一种基于用电数据的碳排计量系统及方法与流程 专利技术说明

计算;推算;计数设备的制造及其应用技术1.本技术涉及碳计量领域，尤其涉及一种基于用电数据的碳排计量系统及方法。背景技术：2.节能减排作为全球范围内极其重要的环保目标，其面向的主体，不仅仅是生产型的大用户，更有家庭型的个体小用户。在实际的节能减排的举措中，由于大用户的碳排量占比相较小用户要更高，故对大用户的碳排量测量和控制是主要的应对方向，但是随着节能减排的逐渐推进，居民家庭型小用户，其碳排量虽有限但能耗总量高的问题也逐渐成为亟待解决的实际问题。3.但在实际测量过程中，居民型小用户区别于生产型大用户的用能特点，即以居家生活作为主要目的，对比大用户以生产经营为目的，该模式不具有典型的规律性，故在测量上有极大的困难。技术实现要素：4.为了当前技术背景下产生的上述技术问题，本技术提供一种基于用电数据的碳排计量系统，包括用于采集居民用户用电数据的电表端和用于汇总数据并计算的台区计算终端；电表端包括用于区分家用电器类型的辨识模块、电量数据采集模块和数据上传模块；台区计算终端包括与所述数据上传模块对接的数据接收模块、用于采集台变出线电量数据的数据采集模块和计算模块。5.优选地，所述电表端与台区计算终端间的数据传输方式为电力线宽带载波方式。6.所述台区计算终端包括数据传输模块，所述电表端设置有计算模块和对应该数据传输模块的数据接收模块，用于替代台区计算终端的计算模块实现计算功能。所述电表端设有用于显示居民用电数据和碳排量的显示模块。7.本技术提供一种基于用电数据的碳排计量方法，包括以下步骤：步骤一：电表端采集居民的用电量，并上传至台区计算终端；步骤二：台区计算终端接收电表端采集的用电量和台变出线用电量，利用公式1计算清洁能源发电占比；其中θ(d,ti)为第d天ti时段清洁能源发电占比，qg(d,ti)为第d天ti时段台变出线电量，qg(d,ti)为第d天ti时段电表端采集的用电量；步骤三：台区计算终端根据碳排因子和步骤二的清洁能源发电占比，利用公式2，计算动态碳排因子值；etf(d,ti)＝ef(d,ti)×(1-θ(d,ti))ꢀꢀꢀ(2)其中etf(d,ti)为第d天ti时段动态碳排因子，ef(d,ti)为第d天ti时段的碳排因子，θ(d,ti)为第d天ti时段清洁能源发电占比；步骤四：台区计算终端根据得到的动态碳排因子和总用电量，利用公式3和4，计算电力产生的碳排放量；ep(d)＝σetf(d,ti)×qe(d,ti)ꢀꢀꢀ(3)其中ep(d)为第d天由电力产生的碳排放量，etf(d,ti)为第d天ti时段动态碳排因子，qe(d,ti)时段的用电量，由公式4计算获得，qe(d,ti)＝qd(d,ti)+qg(d,ti)ꢀꢀꢀꢀ(4)。8.进一步地，步骤三中所述碳排因子根据台区计算终端接收的电网侧实时发出的碳排因子值进行同步调整。9.还包括由燃气产生的碳排放量计算方法，包括以下步骤：步骤五：台区计算终端接收电表端采集的各燃气电器使用电量值，并根据各电器功率，计算各电器的使用时间；步骤六：台区计算终端根据各燃气电器的使用时间和燃气使用系数，利用对应公式5-8计算燃气预测值；(1)厨房燃气预测值计算公式5：qfg，1(d)＝tyy(d)×sfcfg，1ꢀꢀ(5)其中qfg.,1(d)为第d天厨房燃气预测值，tyy(d)为第d天油烟机的使用时间，sfcfg,1为厨房燃气的使用系数，取0.8m3/h；(2)热水器燃气预测值计算公式6：其中qlife(d)为第d天内除了冰箱和微功率电器之外的生活电器的使用电量和；α为生活电量阈值，取0.3kwh；qfg,2(d)为第d天热水器燃气预测值；为第d天热水器使用时间；sfcfg，2为热水器燃气使用系数，取1m3/h；(3)采暖器燃气预测值计算公式7：其中，qlife(d)为第d天内除了冰箱和微功率电器之外的生活电器的使用电量和；α为生活电量阈值，取0.3kwh；qsummer为夏季空调日均使用电量；β为空调工作电量阈值，取0.5kwh；qfg,3(d)为第d天采暖器燃气预测值，tqn为采暖器使用时间，sfcfg,3为采暖器使用系数，取0.5m3/h；(4)日总燃气预测值计算公式8：qfg(d)＝qfg，1(d)+qfg，2(d)+qfg,3(d)ꢀꢀꢀꢀ(8)其中qfg(d)为第d天总燃气预测值。