CN117277436A - 一种基于碳排放的电网电量供给消耗测算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于碳排放的电网电量供给消耗测算方法，涉及碳排放技术领域，包括S1、准备阶段；S2、数据检测阶段；S3、实际碳排放系数计算阶段；S4、发电实验阶段；S5、供给消耗测算阶段。该基于碳排放的电网电量供给消耗测算方法，通过切换设备运行状态获取不同运行功率下的碳排数据，并通过公式计算出不同运行功率状态下的实际碳排放系数，利用火力发电设备连续发电生产获取相关碳排数据，通过数据比对校验实际碳排放系数，并据此测算不同运行功率状态下的火力发电设备发电生产所需的供给消耗，改进后的供给消耗测算方法可以较为精准的测算出发电设备在不同功率运行状态下所需的能源消耗量，以便于精准为火力发电设备进行能源供给。
Description
技术领域
本发明涉及碳排放技术领域，具体为一种基于碳排放的电网电量供给消耗测算方法。
背景技术
碳排放是关于温室气体排放的一个总称或简称。温室气体中最主要的气体是二氧化碳，因此用碳一词作为代表；虽然并不准确，但作为让民众最快了解的方法就是简单地将“碳排放”理解为“二氧化碳排放”。多数科学家和政府承认温室气体已经并将继续为地球和人类带来灾难，所以"(控制)碳排放"、“碳中和”这样的术语就成为容易被大多数人所理解、接受、并采取行动的文化基础。日常生活中，可通过少用空调和暖气、少开车、少坐飞机等等行为，控制减少二氧化碳排放；工业生产中，如何通过节能减误的技术来减少工厂和企业的碳排放量，成为本世纪初最重要的环保话题之一。
我国地域辽阔、资源丰富，但同时我们又拥有世界上最多的人口，使得我国的用电需求远超其他国家。根据国家统计局的相关数据，2020年我国全年规模以上电力发电量达74170亿千瓦时；不仅发电量巨大，我国更是涵盖了火力发电、水力发电、风力发电和太阳能发电等多种形式。
其中，火力发电是利用可燃物在燃烧时产生的热能，通过发电动力装置转换成电能的一种发电方式。火力发电的碳排放量一般是通过能耗消耗量和能耗系数计算得出，该计算方式虽然方便快捷，但实际使用中，由于发电设备在不同时间段的功率运行状态不同，使得能耗系数存在一定差异，实际能源消耗不同，但现有技术却是通过平均能耗系数和产电需求计算能源消耗量，以此为依据为发电设备进行供给，导致供给消耗的测算结果不够精准，若供给大于设备消耗，容易造成设备内部能源燃烧反应不充分，导致不必要的资源浪费，若供给小于设备消耗，又会导致发电量无法达到预计要求。
因此，急需对此缺点进行改进，本发明则是针对现有的结构及不足予以研究改良，提供有一种基于碳排放的电网电量供给消耗测算方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于碳排放的电网电量供给消耗测算方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于碳排放的电网电量供给消耗测算方法，包括以下具体步骤：
S1、准备阶段：
将火力发电设备的电源与外界的电源相连接，通过计算机程序控制启动火力发电设备，检查其运行是否正常，并以发电设备的运行功率作为划分依据，将其运行状态分为高功率运行、正常功率运行以及低功率运行；
S2、数据检测阶段：
将碳排放检测系统的电源与外界的电源相连接，然后启动火力发电设备进行火力发电生产，利用碳排放检测系统对火力发电设备的各项数据进行检测，并通过切换设备的运行状态，获取不同运行功率下的碳排数据，且碳排数据包括但不限于碳排放量数据、持续时间数据和实际能耗数据；
S3、实际碳排放系数计算阶段：
利用公式对获得的碳排放数据进行计算，以此获得火力发电设备在不同运行功率状态下的实际碳排放系数，即高功率碳排放系数、正常功率碳排放系数以及低功率碳排放系数；
S4、发电实验阶段：
