本发明属于碳排放量计算,具体是一种换流站碳排放计算方法、介质及电子设备。
背景技术:
1、换流站是高压直流输电系统中,用于将交流电转换为直流电,或者将直流电转换为交流电,以满足电力系统的安全稳定和电能质量要求的输变电设施。换流站内包括阀厅、主控楼、辅控楼、gis室、综合楼等基础设施,各项设施通过产生温室气体排放对环境气候产生重要影响。
2、随着全球气候变化问题日益严重,碳排放管控成为了社会关注的焦点。换流站在电力系统运行中发挥着关键作用,但其建设和运行过程中伴随着大量的碳排放。目前,传统碳排放计算多基于建筑、系统或设备的单项消耗,尚缺乏针对换流站建设和运行特性的碳排放计算方法,且在换流站碳排放的空间分解能力上存在限制,对换流站碳排放空间规律的理解缺乏量化支撑,难以对换流站高碳排空间进行准确定位并实现对换流站碳排放的精准管控。
技术实现思路
1、本发明提供一种换流站碳排放计算方法、介质及电子设备,可有效解决背景技术中的问题。
2、为实现上述目的,在本技术的第一方面提供了一种换流站碳排放计算方法,所述方法包括:
3、基于设计施工图纸划定换流站物理边界;
4、结合换流站建设及运行特性划定碳排放物质边界;
5、根据换流站物理边界内功能单元区分一级特征区域;
6、根据换流站各特征区域的类型,匹配区域碳排放要素;
7、在确定的碳排放物质边界和区域碳排放要素内,对各一级特征区域的碳排放量进行综合计算;
8、根据计算结果,绘制换流站碳排放总量空间分布图,及空间碳排因子分布图,与同类换流站空间碳排因子分布图进行对比,判定碳排放量是否合理。
9、可选的,所述换流站物理边界为换流站用地红线边界,所述碳排放物质边界包括一类物质、二类物质、…、六类物质,所述一级特征区域包括阀厅区、控制楼区、备品库区、gis区、继电器室区、柔直变室区、综合楼区和室外场地区。
10、可选的,所述一级特征区域根据碳排放计算的空间粒度要求及获取数据精细度,进一步细分二级特征区域,所述控制楼区的二级特征区域划分为主控楼区和辅控楼区,所述备品库区的二级特征区域划分为一次备品库区和二次备品库区,所述综合楼区的二级特征区域划分为综合楼办公区和综合楼居住区。
11、可选的,匹配区域碳排放要素需建立区域三维碳排放要素库,所述区域三维碳排放要素库的第一维度设定为换流站碳排放物质边界内按照阶段划分的时间切片,所述区域三维碳排放要素库的第二维度设定为换流站碳排放物质边界按照材料和设备划分的系统切片;所述区域三维碳排放要素库的第三维度为特征区域的类型。
12、可选的,所述时间切片包括生产阶段、运输阶段、施工阶段、运行阶段和拆除阶段,所述系统切片包括建筑系统和电力设备系统,根据所述特征区域的类型,遍历匹配区域三维碳排放要素库中的第一维度和第二维度,得到所述特征区域的碳排放要素。
13、可选的,对各特征区域的碳排放量进行综合计算包括通用碳排放要素计算和特征区域自有碳排放要素计算,对于任一特征区域,该特征区域总碳排放量为采用通用碳排放要素计算和特征区域自有碳排放要素计算方法获得的碳排放量之和。
14、可选的,所述通用碳排放要素按照以下方式计算:
15、
16、其中,ccu为通用碳排放要素,mi、ml分别为第i类装配式建筑材料和第l类常规建筑材料的质量;mj为第j项设备的数量;mfi、mfl分别为第i类装配式建筑材料和第l类常规建筑材料的碳排放因子;mfj为单位数量第j项设备的碳排放因子;di、dl、dj分别是第i类装配式建筑材料、第l类常规建筑材料、第j项设备运至项目场地的运输距离;tfi和tfl分别是第i类装配式建筑材料和第l类常规建筑材料单位运输距离的碳排放因子;tfj为第j项设备单位运输距离的碳排放因子;ec为分部分项工程和变电措施项目的第c类能源用量;efc为第c类能源的碳排放因子;ph为特征区域第h日照明功率密度值;a为特征区域照明面积;pp为应急灯照明功率密度;ehvac为特征区域空调系统电耗;efe为电力碳排放因子。
17、可选的,所述特征区域自有碳排放要素计算包括阀厅区自有碳排放要素计算、gis室区自有碳排放要素计算、控制楼区自有碳排放要素计算、综合楼区自有碳排放要素计算和室外场地区自有碳排放要素计算。
18、可选的,所述阀厅区自有碳排放要素计算包括阀厅电力设备运行产生的电力损耗碳排放计算和阀冷设备运行的用电碳排放计算,按照以下方式计算:
19、cft=(eqlf+efl)efe
20、其中,cft为阀厅区自有碳排放量,eql为阀厅输变电量;f为阀厅电力损耗因子;efl为阀冷系统用电量;efe为电力碳排放因子;
21、所述gis室区自有碳排放要素计算包括sf6气体泄漏碳排放计算,按照以下方式进行:
22、cgis=s6sf6
23、其中,cgis为gis室自有碳排放量;s6为gis设备泄漏的sf6气体质量;sf6为单位sf6气体质量的当量碳排放因子;
24、所述控制楼区自有碳排放要素计算包括办公设备用电碳排放计算和电梯系统用电碳排放计算,并按照以下方式计算:
25、
26、其中,ckz为控制楼区自有碳排放;ww为控制楼区办公设备功率密度;p为特定能量消耗;ta为电梯年平均运行小时数;v为电梯速度;w为电梯额定载重量;estandby为电梯待机时能耗;ts为电梯年平均待机小时数;efe为电力碳排放因子;a为控制楼区面积;
27、所述综合楼区自有碳排放要素计算包括办公设备用电碳排放计算、电梯系统用电碳排放计算、太阳能热水系统减碳量计算、光伏系统减碳量计量,并按照以下方式进行:
