械设备制造、钢铁生产等)、区域(北京、河南、广东等)等，调用后台的核算模板和核算数据，进行同一设备在不同核算体系下的排放数据。
其中，设备核算的主要信息包括：
在其中一个实施例中，所述应用管理模块还包括可视化模块；其中，
所述可视化模块，用于显示碳排放核算数据和统计分析数据。
其中，所述显示方式包括柱状图和曲线图。
在其中一个实施例中，所述企业的类型包括以下至少一项：电子设备制造、机械设备制造、民用航空、钢铁生产、发电、化工、煤炭、电解铝、镁铝冶炼、水泥和食品。
如图2所示，为根据本申请实施例的基于边缘网关的碳排放管理系统示意性框图。基于边缘网关的企业碳排放管理系统通过边缘网关采集设备、能源计量表计、流量传感器以及生产制造执行(MES)等业务系统的数据，调用网关中预置的行业核算模板，按照企业所属类型，配置企业所在区域排放因子等参数，进行各个维度的碳排放核算和统计及分析，在边缘现场侧为企业提供重点设备能耗、碳足迹、碳画像等管理。同时，边缘侧的实时数据及核算数据可以上传至云端平台进行存储和分析，可以与同类型的企业数据进行对比分析，帮助企业识别自身的碳排放强度和节能减排的改进空间。云端统计和对比数据以及分析模型也可以下发至边缘侧进行应用。
按照系统功能划分，基于边缘智能网关的企业碳排放管理系统包括企业碳画像管理模块、企业碳足迹管理模块、企业碳核算管理模块、重点能耗谁管理模块、配置管理模块，可以实现从设备、车间、企业等各个层级提供碳排放管理功能。
面向生产企业，可以根据需求选择在生产现场边缘侧进行独立应用或者进行云边协同应用模式，满足各类型企业的个性化需求。边缘网关搭载了边缘侧轻量化云平台，能够以较小的成本、较短的实施周期搭建碳排放管理应用。
本申请一方面是KPI指标驱动，实现企业碳数据透明化。以政府对碳排放监管关注的指标(碳排放配额)为驱动，结合企业战略目标，向下逐层分解到时间、排放源、车间、工艺、设备等维度和颗粒度，进行碳排放量的监测、分析、展现，建立碳台账，将碳数据透明化，使企业碳管理日常化、工具化。另一方面是通过云边协同功能兼顾生产现场管理和企业管理两类管理需求，通过对生产过程的实时监控，帮助车间管理者及时发现问题，提供排查问题的工具，为企业管理手段的改进提供决策依据。
本申请可牵引企业在工业生产现场侧快速开展碳排放精细化管理，对重点能耗设备和重点生产工艺过程的排放源、二氧化碳当量等进行量化统计和分析，通过专利技术方法帮助企业实现碳排放数字化管理。
本申请面向政府等监管部门，通过在生产现场侧应用碳排放管理系统，实现企业基础数据的采集和核算，能够更大程度上保证企业数据的失效性和真实性，为政府的总体数字化监管和节能减排提供更准确、更可靠的数据支撑。
本申请可以将碳排放管理系统与边缘网关进行结合应用，能够在边缘侧进行独立应用，保证工控环境的安全；同时，还可以面向不同类型、不同规模的企业进行应用，根据现场需求进行边缘网关闭环网络的搭建，能够以较小的成本实现碳排放管理系统的快速应用。
图3示出根据本申请实施例的基于边缘网关的碳排放管理系统的示意性框图；如图3所示，根据本申请实施例的基于边缘网关的碳排放管理系统30可以包括采集模块301、配置管理模块302、应用管理模块303和云计算模块304。
采集模块301，用于采集企业的业务数据；
配置管理模块302，用于根据所述企业的类型，对企业的碳排放参数、计算模型和核算模块进行配置、更新和管理；；
应用管理模块303，用于根据所述企业的业务数据、企业碳排放参数、计算模型和核算模块进行可视化处理；
云计算模块304，用于存储所述业务数据、碳排放核算数据和统计分析数据，并进行碳排放核算和统计分析。
在其中一个示例中，所述碳排放参数包括以下至少一项：化石燃料燃烧排放、生产过程排放、外购电力排放、外购热力排放和碳效率。
在其中一个示例中，，根据所述企业的类型，对企业的碳排放参数、计算模型和核算模块进行管理包括以下至少一种操作：对企业的核算模型进行扩展、增加、维护、删除、云端下发模型、数据导入。
在其中一个实施例中，所述应用管理模块303包括：企业碳画像管理模块、企业碳足迹管理模块、重点能耗设备管理模块和碳核算管理模块。
在第一个示例中，企业碳画像管理模块，用于统计所述企业的碳排放数据，并对所述企业的分项排放量和排放占比进行可视化监测，同时，基于云计算模块提供的所述业务数据、所述碳排放核算数据和所述统计分析数据，可视化显示所述企业在同行业、同区域以及同类型的企业中所处的位置。
在第二个示例中，企业碳足迹管理模块，用于统计所述企业的预设时间维度的累计碳排放量、当日排放强度和碳效率，对所述企业的碳排放数据进行排序和可视化分级监控，并根据所述企业的历史排放数据和当日实时碳排放量，预测未来预设时间段的排放趋势，以对接近限额和超额碳排放进行预警；
在第三个示例中，重点能耗设备管理模块，用于对企业的重点能耗设备进行维护和监测，并显示企业中的设备信息，所述设备信息包括以下至少一项：设备型号、功率、动力源和设备状态；其中，所述设备状态包括以下至少一项：运行、待机、关机、故障；