对火力发电设备外侧的计算机内的程序参数进行运行状态切换逻辑设计，将运行状态切换逻辑设计分为三阶段，启动火力发电设备进行连续发电生产，通过计算机程序控制设备自动进行运行功率切换，并通过碳排放检测系统获取相关碳排数据；
S5、供给消耗测算阶段：
根据获得的相关碳排数据，得出实际碳排放量数据，并结合实际碳排放系数进行碳排放量预测，得出预测碳排放量数据，将实际碳排放量数据与预测碳排放量数据进行比对，通过判断预测结果与实际情况是否相符，以此校验设备在不同运行功率状态下的实际碳排放系数是否准确，并根据实际碳排放系数测算不同运行功率状态下的火力发电设备发电生产所需的供给消耗。
进一步的，所述步骤S2中的碳排放检测系统包括有传感器检测模块、计时器模块和能耗检测模块，且传感器检测模块、计时器模块和能耗检测模块同步运行、互不干扰。
进一步的，所述传感器检测模块用于实时检测火力发电设备的碳排放量，获得碳排放量数据。
进一步的，所述计时器模块用于记录火力发电设备在不同运行状态下的持续时间，获得持续时间数据。
进一步的，所述能耗检测模块用于检测火力发电设备在不同运行状态下的实际能源消耗量，获得实际能耗数据。
进一步的，所述步骤S3中碳排放系数的计算公式如下：
其中，k为实际碳排放系数，X_co为碳排放总量，S_eci为第i种能源的能源消耗量，i＝1、2、3、…、n。
进一步的，所述步骤S4中运行状态切换逻辑设计包括运行状态设计和运行时间设计，且运行状态切换逻辑设计的三阶段分别为高功率运行阶段、正常功率运行阶段以及低功率运行阶段。
进一步的，所述步骤S4中相关碳排数据包括但不限于高功率运行状态、正常功率运行状态和低功率运行状态下的能源消耗量以及运行状态持续时间。
进一步的，所述步骤S5中碳排放量预测公式如下：
其中，P_co为碳排放量预测结果，p1、p2和p3依次为高功率运行状态、正常功率运行状态以及低功率运行状态下的碳排放量预测值，pn表示第n种运行状态下的碳排放量预测值，S_ecn表示第n种运行状态下能源消耗总量，kn表示第n种运行状态下碳排放系数，hn表示第n种运行状态下运行持续时间。
进一步的，所述步骤S5中若预测结果与实际情况相符，则表明设备在不同运行功率状态下的实际碳排放系数准确，反之，若预测结果与实际情况不符，则实际碳排放系数不准确，并重新进行实际碳排放系数计算。
本发明提供了一种基于碳排放的电网电量供给消耗测算方法，具备以下有益效果：本发明通过切换火力发电设备的运行状态，获取不同运行功率下的碳排数据，并通过公式计算出设备在不同运行功率状态下的实际碳排放系数，利用火力发电设备进行连续发电生产，同时通过计算机程序控制设备自动进行运行功率切换，并通过碳排放检测系统获取相关碳排数据，结合实际碳排放系数，得到实际碳排放量数据和预测碳排放量数据，通过数据比对判断预测结果与实际情况是否相符，以此实际碳排放系数，并根据实际碳排放系数测算不同运行功率状态下的火力发电设备发电生产所需的供给消耗，改进后的供给消耗测算方法可以较为精准的测算出发电设备在不同功率运行状态下所需的能源消耗量，以便于精准为火力发电设备进行能源供给，使得能源供给与能耗消耗相匹配，不易出现设备内部能源燃烧反应不充分，减少了不必要的资源浪费，同时保证了发电量可以达到预计要求。
附图说明
图1为本发明一种基于碳排放的电网电量供给消耗测算方法的整体运行流程示意图；
图2为本发明一种基于碳排放的电网电量供给消耗测算方法的步骤S2运行流程示意图；
图3为本发明一种基于碳排放的电网电量供给消耗测算方法的火力发电设备运行状态示意图；
图4为本发明一种基于碳排放的电网电量供给消耗测算方法的碳排数据示意图；
图5为本发明一种基于碳排放的电网电量供给消耗测算方法的步骤S5运行流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
