CN116522044B - 一种燃煤机组实时碳排放核算方法、装置、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明属于碳排放技术领域，具体公开了一种燃煤机组实时碳排放核算方法、装置、设备及介质。包括以下步骤：获取不同燃煤机组在额定功率下的机组效率、单位煤耗和单位碳排放，并根据单位煤耗和单位碳排放计算第一燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数；获取燃煤机组的机组出力和额定功率，并根据燃煤机组的机组出力和额定功率计算修正系数；根据修正系数和第一燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数计算燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数；输出燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数。本发明通过修正系数和第一燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数计算燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数，解决了电网企业在计算燃煤电厂电碳系数时计算误差大，结果不准确的问题。

Description

一种燃煤机组实时碳排放核算方法、装置、设备及介质

技术领域

本发明属于碳排放技术领域，具体涉及一种燃煤机组实时碳排放核算方法、装置、设备及介质。

背景技术

目前电源侧一般采用排放因子法进行碳排放核算，电源侧碳排放数据既没有与电网企业充分共享，又不能满足电网侧开展相关统计分析频度需要，由于统计方式因素电源侧统计碳排放周期较长，一般以年度履约为周期，在履约期中间时段无法获得燃煤机组的碳排放数据，使其他电网企业缺少相关参数无法进行相关碳排放计算。电网企业现有计算燃煤电厂电碳系数时，一般使用物料平衡法或折算系数法。物料平衡法在使用时存在数据无法获取的问题；折算系数法使用时存在未考虑燃煤机组实际出力情况，导致计算误差较大的问题，难以反映通过燃煤电厂电碳系数反映当地的碳排放水平，难以用于当地碳排放预警当中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃煤机组实时碳排放核算方法、装置、设备及介质，以解决现有技术中无法实时计算燃煤机组碳排放，导致碳排放难以确定的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现：

第一方面， 一种燃煤机组实时碳排放核算方法，包括以下步骤：

获取不同燃煤机组在额定功率下的机组效率、单位煤耗和单位碳排放，并根据不同燃煤机组在额定功率下的机组效率、单位煤耗和单位碳排放计算第一燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数；

获取燃煤机组的机组出力和额定功率，并根据所述燃煤机组的机组出力和所述额定功率计算修正系数；

根据所述修正系数和所述第一燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数计算燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数；

根据燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数生成碳排放预警信息。

本发明的进一步改进在于：根据权利要求1中的一种燃煤机组实时碳排放核算方法，其特征在于，所述第一燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数EF_{i，第一本地燃煤}：

EF_{i，第一本地燃煤}=β[（αx_i+a）+b]；

式中，α、β、a和b均为相关常数，x_i表示燃煤机组额定功率。

本发明的进一步改进在于：所述获取不同燃煤机组在额定功率下的机组效率、单位煤耗和单位碳排放，并根据不同燃煤机组在额定功率下的机组效率、单位煤耗和单位碳排放计算第一燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数的步骤中，具体包括：

获取不同燃煤机组在额定功率下的机组效率、单位煤耗和单位碳排放；

计算不同燃煤机组的机组效率与单位煤耗之间的相关性系数，记为第一相关性系数；

计算不同燃煤机组的单位煤耗与单位碳排放之间的相关性系数，记为第二相关性系数；

根据第一相关性系数拟合机组效率与单位煤耗相关曲线，记为第一曲线，并根据第一曲线计算第一常数和第二常数；

根据第二相关性系数拟合单位煤耗与单位碳排放相关曲线，记为第二曲线，并根据第二曲线计算第三常数和第四常数；

根据第一常数、第二常数、第三常数和第四常数计算，第一燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数。