在第四个示例中，碳核算管理模块，用于根据所述企业所属的行业及所述企业对应的碳核算因子，计算所述企业的设备能源类碳排放数据；其中，所述业务数据包括所述能耗数据。
在其中一个实施例中，所述应用管理模块还包括可视化模块；其中，
所述可视化模块，用于显示碳排放核算数据和统计分析数据。
其中，所述显示方式包括柱状图和曲线图。
在其中一个实施例中，所述企业的类型包括以下至少一项：电子设备制造、机械设备制造、民用航空、钢铁生产、发电、化工、煤炭、电解铝、镁铝冶炼、水泥和食品。
本实施例与上述实施例的区别在于，本实施例由云计算模块进行碳排放核算和统计分析，应用管理模块接收企业的业务数据、企业碳排放参数、计算模型和核算模块，并进行可视化处理，以使企业可以根据业务数据等数据进行处理。本实施例与上述实施例具有相同的技术效果，在此不再赘述。
图4示出根据本申请实施例的基于边缘网关的碳排放管理方法的示意性流程图；如图4所示，根据本申请实施例的基于边缘网关的碳排放管理方法400可以包括以下步骤：
S401，采集企业的业务数据；
S402，根据所述企业的类型，对企业的碳排放参数、计算模型和核算模块进行配置、更新和管理；
S403，根据所述企业的业务数据、企业碳排放参数、计算模型和核算模块进行碳排放核算和统计分析；
S404，将所述所述业务数据、碳排放核算数据和统计分析数据发送至云计算模块，以使所述云计算模块存储所述业务数据、碳排放核算数据和统计分析数据。
图5示出根据本申请实施例的基于边缘网关的碳排放管理方法的示意性流程图；如图5所示，根据本申请实施例的基于边缘网关的碳排放管理方法500可以包括以下步骤：
S501，采集企业的业务数据；
S502，根据所述企业的类型，对企业的碳排放参数、计算模型和核算模块进行配置、更新和管理；
S503，将所述企业的业务数据、企业碳排放参数、计算模型和核算模块发送至云计算模块，以使所述云计算模块进行进行碳排放核算和统计分析，然后对所述云计算模块下发的统计结果进行可视化处理。
本申请实施例的基于边缘网关的碳排放管理方法，由于能够实现前述的基于边缘网关的碳排放管理系统，因此具有和前述系统相同的优点。
尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本申请的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本申请的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本申请的范围之内。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本申请并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本申请的示例性实施例的描述中，本申请的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本申请的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本申请要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本申请的单独实施例。
本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本申请的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本申请实施例的一些模块的一些或者全部功能。本申请还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本申请的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
应该注意的是上述实施例对本申请进行说明而不是对本申请进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本申请可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种基于边缘网关的碳排放管理系统，其特征在于，所述系统包括：
采集模块，用于采集企业的业务数据；
配置管理模块，用于根据所述企业的类型，对企业的碳排放参数、计算模型和核算模块进行配置、更新和管理；
应用管理模块，用于根据所述企业的业务数据、企业碳排放参数、计算模型和核算模块进行碳排放核算和统计分析；