如图1-图5所示，一种基于碳排放的电网电量供给消耗测算方法，包括以下具体步骤：
S1、准备阶段：
将火力发电设备的电源与外界的电源相连接，通过计算机程序控制启动火力发电设备，检查其运行是否正常，并以发电设备的运行功率作为划分依据，将其运行状态分为高功率运行、正常功率运行以及低功率运行；
S2、数据检测阶段：
将碳排放检测系统的电源与外界的电源相连接，然后启动火力发电设备进行火力发电生产，利用碳排放检测系统对火力发电设备的各项数据进行检测，并通过切换设备的运行状态，获取不同运行功率下的碳排数据，且碳排数据包括但不限于碳排放量数据、持续时间数据和实际能耗数据；
S3、实际碳排放系数计算阶段：
利用公式对获得的碳排放数据进行计算，以此获得火力发电设备在不同运行功率状态下的实际碳排放系数，即高功率碳排放系数、正常功率碳排放系数以及低功率碳排放系数；
S4、发电实验阶段：
对火力发电设备外侧的计算机内的程序参数进行运行状态切换逻辑设计，将运行状态切换逻辑设计分为三阶段，启动火力发电设备进行连续发电生产，通过计算机程序控制设备自动进行运行功率切换，并通过碳排放检测系统获取相关碳排数据；
S5、供给消耗测算阶段：
根据获得的相关碳排数据，得出实际碳排放量数据，并结合实际碳排放系数进行碳排放量预测，得出预测碳排放量数据，将实际碳排放量数据与预测碳排放量数据进行比对，通过判断预测结果与实际情况是否相符，以此校验设备在不同运行功率状态下的实际碳排放系数是否准确，并根据实际碳排放系数测算不同运行功率状态下的火力发电设备发电生产所需的供给消耗。
步骤S2中的碳排放检测系统包括有传感器检测模块、计时器模块和能耗检测模块，且传感器检测模块、计时器模块和能耗检测模块同步运行、互不干扰；传感器检测模块用于实时检测火力发电设备的碳排放量，获得碳排放量数据；计时器模块用于记录火力发电设备在不同运行状态下的持续时间，获得持续时间数据；能耗检测模块用于检测火力发电设备在不同运行状态下的实际能源消耗量，获得实际能耗数据。
步骤S3中碳排放系数的计算公式如下：
其中，k为实际碳排放系数，X_co为碳排放总量，S_eci为第i种能源的能源消耗量，i＝1、2、3、…、n。
步骤S4中运行状态切换逻辑设计包括运行状态设计和运行时间设计，且运行状态切换逻辑设计的三阶段分别为高功率运行阶段、正常功率运行阶段以及低功率运行阶段；相关碳排数据包括但不限于高功率运行状态、正常功率运行状态和低功率运行状态下的能源消耗量以及运行状态持续时间。
步骤S5中碳排放量预测公式如下：
其中，P_co为碳排放量预测结果，p1、p2和p3依次为高功率运行状态、正常功率运行状态以及低功率运行状态下的碳排放量预测值，pn表示第n种运行状态下的碳排放量预测值，S_ecn表示第n种运行状态下能源消耗总量，kn表示第n种运行状态下碳排放系数，hn表示第n种运行状态下运行持续时间。
步骤S5中若预测结果与实际情况相符，则表明设备在不同运行功率状态下的实际碳排放系数准确，反之，若预测结果与实际情况不符，则实际碳排放系数不准确，并重新进行实际碳排放系数计算。
综上，结合图1-图5所示，该基于碳排放的电网电量供给消耗测算方法，使用时基于碳排放的电网电量供给消耗测算方法包括以下具体步骤：
S1、准备阶段：
将火力发电设备的电源与外界的电源相连接，通过计算机程序控制启动火力发电设备，检查其运行是否正常，并以发电设备的运行功率作为划分依据，将其运行状态分为高功率运行、正常功率运行以及低功率运行；
S2、数据检测阶段：
将碳排放检测系统的电源与外界的电源相连接，然后启动火力发电设备进行火力发电生产，利用碳排放检测系统对火力发电设备的各项数据进行检测，并通过切换设备的运行状态，获取不同运行功率下的碳排数据，且碳排数据包括但不限于碳排放量数据、持续时间数据和实际能耗数据；其中，碳排放检测系统包括有传感器检测模块、计时器模块和能耗检测模块，且传感器检测模块、计时器模块和能耗检测模块同步运行、互不干扰；传感器检测模块用于实时检测火力发电设备的碳排放量，获得碳排放量数据；计时器模块用于记录火力发电设备在不同运行状态下的持续时间，获得持续时间数据；能耗检测模块用于检测火力发电设备在不同运行状态下的实际能源消耗量，获得实际能耗数据；
