一种基于碳排放流的碳排放响应计算方法及系统

本发明涉及碳排放，特别涉及一种基于碳排放流的碳排放响应计算方法及系统。

背景技术：

1、碳排放是指人类活动产生的二氧化碳等温室气体排放到大气中的过程。由于温室气体的过量排放导致了全球气候变暖等严重后果，为了减缓气候变化的影响，各国纷纷采取措施来降低碳排放。

2、基于碳排放流的碳排放是指企业或个人在生产、消费等活动中所产生的碳排放量。为了减少碳排放量，各国政府、企业和个人采取了各种技术手段；其中，从碳排放管理和碳交易市场进行优化式管理设计，能够从源头上控制碳排放；

3、但是，发明人经长期工作与研究发现，在现有的碳排放管理和碳交易市场的系统流程化管理中，其存在如下技术问题，导致了碳排放控制管理的相关缺陷：

4、（1）缺乏准确性：传统技术中的碳排放管理和碳交易市场通常依赖于经验和估算，而不是基于科学的数据分析和模型计算。因此，它们往往缺乏准确性和可靠性，难以有效监测和控制碳排放。

5、（2）缺乏灵活性：传统技术中的碳排放管理和碳交易市场通常采用固定的碳配额分配方案，难以灵活地调整和优化。这使得它们无法应对碳排放量的变化和市场需求的变化，缺乏适应性和可持续性。

6、（3）高成本：传统技术中的碳排放管理和碳交易市场往往需要大量的人力、物力和财力投入，造成高昂的管理成本和交易成本。这使得它们难以普及和推广，限制了其应用范围和效果。

7、（4）缺乏透明度：传统技术中的碳排放管理和碳交易市场往往缺乏透明度和公正性，使得市场参与者难以了解和掌握市场信息和交易情况。这可能导致市场的不稳定和不公平，影响市场效率和信任度。

8、因此，如果通过应用一种计算模型及系统，可以克服传统技术中的这些缺点，提高碳排放管理和碳交易市场的效率和准确性，优化碳配额分配方案，实现碳排放减排和碳市场的可持续发展。

9、为此，提出一种基于碳排放流的碳排放响应计算方法及系统。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例希望提供一种基于碳排放流的碳排放响应计算方法及系统，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供一种有益的选择；

2、本发明实施例的技术方案是这样实现的：

3、第一方面

4、一种基于碳排放流的碳排放响应计算方法，包括如下步骤：

5、s1、输入碳配额总量和各个碳排放源的碳排放量；

6、s2、根据输入的数据，计算各个碳排放源的碳配额需求；

7、s3、初始化线性规划问题，确定目标函数和约束条件；

8、s4、使用线性规划算法，计算最优的碳配额分配方案；

9、s5、输出最优的碳配额分配方案和对应的目标函数值。

10、在上述实施方式中：该基于碳排放流的碳排放响应计算方法可以通过编程语言实现。可以使用编程语言编写一个软件程序，用户可以在软件程序中输入碳配额总量和各个碳排放源的碳排放量，软件程序会根据输入的数据，计算出各个碳排放源的碳配额需求，然后通过线性规划算法计算最优的碳配额分配方案，最后输出最优的碳配额分配方案和对应的目标函数值。

11、其中在一种实施方式中：

12、该计算方法为：

13、设有n个碳排放源购买碳配额以弥补其碳排放量；

14、设第i个碳排放源的碳排放量为xi，购买的碳配额价格为pi；

15、目标函数：最小化p1x1+p2x2+...+pn*xn；

16、约束条件：x1+x2+...+xn≤q（总碳排放量不超过配额）；

17、x1≥0,x2≥0,...,xn≥0（碳排放量为非负数）；

18、其中：

19、q：碳配额的总量；

20、p1,p2,...,pn：每个碳排放源需要购买的碳配额价格；

21、x1,x2,...,xn：每个工厂的碳排放量。

22、在上述实施方式中：该计算方法可以通过编程语言实现。可以使用编程语言编写一个软件程序，用户可以在软件程序中输入n个碳排放源的碳排放量和每个碳排放源需要购买的碳配额价格，同时输入碳配额总量q，软件程序会根据输入的数据，初始化线性规划问题，然后使用线性规划算法，计算最优的碳配额分配方案，最后输出最优的碳配额分配方案和对应的目标函数值。

23、其中在一种实施方式中：

24、对上述公式可考虑列入更多计算条件进行迭代，其中：

25、设第i个碳排放源的生产量为yi；

26、能源消耗为ei；

27、其生产碳排放量为ai：

28、目标函数：最小化p1x1+p2x2+...+pn*xn；

29、约束条件：a1y1+e1x1≤x1_max（碳排放量不超过最大值）；

30、a2y2+e2x2≤x2_max；

31、...

