CN115130046A - 变电站碳排放计算方法、装置及管理系统 - Google Patents

变电站碳排放计算方法、装置及管理系统 Download PDF

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CN115130046A CN202210799296.2A CN202210799296A CN115130046A CN 115130046 A CN115130046 A CN 115130046A CN 202210799296 A CN202210799296 A CN 202210799296A CN 115130046 A CN115130046 A CN 115130046A
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carbon
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缪立恒
冯彪
许佳佳
严栋
王震
李传洋
史秋芸
是晨光
章志鸿
王誉娇
林志颖
魏洁茹
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Wuxi Guangying Electric Power Design Co ltd
NARI Nanjing Control System Co Ltd
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Abstract

本发明涉及碳排放管理技术领域，具体公开了一种变电站碳排放计算方法，其中，包括：获取变电站全生命周期内的碳排放数据，其中所述变电站全生命周期包括建设阶段、运行阶段和拆除阶段，所述运行阶段的碳排放数据包括温室气体产生的直接碳排放数据和电能量损耗产生的间接碳排放数据，所述建设阶段和拆除阶段的碳排放数据包括材料人工产生的固定碳排放数据；根据所述直接碳排放数据计算所有小室的碳排量；根据所述间接碳排放数据计算所有电能量损耗对应的碳排量；根据所述固定碳排放数据计算所有材料人工的碳排量。本发明还公开了一种变电站碳排放计算装置及变电站碳排放管理系统。本发明提供的变电站碳排放计算方法能够实现对碳排放数据的量化。

Description

变电站碳排放计算方法、装置及管理系统
技术领域
本发明涉及碳排放管理技术领域，尤其涉及一种变电站碳排放计算方法、变电站碳排放计算装置及变电站碳排放管理系统。
背景技术
随着全球变暖形势日益严峻，世界各国对于温室气体排放问题越来越重视。为了实现节能减排的目标，各行各业都在积极行动，电力系统作为能源的主要调度应用方，对于碳排监测管理等相关研究正如火如荼地展开。变电站是电力系统关键节点和主要组成部分，梳理其全生命周期碳排放足迹，并结合先进的监测技术、管理手段，形成系统性的碳排评估、减排策略和后续指导十分必要。
现有的技术中，通常采用“自下而上”的“生命周期法”量化评估变电站碳排放，通过划定变电站建设、运行、拆除各阶段碳排放源，收集碳排放源活动水平数据，经过碳足迹因子折算，最后获得碳排放量化数据。该评价方法基于国际标准PAS 2050，是一种事后评价报告，对于正在运行或预投建的变电站没有任何意义，无助于推进变电站降碳减排。
而变电站建设、运行、拆除全生命周期过程，目前为止尚没有准确实时获得碳排放的设备，也没有对于实时减排数据统计和挖掘的系统，更无从谈起对变电站碳排数据的管理方法，无法为具体的变电站碳减排措施提供依据，造成了变电站碳排量化不精细、管理粗放等问题。
发明内容
本发明提供了一种变电站碳排放计算方法、变电站碳排放计算装置及变电站碳排放管理系统，解决相关技术中存在的无法实现对碳排放进行量化的问题。
作为本发明的第一个方面，提供一种变电站碳排放计算方法，其中，包括：
获取变电站全生命周期内的碳排放数据，其中所述变电站全生命周期包括建设阶段、运行阶段和拆除阶段，所述运行阶段的碳排放数据包括温室气体产生的直接碳排放数据和电能量损耗产生的间接碳排放数据，所述建设阶段和拆除阶段的碳排放数据包括材料人工产生的固定碳排放数据；
根据所述直接碳排放数据计算所有小室的碳排量；
根据所述间接碳排放数据计算所有电能量损耗对应的碳排量；
根据所述固定碳排放数据计算所有材料人工的碳排量。