S3、实际碳排放系数计算阶段：
利用公式对获得的碳排放数据进行计算，以此获得火力发电设备在不同运行功率状态下的实际碳排放系数，即高功率碳排放系数、正常功率碳排放系数以及低功率碳排放系数；其中，碳排放系数的计算公式如下：
其中，k为实际碳排放系数，X_co为碳排放总量，S_eci为第i种能源的能源消耗量，i＝1、2、3、…、n；
S4、发电实验阶段：
对火力发电设备外侧的计算机内的程序参数进行运行状态切换逻辑设计，将运行状态切换逻辑设计分为三阶段，启动火力发电设备进行连续发电生产，通过计算机程序控制设备自动进行运行功率切换，并通过碳排放检测系统获取相关碳排数据；其中，运行状态切换逻辑设计包括运行状态设计和运行时间设计，且运行状态切换逻辑设计的三阶段分别为高功率运行阶段、正常功率运行阶段以及低功率运行阶段；相关碳排数据包括但不限于高功率运行状态、正常功率运行状态和低功率运行状态下的能源消耗量以及运行状态持续时间；
S5、供给消耗测算阶段：
根据获得的相关碳排数据，得出实际碳排放量数据，并结合实际碳排放系数进行碳排放量预测，得出预测碳排放量数据，将实际碳排放量数据与预测碳排放量数据进行比对，通过判断预测结果与实际情况是否相符，以此校验设备在不同运行功率状态下的实际碳排放系数是否准确，并根据实际碳排放系数测算不同运行功率状态下的火力发电设备发电生产所需的供给消耗其中，若预测结果与实际情况相符，则表明设备在不同运行功率状态下的实际碳排放系数准确，反之，若预测结果与实际情况不符，则实际碳排放系数不准确，并重新进行实际碳排放系数计算；碳排放量预测公式如下：
其中，P_co为碳排放量预测结果，p1、p2和p3依次为高功率运行状态、正常功率运行状态以及低功率运行状态下的碳排放量预测值，pn表示第n种运行状态下的碳排放量预测值，S_ecn表示第n种运行状态下能源消耗总量，kn表示第n种运行状态下碳排放系数，hn表示第n种运行状态下运行持续时间。
本发明通过切换火力发电设备的运行状态，获取不同运行功率下的碳排数据，并通过公式计算出设备在不同运行功率状态下的实际碳排放系数，利用火力发电设备进行连续发电生产，同时通过计算机程序控制设备自动进行运行功率切换，并通过碳排放检测系统获取相关碳排数据，结合实际碳排放系数，得到实际碳排放量数据和预测碳排放量数据，通过数据比对判断预测结果与实际情况是否相符，以此实际碳排放系数，并根据实际碳排放系数测算不同运行功率状态下的火力发电设备发电生产所需的供给消耗，改进后的供给消耗测算方法可以较为精准的测算出发电设备在不同功率运行状态下所需的能源消耗量，以便于精准为火力发电设备进行能源供给，使得能源供给与能耗消耗相匹配，不易出现设备内部能源燃烧反应不充分，减少了不必要的资源浪费，同时保证了发电量可以达到预计要求。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (10)
1.一种基于碳排放的电网电量供给消耗测算方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
S1、准备阶段：
将火力发电设备的电源与外界的电源相连接，通过计算机程序控制启动火力发电设备，检查其运行是否正常，并以发电设备的运行功率作为划分依据，将其运行状态分为高功率运行、正常功率运行以及低功率运行；
S2、数据检测阶段：
将碳排放检测系统的电源与外界的电源相连接，然后启动火力发电设备进行火力发电生产，利用碳排放检测系统对火力发电设备的各项数据进行检测，并通过切换设备的运行状态，获取不同运行功率下的碳排数据，且碳排数据包括但不限于碳排放量数据、持续时间数据和实际能耗数据；