28、
29、其中,czh为综合楼区自有碳排放;ac为太阳能热水系统的年供能量;jt为太阳能集热器采光面上的年平均太阳辐照量;ηcd为基于总面积的集热器平均集热效率;ηl为管路和储热装置的热损失率;efh为热力碳排放因子;erpv为光伏系统的年发电量;i为光伏电池表面的年太阳辐射照度;ke为光伏电池的转换效率;ks为光伏系统的损失效率;ap为光伏系统光伏面板净面积;gg为综合楼区办公设备功率密度;efe为电力碳排放因子;a为综合楼区面积;
30、所述室外场地区自有碳排放要素计算包括绿化碳汇系统的减碳量,并按照以下方式计算:
31、
32、其中,cp为换流站绿地碳汇系统年减碳量;thi为第i种植被类型每年单位面积的固碳量;si为第i种植被类型种植面积。
33、可选的,换流站碳排放总量空间分布图内,任一特征区域的碳排放总量,为该特征区域通用碳排放要素和特征区域自有碳排放要素计算的碳排放量之和;
34、空间碳排因子分布图中,针对任一特征区域的空间碳排因子,按照以下方式进行计算:
35、
36、其中,yi特征区域i的空间碳排因子;ci为特征区域i的碳排放总量;c为换流站碳排放总量为全部特征区域碳排放总量之和;
37、获取换流站所在省份的其它换流站各特征区域的空间碳排因子,计算中位数,记为
38、若则判定该特征区域碳排放为合理碳排放量;
39、若则生成该特征区域碳排放量偏高警示。
40、在本技术的第二方面提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器加载并执行时,采用了第一方面中任一项所述的方法。
41、在本技术的第三方面提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器中并能够在处理器上运行的计算机程序,所述处理器加载并执行计算机程序时,采用了第一方面中任一项所述的方法。
42、综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
43、本发明针对换流站建设和运行特性进行碳排放计算,在换流站碳排放的空间分解能力上不存在限制,能够实现对换流站高碳排空间进行准确定位并实现对换流站碳排放的精准管控。
1.一种换流站碳排放计算方法,其特征在于,所述方法包括:
2.如权利要求1所述的一种换流站碳排放计算方法,其特征在于,所述换流站物理边界为换流站用地红线边界,所述碳排放物质边界包括一类物质、二类物质、…、六类物质,所述一级特征区域包括阀厅区、控制楼区、备品库区、gis区、继电器室区、柔直变室区、综合楼区和室外场地区。
3.如权利要求2所述的一种换流站碳排放计算方法,其特征在于,所述一级特征区域根据碳排放计算的空间粒度要求及获取数据精细度,进一步细分二级特征区域,所述控制楼区的二级特征区域划分为主控楼区和辅控楼区,所述备品库区的二级特征区域划分为一次备品库区和二次备品库区,所述综合楼区的二级特征区域划分为综合楼办公区和综合楼居住区。
4.如权利要求1所述的一种换流站碳排放计算方法,其特征在于,匹配区域碳排放要素需建立区域三维碳排放要素库,所述区域三维碳排放要素库的第一维度设定为换流站碳排放物质边界内按照阶段划分的时间切片,所述区域三维碳排放要素库的第二维度设定为换流站碳排放物质边界按照材料和设备划分的系统切片;所述区域三维碳排放要素库的第三维度为特征区域的类型。
5.如权利要求4所述的一种换流站碳排放计算方法,其特征在于,所述时间切片包括生产阶段、运输阶段、施工阶段、运行阶段和拆除阶段,所述系统切片包括建筑系统和电力设备系统,根据所述特征区域的类型,遍历匹配区域三维碳排放要素库中的第一维度和第二维度,得到所述特征区域的碳排放要素。
6.如权利要求1所述的一种换流站碳排放计算方法,其特征在于,对各特征区域的碳排放量进行综合计算包括通用碳排放要素计算和特征区域自有碳排放要素计算,对于任一特征区域,该特征区域总碳排放量为采用通用碳排放要素计算和特征区域自有碳排放要素计算方法获得的碳排放量之和。
7.如权利要求6所述的一种换流站碳排放计算方法,其特征在于,所述通用碳排放要素按照以下方式计算:
8.如权利要求6所述的一种换流站碳排放计算方法,其特征在于,所述特征区域自有碳排放要素计算包括阀厅区自有碳排放要素计算、gis室区自有碳排放要素计算、控制楼区自有碳排放要素计算、综合楼区自有碳排放要素计算和室外场地区自有碳排放要素计算。
9.如权利要求8所述的一种换流站碳排放计算方法,其特征在于,所述阀厅区自有碳排放要素计算包括阀厅电力设备运行产生的电力损耗碳排放计算和阀冷设备运行的用电碳排放计算,按照以下方式计算:
10.如权利要求1所述的一种换流站碳排放计算方法,其特征在于,换流站碳排放总量空间分布图内,任一特征区域的碳排放总量,为该特征区域通用碳排放要素和特征区域自有碳排放要素计算的碳排放量之和;
11.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器加载并执行时,采用了权利要求1-10中任一项所述的方法。
12.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器中并能够在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器加载并执行计算机程序时,采用了权利要求1-10中任一项所述的方法。