进一步地，根据所述直接碳排放数据计算所有小室的碳排量，包括：
确定每个小室的气体泄放源的位置；
根据每个小室的空间构造抽象权重时空分布模型，并确定权重阈值；
根据所有小室的气体泄放源的温室气体浓度以及所述权重时空分布模型计算所有小室的碳排量。
进一步地，所述碳排量的计算公式为：
Figure BDA0003736865510000011
CED＝ΣCEDi，
其中，CEDi表示小室内温室气体i的碳排量，CED表示所有小室的温室气体的碳排量，Qi表示小室内的温室气体i浓度，GWPi表示温室气体i的标准规定的全球变暖潜能值，r、θ和
Figure BDA0003736865510000021
均表示以气体泄放源为中心的球体积分坐标。
进一步地，根据所述间接碳排放数据计算所有电能量损耗对应的碳排量，包括：
获取用电量信息；
根据电能量折算因子与所述用电量信息进行计算得到所有电能量损耗对应的碳排量。
进一步地，根据所述固定碳排放数据计算所有材料人工的碳排量，包括：
获取材料人工对应的用量数据；
根据所述用量数据并结合对应的用量折算因子进行计算得到所有材料人工的碳排量。
作为本发明的另一个方面，提供一种变电站碳排放计算装置，用于实现前文所述的变电站碳排放计算方法，其中，所述装置包括：
获取模块，用于获取变电站全生命周期内的碳排放数据，其中所述变电站全生命周期包括建设阶段、运行阶段和拆除阶段，所述运行阶段的碳排放数据包括温室气体产生的直接碳排放数据和电能量损耗产生的间接碳排放数据，所述建设阶段和拆除阶段的碳排放数据包括材料人工产生的固定碳排放数据；
第一计算模块，用于根据所述直接碳排放数据计算所有小室的碳排量；
第二计算模块，用于根据所述间接碳排放数据计算所有电能量损耗对应的碳排量；
第三计算模块，用于根据所述固定碳排放数据计算所有材料人工的碳排量。
作为本发明的另一个方面，提供一种变电站碳排放管理系统，其中，包括：物联传感终端、手持终端和碳排计算服务器，所述物联传感终端和所述手持终端均与所述碳排计算服务器通信连接，所述碳排计算服务器包括前文所述的变电站碳排放计算装置，
所述物联传感终端用于实时采集温室气体产生的直接碳排放数据和电能量损耗产生的间接碳排放数据，
所述手持终端用于获取材料人工产生的固定碳排放数据；
所述碳排计算服务器用于根据所述温室气体产生的直接碳排放数据计算直接碳排量，用于根据电能量损耗产生的间接碳排放数据计算间接碳排量，以及用于根据材料人工产生的固定碳排放数据计算固定碳排量。
进一步地，所述碳排计算服务器还包括均与所述变电站碳排放计算装置连接的统计分析装置、碳排预测装置、直接碳排报警装置、固定资产管理装置、间接碳排节能优化装置、智能运维装置、模拟碳交易装置和碳减排策略生成装置，
所述统计分析装置用于根据所述变电站碳排放计算装置的计算结果进行不同尺度的碳排放统计分析；
所述碳排预测装置用于根据所述变电站碳排放计算装置的计算结果形成预测模型，并结合变电站运行阶段的运行数据进行碳排数据的预测；
所述直接碳排报警装置用于根据所述变电站碳排放计算装置的计算结果中直接碳排量与预设直接碳排阈值进行比较，并在超出所述预设值直接碳排阈值时发出报警并生成切断开关控制信号；
所述固定资产管理装置用于根据所述变电站碳排放计算装置的计算结果中固定碳排量与固定资产进行关联管理；
所述间接碳排节能优化装置用于根据所述变电站碳排放计算装置中的计算结果中间接碳排数量进行优化管理；
所述智能运维装置用于根据所述变电站碳排放计算装置中的计算结果获取运维过程数据，以显示运维过程；
所述模拟碳交易装置用于根据所述变电站碳排放计算装置中的计算结果进行碳排放权释放交易；
所述碳减排策略生成装置用于根据所述变电站碳排放计算装置中的计算结果进行数据整合，以形成碳减排策略。
进一步地，变电站包括主变压器室、GIS室、电抗器室、电容器室、配电装置室和主控室，所述主变压器室、电抗器室、电容器室、配电装置室和主控室内均设置所述物联传感终端。
进一步地，所述物联传感终端包括气体传感器、电压互感器和电流互感器。
本发明提供的变电站碳排放计算方法，通过对变电站全生命周期的碳排放进行分类计算，能够获得每一类的碳排量的精确计算数据，从而能够实现变电站碳排放量的量化，为变电站碳减排等提供数据依据，也为变电站碳排数据的管理提供数据支撑。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明提供的变电站碳排放计算方法的流程图。