10.步骤七：台区计算终端根据得到的燃气预测量和单位碳排系数，利用公式9和10，分别计算燃气碳排放量和综合碳排放量；fp(d)＝qfg(d)×ftlꢀꢀꢀ(9)其中，fp(d)为第d天由燃气产生的碳排放量，qfg(d)为第d天总燃气预测值，ftl为单位碳排系数，取1.89kg/m3；p(d)＝ep(d)+fp(d)ꢀꢀ(10)其中，p(d)为第d天的综合碳排放量。11.优选地，所述步骤六中的燃气使用系数根据该种电器燃气使用管道直径计算得到，根据实际使用情况调整。12.所述步骤七中的单位碳排系数根据单位立方米使用种类的燃气的二氧化碳产生量计算得到，根据实际燃气使用种类进行调整。13.有益效果：①准确计算电力碳排放量：通过对居民用电数据和台变出线用电量进行统一接收和计算，得到准确的清洁能源占比，结合碳排因子进行计算，得到准确的电力电器的碳排量值；②模拟预估燃气碳排放量值：通过获取居民各电器的用电数据，对常规的家用燃气电器的使用情境分别进行模拟计算，得到各种家用燃气电器的总燃气预测值；再结合常见燃气种类的碳排系数进行碳排放量计算，最终得到合理预估的燃气碳排放量。附图说明14.图1是本技术所述电力碳排计量方法的流程图。15.图2是本技术所述综合碳排计量方法的流程图。具体实施方式16.现在结合附图对本技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本技术实施例的基本结构，因此其仅显示与本技术有关的构成。17.电表端安装于居民用户处，记录和上传居民用户的用电数据，其中利用到电表端的电器辨识模块，用电数据中包含区分记录的各个家用电器的功率和用电电量。18.如图1所示，台区计算终端在接收到电表端收集的每户家用电器用电数据后进行汇总，首先以台变出线用电量，即各端运行的设备必要用电量，与家用电器用电量总和相加，得到系统总用电量；再将家用电器用电量除以该系统总用电量，即公式1，得到清洁能源发电占比，这是由于家用电器的能源来源皆为清洁能源。19.台区计算终端通过电网端获取实时的碳排因子值，在电网端未及时发布碳排因子值时，计算终端会以最新公布的碳排因子值代入计算，以2022年3月15日的更新数据为例，碳排因子取0.5810，指单位电量产生的碳排放量；计算终端通过将碳排因子与非清洁能源占比乘算，即公式2，得到目前系统的动态碳排因子值。再将系统总用电量与动态碳排因子乘算，即通过公式3，得到电力产生的碳排放量。20.台区计算终端还可将动态碳排因子传输给电表端，利用电表端可设置的计算和显示模块，进行每例家庭住户的用电电量显示、碳排放量的计算和显示，用于更直观的查询和管理。21.仅以电力产生碳排的家庭住户仅以以上的实施方式即可达成碳排放量计算，但居民住户的碳排更多产生于燃气使用，故如图2所示，对居民住户的燃气产生碳排放量的计算方法如下，在经过上述步骤后计算终端通过电表端记录的每户居民的燃气电器功率和用电电量计算各电器的使用时间。22.台区计算终端利用算得的各燃气电器使用时间，与根据各燃气电器常用管道直径算得的燃气使用系数，即单位时间下燃气通过量，乘算得到各燃气电器的燃气预测值，其中部分电器，如取暖器和热水器由于其本身运行性质，需设定阈值进行使用判断后，在进行燃气预测值计算，即公式5-8。23.计算终端在得到燃气预测值后，根据常见燃气种类所能产生的单位立方米下的碳排量，即单位碳排系数，与燃气预测值乘算，即通过公式9得到了燃气产生的碳排放量。最终与电力产生的碳排放量加和得到综合碳排放量。24.在燃气碳排放量计算中，燃气使用系数和单位碳排系数均根据现实情况可进行调整，燃气使用系数根据管道直径和燃气通速决定；单位碳排系数根据不同种类燃气燃烧反应后产生的二氧化碳量决定，以此修正燃气碳排放量的精确性。25.电表端也设置有计算模块，既可代替台区计算终端的部分计算功能，也可对每户居民用户的电气、燃气产生的碳排放量进行准确计算，并用电表端带有的显示模块进行数据显示，以达到对居民住户的碳排提醒和预警功能。26.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例的技术方案的范围。









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