本发明的进一步改进在于：所述计算不同燃煤机组的机组效率与单位煤耗之间的相关性系数，记为第一相关性系数；

计算不同燃煤机组的单位煤耗与单位碳排放之间的相关性系数，记为第二相关性系数的步骤中，采用Pearson相关系数法

本发明的进一步改进在于：所述获取燃煤机组的机组出力和额定功率，并根据所述燃煤机组的机组出力和所述额定功率计算修正系数时，具体包括以下步骤：

获取燃煤机组的机组出力和额定功率，并根据机组出力和供电煤耗生成机组深度调峰煤/耗变化图；

根据机组深度调峰煤/耗变化图获取燃煤机组在任意出力时的修正系数。

本发明的进一步改进在于：所述燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数EF_{i，本地燃煤}：

EF_{i，本地燃煤}=EF_{i，第一本地燃煤}×（y_i）；

式中，（y_i）表示燃煤机组出力为y_i时的修正系数。

本发明的进一步改进在于：所述修正系数大于等于1。

第二方面，一种燃煤机组实时碳排放核算装置，包括：

第一燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数计算模块：用于获取不同燃煤机组在额定功率下的机组效率、单位煤耗和单位碳排放，并根据不同燃煤机组在额定功率下的机组效率、单位煤耗和单位碳排放计算第一燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数；

修正系数计算模块：用于获取燃煤机组的机组出力和额定功率，并根据燃煤机组的机组出力和额定功率计算修正系数；

燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数计算模块：用于根据修正系数和第一燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数计算燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数；

预警模块：用于根据燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数生成碳排放预警信息。

第三方面，一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的一种燃煤机组实时碳排放核算方法。

第四方面，一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的一种燃煤机组实时碳排放核算方法。

与现有技术相比，本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明通过修正系数和第一燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数计算燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数，解决了电网企业在计算燃煤电厂电碳系数时计算误差大，结果不准确的问题；

2、本发明仅依赖燃煤机组的额定效率和特定时刻的出力情况这两个输入参数，其余计算系数通过相关性分析均可直接计算，相关性强，计算结果相对准确，计算复杂程度低。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一种燃煤机组实时碳排放核算方法的流程图；

图2为本发明一种燃煤机组实时碳排放核算装置的结构框图；

图3为本发明一种燃煤机组实时碳排放核算方法中机组深度调峰煤/耗变化图；

图4为本发明一种燃煤机组实时碳排放核算方法中第一曲线；

图5为本发明一种燃煤机组实时碳排放核算方法中第二曲线。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。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组合。

以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本发明所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。

实施例1

一种燃煤机组实时碳排放核算方法，如图1所示，包括以下步骤：

S1、获取不同燃煤机组在额定功率下的机组效率、单位煤耗和单位碳排放，并根据不同燃煤机组在额定功率下的机组效率、单位煤耗和单位碳排放计算第一燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数；

在S1中具体包括以下步骤：

S11、获取不同燃煤机组在额定功率下的机组效率、单位煤耗和单位碳排放；

S12、计算不同燃煤机组的机组效率与单位煤耗之间的相关性系数，记为第一相关性系数；

S13、计算不同燃煤机组的单位煤耗与单位碳排放之间的相关性系数，记为第二相关性系数；

由于，现有燃煤机组中单位煤耗和机组效率是负相关，单位煤耗与CO₂排放正相关，所以仅考虑第一相关性系数绝对值的大小和第二相关性系数绝对值的大小，反应相关性的强弱；

本实施例中根据获取的燃煤机组在额定功率下的单位煤耗和单位碳排放，如表1所示，表1中第一相关性系数的绝对值为0.9222，第二相关性系数的绝对值为0.9884；机组燃烧压力和温度越高，效率相应也越高，单位煤耗和CO₂排放越少。