图2为本发明提供的小室内气体传感器的部署示意图。
图3为本发明提供的变电站碳排放管理系统的结构框图。
图4为本发明提供的碳排计算服务器的具体功能框图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本实施例中提供了一种变电站碳排放计算方法，图1是根据本发明实施例提供的变电站碳排放计算方法的流程图，如图1所示，包括：
S110、获取变电站全生命周期内的碳排放数据，其中所述变电站全生命周期包括建设阶段、运行阶段和拆除阶段，所述运行阶段的碳排放数据包括温室气体产生的直接碳排放数据和电能量损耗产生的间接碳排放数据，所述建设阶段和拆除阶段的碳排放数据包括材料人工产生的固定碳排放数据；
在本发明实施例中，变电站全生命周期分为建设阶段、运行阶段和拆除阶段，通常一个变电站包括的小室主要有：主变压器室、GIS室、电抗器室、电容器室、配电装置室、主控室。
应当理解的是，物联传感终端部署在所述主变压器室、电抗器室、电容器室、配电装置室、主控室等，能够在运行阶段实时采集碳排放数据，具体包括温室气体直接产生的直接碳排放数据和电能量损耗间接产生的间接碳排放数据。
手持终端可以实现人机交互，能够将变电站建设阶段和拆除阶段无法直接量测的材料人工等固定碳排数据获取到。
S120、根据所述直接碳排放数据计算所有小室的碳排量；
在本发明实施例中，具体包括：
确定每个小室的气体泄放源的位置；
根据每个小室的空间构造抽象权重时空分布模型，并确定权重阈值；
根据所有小室的气体泄放源的温室气体浓度以及所述权重时空分布模型计算所有小室的碳排量。
由于变电站包括多个小室，而每个小室内均有气体泄放，而为了能够精确的计算小室的碳排量，需要确定气体泄放源的位置，并根据气体泄放源的位置部署气体传感器。
在本发明实施例中，关于气体传感器的部署是基于气体泄放源建立的权重时空分布实现的。具体在部署每个小室内的气体传感器时，首先确定各小室内气体泄放源的位置，其次根据每个小室的空间构造抽象权重时空分布模型，确定权重阈值，最后按照模型及阈值部署气体传感器，具体计算公式如下：
Figure BDA0003736865510000041
Figure BDA0003736865510000042
其中，
Figure BDA0003736865510000045
表示气体泄放源的空间矢量，
Figure BDA0003736865510000043
表示小室空间内任一点的空间矢量，
Figure BDA0003736865510000044
表示气体泄放源的空间矢量与小室空间内任一点的空间矢量的两者之差，w表示权重值，K表示校正系数，D表示气体扩散系数，n表示当前距离下均等分布的气体传感器数量，t表示时间。
进一步地，根据多个小室内的气体传感器测量获取到的气体浓度，并根据每个小室内的气体传感器之间的相对位置进行球坐标系下的三重积分，即可获得直接碳排量，具体所述碳排量的计算公式为：
Figure BDA0003736865510000051
CED＝ΣCEDi，
其中，CEDi表示小室内温室气体i的碳排量，CED表示所有小室的温室气体的碳排量，Qi表示小室内的温室气体i浓度，GWPi表示温室气体i的标准规定的全球变暖潜能值，r、θ和
Figure BDA0003736865510000052
均表示以气体泄放源为中心的球体积分坐标。
应当理解的是，小室内不同的温室气体具有不同的浓度，且不同的温室气体，其GWP值也是不同的。
S130、根据所述间接碳排放数据计算所有电能量损耗对应的碳排量；
在本发明实施例中，具体可以包括：
获取用电量信息；
根据电能量折算因子与所述用电量信息进行计算得到所有电能量损耗对应的碳排量。
应当理解的是，对间接碳排的计算，具体方式是先通过计量芯片的电能量计量采集功能，获得用电量信息，再将电量乘以折算因子，即为间接碳排量，不同地区的电能量折算因子可查询相关的温室气体清单编制指南，需要指明的是，当变电站为综合能源站时，新能源发电量应作为碳排负值计入间接碳排折算：
Figure BDA0003736865510000053
CEI＝∑CEIj，
其中，CEIj表示间接碳排源的碳排值，Uj表示测量的电压值，Ij表示测量的电流值，Kt表示电量分时系统，用于表征用电峰谷，