云计算模块，用于存储所述业务数据、碳排放核算数据和统计分析数据。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，根据所述企业的类型，对企业的碳排放参数、计算模型和核算模块进行管理包括以下至少一种操作：对企业的核算模型进行扩展、增加、维护、删除、云端下发模型、数据导入。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述应用管理模块包括：企业碳画像管理模块、企业碳足迹管理模块、重点能耗设备管理模块和碳核算管理模块；其中，
企业碳画像管理模块，用于统计所述企业的碳排放数据，并对所述企业的分项排放量和排放占比进行可视化监测，同时，基于云计算模块提供的所述业务数据、所述碳排放核算数据和所述统计分析数据，可视化显示所述企业在同行业、同区域以及同类型的企业中所处的位置；
企业碳足迹管理模块，用于统计所述企业的预设时间维度的累计碳排放量、当日排放强度和碳效率，对所述企业的碳排放数据进行排序和可视化分级监控，并根据所述企业的历史排放数据和当日实时碳排放量，预测未来预设时间段的排放趋势，以对接近限额和超额碳排放进行预警；
重点能耗设备管理模块，用于对企业的重点能耗设备进行维护和监测，并显示企业中的设备信息，所述设备信息包括以下至少一项：设备型号、功率、动力源和设备状态；其中，所述设备状态包括以下至少一项：运行、待机、关机、故障；
碳核算管理模块，用于根据所述企业所属的行业及所述企业对应的碳核算因子，计算所述企业的设备能源类碳排放数据；其中，所述业务数据包括所述能耗数据。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述碳排放参数包括以下至少一项：化石燃料燃烧排放、生产过程排放、外购电力排放、外购热力排放和碳效率。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述应用管理模块还包括可视化模块；其中，
所述可视化模块，用于显示碳排放核算数据和统计分析数据。
其中，所述显示方式包括柱状图和曲线图。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述企业的类型包括以下至少一项：电子设备制造、机械设备制造、民用航空、钢铁生产、发电、化工、煤炭、电解铝、镁铝冶炼、水泥和食品。
7.一种基于边缘网关的碳排放管理系统，其特征在于，所述系统包括：
采集模块，用于采集企业的业务数据；
配置管理模块，用于根据所述企业的类型，对企业的碳排放参数、计算模型和核算模块进行配置、更新和管理；；
应用管理模块，用于根据所述企业的业务数据、企业碳排放参数、计算模型和核算模块进行可视化处理；
云计算模块，用于存储所述业务数据、碳排放核算数据和统计分析数据，并进行碳排放核算和统计分析。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述应用管理模块包括：企业碳画像管理模块、企业碳足迹管理模块、重点能耗设备管理模块和碳核算管理模块；其中，
企业碳画像管理模块，用于统计所述企业的碳排放数据，并对所述企业的分项排放量和排放占比进行可视化监测，同时，基于云计算模块提供的所述业务数据、所述碳排放核算数据和所述统计分析数据，可视化显示所述企业在同行业、同区域以及同类型的企业中所处的位置；
企业碳足迹管理模块，用于统计所述企业的预设时间维度的累计碳排放量、当日排放强度和碳效率，对所述企业的碳排放数据进行排序和可视化分级监控，并根据所述企业的历史排放数据和当日实时碳排放量，预测未来预设时间段的排放趋势，以对接近限额和超额碳排放进行预警；
重点能耗设备管理模块，用于对企业的重点能耗设备进行维护和监测，并显示企业中的设备信息，所述设备信息包括以下至少一项：设备型号、功率、动力源和设备状态；其中，所述设备状态包括以下至少一项：运行、待机、关机、故障；
碳核算管理模块，用于根据所述企业所属的行业及所述企业对应的碳核算因子，计算所述企业的设备能源类碳排放数据；其中，所述业务数据包括所述能耗数据。
9.一种基于边缘网关的碳排放管理方法，其特征在于，所述方法包括：
采集企业的业务数据；
根据所述企业的类型，对企业的碳排放参数、计算模型和核算模块进行配置、更新和管理；
根据所述企业的业务数据、企业碳排放参数、计算模型和核算模块进行碳排放核算和统计分析；
将所述所述业务数据、碳排放核算数据和统计分析数据发送至云计算模块，以使所述云计算模块存储所述业务数据、碳排放核算数据和统计分析数据。
10.一种基于边缘网关的碳排放管理方法，其特征在于，所述方法包括：
采集企业的业务数据；
根据所述企业的类型，对企业的碳排放参数、计算模型和核算模块进行配置、更新和管理；
将所述企业的业务数据、企业碳排放参数、计算模型和核算模块发送至云计算模块，以使所述云计算模块进行进行碳排放核算和统计分析，然后对所述云计算模块下发的统计结果进行可视化处理。
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