S3、实际碳排放系数计算阶段：
利用公式对获得的碳排放数据进行计算，以此获得火力发电设备在不同运行功率状态下的实际碳排放系数，即高功率碳排放系数、正常功率碳排放系数以及低功率碳排放系数；
S4、发电实验阶段：
对火力发电设备外侧的计算机内的程序参数进行运行状态切换逻辑设计，将运行状态切换逻辑设计分为三阶段，启动火力发电设备进行连续发电生产，通过计算机程序控制设备自动进行运行功率切换，并通过碳排放检测系统获取相关碳排数据；
S5、供给消耗测算阶段：
根据获得的相关碳排数据，得出实际碳排放量数据，并结合实际碳排放系数进行碳排放量预测，得出预测碳排放量数据，将实际碳排放量数据与预测碳排放量数据进行比对，通过判断预测结果与实际情况是否相符，以此校验设备在不同运行功率状态下的实际碳排放系数是否准确，并根据实际碳排放系数测算不同运行功率状态下的火力发电设备发电生产所需的供给消耗。
2.根据权利要求1所述的一种基于碳排放的电网电量供给消耗测算方法，其特征在于，所述步骤S2中的碳排放检测系统包括有传感器检测模块、计时器模块和能耗检测模块，且传感器检测模块、计时器模块和能耗检测模块同步运行、互不干扰。
3.根据权利要求2所述的一种基于碳排放的电网电量供给消耗测算方法，其特征在于，所述传感器检测模块用于实时检测火力发电设备的碳排放量，获得碳排放量数据。
4.根据权利要求2所述的一种基于碳排放的电网电量供给消耗测算方法，其特征在于，所述计时器模块用于记录火力发电设备在不同运行状态下的持续时间，获得持续时间数据。
5.根据权利要求2所述的一种基于碳排放的电网电量供给消耗测算方法，其特征在于，所述能耗检测模块用于检测火力发电设备在不同运行状态下的实际能源消耗量，获得实际能耗数据。
6.根据权利要求1所述的一种基于碳排放的电网电量供给消耗测算方法，其特征在于，所述步骤S3中碳排放系数的计算公式如下：
其中，k为实际碳排放系数，X_co为碳排放总量，S_eci为第i种能源的能源消耗量，i＝1、2、3、…、n。
7.根据权利要求1所述的一种基于碳排放的电网电量供给消耗测算方法，其特征在于，所述步骤S4中运行状态切换逻辑设计包括运行状态设计和运行时间设计，且运行状态切换逻辑设计的三阶段分别为高功率运行阶段、正常功率运行阶段以及低功率运行阶段。
8.根据权利要求1所述的一种基于碳排放的电网电量供给消耗测算方法，其特征在于，所述步骤S4中相关碳排数据包括但不限于高功率运行状态、正常功率运行状态和低功率运行状态下的能源消耗量以及运行状态持续时间。
9.根据权利要求1所述的一种基于碳排放的电网电量供给消耗测算方法，其特征在于，所述步骤S5中碳排放量预测公式如下：
其中，P_co为碳排放量预测结果，p1、p2和p3依次为高功率运行状态、正常功率运行状态以及低功率运行状态下的碳排放量预测值，pn表示第n种运行状态下的碳排放量预测值，S_ecn表示第n种运行状态下能源消耗总量，kn表示第n种运行状态下碳排放系数，hn表示第n种运行状态下运行持续时间。
10.根据权利要求1所述的一种基于碳排放的电网电量供给消耗测算方法，其特征在于，所述步骤S5中若预测结果与实际情况相符，则表明设备在不同运行功率状态下的实际碳排放系数准确，反之，若预测结果与实际情况不符，则实际碳排放系数不准确，并重新进行实际碳排放系数计算。
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| CN117852779A (zh) * | 2024-03-08 | 2024-04-09 | 广东立胜综合能源服务有限公司 | 一种工业园区碳排放计算方法及系统 |
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