Figure BDA0003736865510000054
表示功率因数，CFj表示电能量折算系数，CEI表示所有电能量损耗对应的碳排量，即总的间接碳排量。
S140、根据所述固定碳排放数据计算所有材料人工的碳排量。
在本发明实施例中，具体包括：
获取材料人工对应的用量数据；
根据所述用量数据并结合对应的用量折算因子进行计算得到所有材料人工的碳排量。
应当理解的是，对固定碳排的计算，具体方式是由变电站建设项目经理、运行维护人员等根据实际物料、人工安排情况，通过手持终端相应的输入界面对相应数据进行手动输入，由手持终端根据具体输入类别、用量按照对应的折算因子，进行乘积折算，具体因子可参照相应温室气体排放核算方法与指南：
CEFk＝∑vk·CFk，
其中，CEFk表示固定总碳排量，vk表示输入的某种碳排活动或产品的水平数据，CFk表示对应的碳排因子。
综上，本发明实施例提供的变电站碳排放计算方法，通过对变电站全生命周期的碳排放进行分类计算，能够获得每一类的碳排量的精确计算数据，从而能够实现变电站碳排放量的量化，为变电站碳减排等提供数据依据，也为变电站碳排数据的管理提供数据支撑。
下面结合具体实例对本发明实施例提供的变电站碳排放计算方法的具体实现过程进行详细描述。
以GIS开关室为例，对于泄露的SF6温室气体的直接碳排测量，如图2所示，以泄漏点P0为中心即(0,0,0)，气体传感器1距离泄放源为r1，气体传感器2距离泄放源为r2，气体传感器3距离泄放源为r3，则根据下述计算公式可以得到GIS开关室的直接碳排放量：
Figure BDA0003736865510000061
其中，22800表示温室气体SF6对应的GWP系数，Q表示传感终端测得的温室气体SF6实时变化的浓度，需要说明的是，在上述示例中，r2距离下仅有一个气体传感器2，当气体传感器的数量增加时，弧度积分上下限应根据实际进行调整。
针对间接碳排放的计算，以某小室的空调负荷为例，通过电压互感器和电流互感器实时检测电压和电流，假设该空调运行了24小时，且假设空调所在地在上午8时至晚间21时为用电高峰，其余时间为谷时，则根据下述计算公式计算得到间接碳排放量：
Figure BDA0003736865510000062
其中，表示电压U、电流I和功率因数
Figure BDA0003736865510000063
均为实时采集量，设定0.9为谷时的分时系数，1.2为峰时的分时系数，0.7921为电能量的碳排因子，则该空调的碳排即可按照上述公式计算得到。
针对固定碳排的计算，具体可以采用手持终端PDA设备，获取该设备上输入的变电站某项建设工作运用预置混凝土7立方米，钢材2吨，则运用下述公式计算：
CEF＝7*0.1975+2*2.2，
其中，0.1975和2.2分别表示预置混凝土和钢材的碳排因子。
作为本发明的另一实施例，提供一种变电站碳排放计算装置，用于实现前文所述的变电站碳排放计算方法，其中，所述装置包括：
获取模块，用于获取变电站全生命周期内的碳排放数据，其中所述变电站全生命周期包括建设阶段、运行阶段和拆除阶段，所述运行阶段的碳排放数据包括温室气体产生的直接碳排放数据和电能量损耗产生的间接碳排放数据，所述建设阶段和拆除阶段的碳排放数据包括材料人工产生的固定碳排放数据；
第一计算模块，用于根据所述直接碳排放数据计算所有小室的碳排量；
第二计算模块，用于根据所述间接碳排放数据计算所有电能量损耗对应的碳排量；
第三计算模块，用于根据所述固定碳排放数据计算所有材料人工的碳排量。
关于本发明实施例提供的变电站碳排放计算装置，其具体工作原理可以参照前文的变电站碳排放计算方法的描述，此处不再赘述。
作为本发明的另一实施例，提供一种变电站碳排放管理系统，其中，如图3所示，包括：物联传感终端100、手持终端200和碳排计算服务器300，所述物联传感终端100和所述手持终端200均与所述碳排计算服务器300通信连接，所述碳排计算服务器300包括前文所述的变电站碳排放计算装置，
所述物联传感终端100用于实时采集温室气体产生的直接碳排放数据和电能量损耗产生的间接碳排放数据，
所述手持终端200用于获取材料人工产生的固定碳排放数据；
所述碳排计算服务器300用于根据所述温室气体产生的直接碳排放数据计算直接碳排量，用于根据电能量损耗产生的间接碳排放数据计算间接碳排量，以及用于根据材料人工产生的固定碳排放数据计算固定碳排量。