表1 不同燃煤机组参数表

S14、根据第一相关性系数拟合机组效率与单位煤耗相关曲线，记为第一曲线，如图4所示，并根据第一曲线计算第一常数和第二常数；

具体的，第一曲线为一次函数，第一曲线的斜率为第一常数，第一曲线的截距为第二常数；

具体的，在本实施例中第一常数为α，α=-4.32；第二常数为a，a=485.84；

S15、根据第二相关性系数拟合单位煤耗与单位碳排放相关曲线，记为第二曲线，如图5所示，并根据第二曲线计算第三常数和第四常数；

具体的，第二曲线为一次函数，第二曲线的斜率为第三常数，第二曲线的截距为第四常数；

具体的，在本实施例中第三常数为β，β=2.88；第四常数为b，b=-133.4；

S16、根据第一常数、第二常数、第三常数和第四常数，计算第一燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数；

具体的，第一燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数EF_{i，第一本地燃煤}：

EF_{i，第一本地燃煤}=β[（αx_i+a）+b]；

式中，EF_{i，第一本地燃煤}为第一燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数；α、β、a和b均为相关常数；x_i表示燃煤机组额定功率；

计算相关性系数时采用pearson相关系数法，∣R∣表示相关性系数的绝对值，∣R∣≥0.70表示强相关，0.30<∣R∣<0.70表示中相关，∣R∣≤0.30表示弱相关。根据表1，本实施例中均为强相关。

S2、获取燃煤机组的机组出力和额定功率，并根据燃煤机组的机组出力和额定功率计算修正系数；

S21、获取燃煤机组的机组出力和额定功率，并根据机组出力和供电煤耗生成机组深度调峰煤/耗变化图；如图3所示；

S22、根据机组深度调峰煤/耗变化图获取燃煤机组在任意出力时的修正系数；如表2所示；

表2 不同出力时的修正系数

S3、根据修正系数和第一燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数计算燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数；

燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数EF_{i，本地燃煤}：

EF_{i，本地燃煤}=EF_{i，第一本地燃煤}×（y_i）；

式中，（y_i）表示燃煤机组出力为y_i时的修正系数；

S4、根据燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数生成碳排放预警信息。

具体的，在S4中，燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数反映了燃煤机组的碳排放量，当燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数对应的燃煤机组碳排放量大于当地允许的碳排放量时，生成预警信息提醒碳排放已超标，可以绕过电厂数据，准确得到碳排放量。

实施例2

一种燃煤机组实时碳排放核算装置，根据实施例1中的一种燃煤机组实时碳排放核算方法，如图2所示，包括：

第一燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数计算模块：用于获取不同燃煤机组在额定功率下的机组效率、单位煤耗和单位碳排放，并根据不同燃煤机组在额定功率下的机组效率、单位煤耗和单位碳排放计算第一燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数；

修正系数计算模块：用于获取燃煤机组的机组出力和额定功率，并根据燃煤机组的机组出力和额定功率计算修正系数；

燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数计算模块：用于根据修正系数和第一燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数计算燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数；

预警模块：用于根据燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数生成碳排放预警信息。

实施例3

一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的一种燃煤机组实时碳排放核算方法。

实施例4

一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的一种燃煤机组实时碳排放核算方法。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种燃煤机组实时碳排放核算方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取不同燃煤机组在额定功率下的机组效率、单位煤耗和单位碳排放，并根据不同燃煤机组在额定功率下的机组效率、单位煤耗和单位碳排放计算第一燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数；

获取燃煤机组的机组出力和额定功率，并根据所述燃煤机组的机组出力和所述额定功率计算修正系数；

根据所述修正系数和所述第一燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数计算燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数；

根据燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数生成碳排放预警信息；

所述第一燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数EF_{i，第一本地燃煤}：

EF_{i，第一本地燃煤}=β[（αx_i+a）+b]；

式中，α、β、a和b均为相关常数，x_i表示燃煤机组额定功率；

所述获取不同燃煤机组在额定功率下的机组效率、单位煤耗和单位碳排放，并根据不同燃煤机组在额定功率下的机组效率、单位煤耗和单位碳排放计算第一燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数的步骤中，具体包括：