应当理解的是，在变电站碳排放管理系统包括多个物联传感终端，即可以按照每个小室设置一个物联传感终端进行部署，而每个物联传感终端可以包括多个物联传感模块，即每个小室内可以部署多个气体传感器，或者电压互感器以及电压互感器等。
在本发明实施例中，直接碳排，用于指征变电站全生命周期各阶段直接的温室气体排放情况，包括GIS开关的SF6泄露，意外发生火灾时CO2、CO、SO2等气体排放量；间接碳排，即变电站全生命周期可测量的其他能耗折算碳排，主要指电能量的折算；固定碳排，即变电站全生命周期无法直接或间接测得的碳排，主要包括建筑及维护材料、人工、估算损耗。
在本发明实施例中，所述物联传感终端具体可以包括物联传感模块和通信模块，其中所述物联传感模块用于对直接碳排温室气体的采集，主要包括各种小室的气体传感器，电压互感器和电流互感器，通信模块主要用于实现与碳排计算服务器的通信连接。
另外，在一些实施方式中，还可以在物联传感终端集成碳排计算模块，即将直接碳排计算和间接碳排计算集成在每个小室内的物联传感终端上，可以得到该小室内的直接碳排和间接碳排量，最后由碳排计算服务器将所有小室的直接碳排量和间接碳排量进行汇总，获得所有直接碳排量和间接碳排量的计算结果。
在本发明实施例中，所述手持终端具体可以包括手持PDA设备，其具体可以包括人机交互模块和无线通信模块，其中人机交互模块用于录入和显示固定碳排信息，可以是触控或者按键输入，具体实现形式此处不做限定。另外，无线通信模块能够实现与碳排计算服务器的通信连接。
在一些实施方式汇总，还可以将固定碳排计算模块集成在该手持终端上，能够对固定碳排进行折算，得到计算结果，并通过无线通信模块发送至碳排计算服务器上。
在本发明实施例中，所述碳排计算服务器还包括通信模块，负责对下的南向接入和对上的北向传输，还包括人机交互模块，用于实现计算就够的本地展示和管理。
具体地，在本发明实施例中，所述碳排计算服务器还包括均与所述变电站碳排放计算装置连接的统计分析装置、碳排预测装置、直接碳排报警装置、固定资产管理装置、间接碳排节能优化装置、智能运维装置、模拟碳交易装置和碳减排策略生成装置。
所述统计分析装置用于根据所述变电站碳排放计算装置的计算结果进行不同尺度的碳排放统计分析；
具体地，可以对传入的碳排放根据数据来源，打上多个属性标签再存入数据库，包括索引、时标、碳排源、类型(直接、间接、固定)、所属阶段(建设、运行、拆除)、所属小室等；提供对其中一个或多个属性的分类查询；提供对分类查询结果的进一步加工，包括计算和、差、均方根、方差、协方差等。
所述碳排预测装置用于根据所述变电站碳排放计算装置的计算结果形成预测模型，并结合变电站运行阶段的运行数据进行碳排数据的预测；
具体地，以分钟为单位将直接和间接碳排放作为基础数据，存入数据库，同时从站内监控系统获取分钟级的室内室外温度、湿度、光照等环境数据，按照时间关系，建立与碳排的映射，同样存入数据库。当进行日碳排的预测时，即取当日已有的分钟级环境数据与数据库数据进行相关性匹配，找到最近似的一天，取当天的碳排数据乘以一个设定的置信度系数，即为当日的碳排预测值。
所述直接碳排报警装置用于根据所述变电站碳排放计算装置的计算结果中直接碳排量与预设直接碳排阈值进行比较，并在超出所述预设值直接碳排阈值时发出报警并生成切断开关控制信号；
具体地，设定直接碳排告警阈值，该阈值用于判断直接碳排增长率，当直接碳排增长率大于阈值，便认为是站内温室气体比较快速泄放，而这些气体表征了某些事故险情(如火灾)地发生；在此情形下系统将根据所述碳排数据属性信息给出相应的报警信息，提示应当予以重视；另外系统也将进行紧急的事故处置动作，控制站内对应小室的风机启动，将有害气体及时进行排除。
所述固定资产管理装置用于根据所述变电站碳排放计算装置的计算结果中固定碳排量与固定资产进行关联管理；
具体地，根据上送的固定碳排数据碳排源和时标属性，判断该碳排对应的站内固定资产，建立固定资产台账信息数据库，固定碳排即可映射到相应资产台账，台账信息应由相应固定资产供应商提供，系统提供维护管理接口；具体固定资产管理内容包括定期维护管理和残值估算，所述定期维护管理，即通过收集该固定资产定期维护保养所产生碳排数据，系统对应建立维护工作表，工作内容与碳排数据一一对应，并通过从碳减排数据来衡量维护工作的水平；所述残值估算，即固定资产在一定时间点回收将有相应的残值，系统根据时间和折旧率即可计算在某时间点，该固定资产的碳残值，默认固定资产安装后，残值即有80％的固定碳排值的取反，若当时回收可抵消80％其固定碳排，其它后续时间，则按设定的进一步折旧比率计算。
所述间接碳排节能优化装置用于根据所述变电站碳排放计算装置中的计算结果中间接碳排数量进行优化管理；
根据上送的间接碳排数据碳排源属性，判断该间接碳排数据是否可优化，具体逻辑为，系统默认站内照明、空调、风机等属性的碳排源是可以通过关闭或调节实现节能优化，当站内监控系统接入的各小室人体红外传感器无触发时，系统将通过遥控关闭对应小室照明碳排源，当站内监控系统接入的各小室温度传感器未达到高温阈值时，系统将关闭空调和风机碳排源，通过这样的逻辑，达到站内间接碳排节能优化的目的。
所述智能运维装置用于根据所述变电站碳排放计算装置中的计算结果获取运维过程数据，以显示运维过程；
具体地，变电站运行维护工作单所指派的维护人工、材料、能耗等都会通过所述传感终端和PDA以碳排数据的形式进入系统，系统及可根据这些碳排及其绑定属性，建立该工作单具体工作内容及碳排表；通过多次的维护工作，系统基于已有数据相似性比对，对其中超出范围值的异常项给予提示，运维人员可以检查是否维护内容存在不合规的情形，帮助变电站提高维护质量。
所述模拟碳交易装置用于根据所述变电站碳排放计算装置中的计算结果进行碳排放权释放交易；
具体地，设定最初的碳排放权配额，当计算的站内总碳排大大小于碳配额时，即可用于市场交易，当总碳排大于碳配额时，需要在碳交易市场购买一定的缺额排放权，这部分可售或需买的碳排权的变化，即作为系统模拟交易的内容。
所述碳减排策略生成装置用于根据所述变电站碳排放计算装置中的计算结果进行数据整合，以形成碳减排策略。
具体地，通过对采集的直接、间接、固定碳排数据的汇总，可得到缺额值，并且结合所述碳排预测，可得缺额时间增长水平；系统内预先建立现有减排技术手段建立参照库，内容为碳减排手段、相应单位固碳水平参数、相应单位售价，例如草坪，单位面积单位时间固碳数据；通过所述缺额值和现有时间的缺额增长，比对某减排手段的现有时间的固碳能力和用量售价，即可得知哪种碳减排策略为最优。
本发明实施例提供的变电站碳排放管理系统，通过物联传感终端、手持终端和碳排计算服务器，能够对变电站全生命周期直接、间接、固定碳排放进行全流程、全方位、精细化的监测和管理；通过直接碳排监测实现险情告警和调控治理；通过间接碳排监测精准把控碳排源，实现碳排优化调控和节能减排；通过固定碳排绑定固定资产、运维工单实现资产管理、智能运维。最终将变电站建设、运行、拆除全生命周期碳流程、碳足迹清晰展现，实现精细管控。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种变电站碳排放计算方法，其特征在于，包括：
获取变电站全生命周期内的碳排放数据，其中所述变电站全生命周期包括建设阶段、运行阶段和拆除阶段，所述运行阶段的碳排放数据包括温室气体产生的直接碳排放数据和电能量损耗产生的间接碳排放数据，所述建设阶段和拆除阶段的碳排放数据包括材料人工产生的固定碳排放数据；
根据所述直接碳排放数据计算所有小室的碳排量；
根据所述间接碳排放数据计算所有电能量损耗对应的碳排量；
根据所述固定碳排放数据计算所有材料人工的碳排量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述直接碳排放数据计算所有小室的碳排量，包括：
确定每个小室的气体泄放源的位置；
根据每个小室的空间构造抽象权重时空分布模型，并确定权重阈值；
根据所有小室的气体泄放源的温室气体浓度以及所述权重时空分布模型计算所有小室的碳排量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述碳排量的计算公式为：
Figure FDA0003736865500000011
CED＝∑CEDi，
其中，CEDi表示小室内温室气体i的碳排量，CED表示所有小室的温室气体的碳排量，Qi表示小室内的温室气体i浓度，GWPi表示温室气体i的标准规定的全球变暖潜能值，r、θ和
Figure FDA0003736865500000012
均表示以气体泄放源为中心的球体积分坐标。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述间接碳排放数据计算所有电能量损耗对应的碳排量，包括：