获取不同燃煤机组在额定功率下的机组效率、单位煤耗和单位碳排放；

计算不同燃煤机组的机组效率与单位煤耗之间的相关性系数，记为第一相关性系数；

计算不同燃煤机组的单位煤耗与单位碳排放之间的相关性系数，记为第二相关性系数；

根据第一相关性系数拟合机组效率与单位煤耗相关曲线，记为第一曲线，并根据第一曲线计算第一常数和第二常数；

根据第二相关性系数拟合单位煤耗与单位碳排放相关曲线，记为第二曲线，并根据第二曲线计算第三常数和第四常数；

根据第一常数、第二常数、第三常数和第四常数计算，第一燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数。

2.根据权利要求1中的一种燃煤机组实时碳排放核算方法，其特征在于，所述计算不同燃煤机组的机组效率与单位煤耗之间的相关性系数，记为第一相关性系数；

计算不同燃煤机组的单位煤耗与单位碳排放之间的相关性系数，记为第二相关性系数的步骤中，采用Pearson相关系数法。

3.根据权利要求1中的一种燃煤机组实时碳排放核算方法，其特征在于，所述获取燃煤机组的机组出力和额定功率，并根据所述燃煤机组的机组出力和所述额定功率计算修正系数时，具体包括以下步骤：

获取燃煤机组的机组出力和额定功率，并根据机组出力和供电煤耗生成机组深度调峰煤/耗变化图；

根据机组深度调峰煤/耗变化图获取燃煤机组在任意出力时的修正系数。

4.根据权利要求1中的一种燃煤机组实时碳排放核算方法，其特征在于，所述燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数EF_{i，本地燃煤}：

EF_{i，本地燃煤}=EF_{i，第一本地燃煤}×（y_i）；

式中，（y_i）表示燃煤机组出力为y_i时的修正系数。

5.根据权利要求1中的一种燃煤机组实时碳排放核算方法，其特征在于，所述修正系数大于等于1。

6.一种燃煤机组实时碳排放核算装置，其特征在于，包括：

第一燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数计算模块：用于获取不同燃煤机组在额定功率下的机组效率、单位煤耗和单位碳排放，并根据不同燃煤机组在额定功率下的机组效率、单位煤耗和单位碳排放计算第一燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数；

修正系数计算模块：用于获取燃煤机组的机组出力和额定功率，并根据燃煤机组的机组出力和额定功率计算修正系数；

燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数计算模块：用于根据修正系数和第一燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数计算燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数；

预警模块：用于根据燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数生成碳排放预警信息；

所述第一燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数EF_{i，第一本地燃煤}：

EF_{i，第一本地燃煤}=β[（αx_i+a）+b]；

式中，α、β、a和b均为相关常数，x_i表示燃煤机组额定功率；

所述获取不同燃煤机组在额定功率下的机组效率、单位煤耗和单位碳排放，并根据不同燃煤机组在额定功率下的机组效率、单位煤耗和单位碳排放计算第一燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数的步骤中，具体包括：

获取不同燃煤机组在额定功率下的机组效率、单位煤耗和单位碳排放；

计算不同燃煤机组的机组效率与单位煤耗之间的相关性系数，记为第一相关性系数；

计算不同燃煤机组的单位煤耗与单位碳排放之间的相关性系数，记为第二相关性系数；

根据第一相关性系数拟合机组效率与单位煤耗相关曲线，记为第一曲线，并根据第一曲线计算第一常数和第二常数；

根据第二相关性系数拟合单位煤耗与单位碳排放相关曲线，记为第二曲线，并根据第二曲线计算第三常数和第四常数；

根据第一常数、第二常数、第三常数和第四常数计算，第一燃煤机组瞬时电力碳排放折算系数。

7.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，处理器执行计算机程序时实现权利要求1~5中任一项所述的一种燃煤机组实时碳排放核算方法。

8.一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，计算机程序被处理器执行时实现权利要求1~5中任一项所述的一种燃煤机组实时碳排放核算方法。