获取用电量信息；
根据电能量折算因子与所述用电量信息进行计算得到所有电能量损耗对应的碳排量。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述固定碳排放数据计算所有材料人工的碳排量，包括：
获取材料人工对应的用量数据；
根据所述用量数据并结合对应的用量折算因子进行计算得到所有材料人工的碳排量。
6.一种变电站碳排放计算装置，用于实现权利要求1至5中任意一项所述的变电站碳排放计算方法，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取变电站全生命周期内的碳排放数据，其中所述变电站全生命周期包括建设阶段、运行阶段和拆除阶段，所述运行阶段的碳排放数据包括温室气体产生的直接碳排放数据和电能量损耗产生的间接碳排放数据，所述建设阶段和拆除阶段的碳排放数据包括材料人工产生的固定碳排放数据；
第一计算模块，用于根据所述直接碳排放数据计算所有小室的碳排量；
第二计算模块，用于根据所述间接碳排放数据计算所有电能量损耗对应的碳排量；
第三计算模块，用于根据所述固定碳排放数据计算所有材料人工的碳排量。
7.一种变电站碳排放管理系统，其特征在于，包括：物联传感终端、手持终端和碳排计算服务器，所述物联传感终端和所述手持终端均与所述碳排计算服务器通信连接，所述碳排计算服务器包括权利要求6所述的变电站碳排放计算装置，
所述物联传感终端用于实时采集温室气体产生的直接碳排放数据和电能量损耗产生的间接碳排放数据，
所述手持终端用于获取材料人工产生的固定碳排放数据；
所述碳排计算服务器用于根据所述温室气体产生的直接碳排放数据计算直接碳排量，用于根据电能量损耗产生的间接碳排放数据计算间接碳排量，以及用于根据材料人工产生的固定碳排放数据计算固定碳排量。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述碳排计算服务器还包括均与所述变电站碳排放计算装置连接的统计分析装置、碳排预测装置、直接碳排报警装置、固定资产管理装置、间接碳排节能优化装置、智能运维装置、模拟碳交易装置和碳减排策略生成装置，
所述统计分析装置用于根据所述变电站碳排放计算装置的计算结果进行不同尺度的碳排放统计分析；
所述碳排预测装置用于根据所述变电站碳排放计算装置的计算结果形成预测模型，并结合变电站运行阶段的运行数据进行碳排数据的预测；
所述直接碳排报警装置用于根据所述变电站碳排放计算装置的计算结果中直接碳排量与预设直接碳排阈值进行比较，并在超出所述预设值直接碳排阈值时发出报警并生成切断开关控制信号；
所述固定资产管理装置用于根据所述变电站碳排放计算装置的计算结果中固定碳排量与固定资产进行关联管理；
所述间接碳排节能优化装置用于根据所述变电站碳排放计算装置中的计算结果中间接碳排数量进行优化管理；
所述智能运维装置用于根据所述变电站碳排放计算装置中的计算结果获取运维过程数据，以显示运维过程；
所述模拟碳交易装置用于根据所述变电站碳排放计算装置中的计算结果进行碳排放权释放交易；
所述碳减排策略生成装置用于根据所述变电站碳排放计算装置中的计算结果进行数据整合，以形成碳减排策略。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，变电站包括主变压器室、GIS室、电抗器室、电容器室、配电装置室和主控室，所述主变压器室、电抗器室、电容器室、配电装置室和主控室内均设置所述物联传感终端。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述物联传感终端包括气体传感器、电压互感器和电流互感器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116346503A (zh) * 2023-05-25 2023-06-27 红杉天枰科技集团有限公司 基于全生命周期的水务碳排放数据的加密方法及装置
CN116738138A (zh) * 2023-06-16 2023-09-12 江苏科能电力工程咨询有限公司 变电站碳排放计算方法、装置、设备及存储介质

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