32、anyn+enxn≤xn_max；

33、x1+x2+...+xn≤q（总碳排放量不超过配额）；

34、x1≥0,x2≥0,...,xn≥0（碳排放量为非负数）；

35、其中：

36、q：碳配额的总量；

37、p1,p2,...,pn：每个碳排放源需要购买的碳配额价格；

38、x1,x2,...,xn：每个碳排放源的碳排放量；

39、y1,y2,...,yn：每个碳排放源的生产量；

40、a1,a2,...,an：每个碳排放源的单位生产碳排放量；

41、e1,e2,...,en：每个碳排放源的单位能源消耗。

42、在上述实施方式中：该计算方法可以使用线性规划算法实现。用户可以在程序中输入n个碳排放源的生产量、单位生产碳排放量、单位能源消耗以及每个碳排放源需要购买的碳配额价格。同时输入碳配额总量q，程序会根据输入的数据，初始化线性规划问题，然后使用线性规划算法，计算最优的碳配额分配方案，最后输出最优的碳配额分配方案和对应的目标函数值。

43、第二方面

44、一种基于碳排放流的碳排放响应系统，上述的计算方法或迭代后的计算方法，其中该系统包括了：

45、检测端，所述检测端与碳排放源的碳排放量建立数字反馈的输出与输入关系；

46、后台控制端，所述后台控制端通过模型寄存硬件寄存有所述计算方法的程序，并通过cpu模块解算；

47、所述检测端和所述后台控制端之间无线通讯连接。

48、在上述实施方式中：该基于碳排放流的碳排放响应系统包括检测端和后台控制端。检测端安装在碳排放源内，通过数字反馈技术实时检测碳排放源的碳排放量，并将检测到的数据通过无线通讯连接传输到后台控制端。后台控制端寄存有计算方法的程序，通过cpu模块解算碳排放量、生产量、能源消耗等参数，并计算出最优的碳配额分配方案。最后将最优的碳配额分配方案输出，以实现碳排放的减排和配额的优化。

49、其中在一种实施方式中：所述检测端包括与mcu模块连接的功能性模块和与碳排放源的碳排放量建立数字反馈的输出与输入的分布式系统模块；所述mcu模块连接于第一无线通讯模块，所述mcu模块通过所述第一无线通讯模块与后台控制端的第二无线通讯模块无线连接；所述第二无线通讯模块与所述cpu模块连接。

50、在上述实施方式中：所述检测端的功能性模块可以是各种传感器或监测设备，例如，可以使用温度传感器、压力传感器、流量计等设备来实现对碳排放源的监测。所述分布式系统模块可以是一套监控与数据采集系统（scada）或分布式控制系统（dcs），用于实时监测和采集碳排放源的相关数据，并将其反馈给mcu模块。

51、其中在一种实施方式中：所述分布式系统模块包括dcs集成模块或scada集成模块中的一种或多种任意组合；dcs集成模块或scada集成模块指代碳排放源（例如生产工厂、使用煤炭的大形机械装置或系统化大形建筑等）的总控制系统；

52、在上述实施方式中：dcs（分布式控制系统）和scada（监控与数据采集系统）都是现代工业自动化系统中常见的集成模块。dcs集成模块是一种分布式的工业控制系统，由多个控制器、i/o模块和人机接口组成，它可以集成多个生产过程中的数据、控制和管理，实现集中控制、实时监测和优化管理。scada集成模块是一种基于计算机和通信技术的工业监控系统，主要用于对生产现场的设备和过程进行监测、采集、分析和控制。

53、其中在一种实施方式中：所述功能性模块包括与所述cpu模块连接的电源模块、运算放大模块和稳压滤波模块。所述cpu模块还交互连接有用于寄存碳排放数据的数据寄存器。

54、在上述实施方式中：在该实施方式中，功能性模块是系统中的重要组成部分，其中电源模块、运算放大模块和稳压滤波模块均与cpu模块相连接。

55、其中在一种实施方式中：所述第二无线通讯模块还无线连接有云端，所述云端与用户交互端无线交互连接。

56、在这种实施方式中，第二无线通讯模块除了连接cpu模块，还连接了一个云端。这个云端充当了一个数据中心，可以存储和管理所有碳排放相关的数据，包括每个碳排放源的碳排放量、生产量、能源消耗、碳配额需求等信息。同时，云端还可以通过无线连接与用户交互端无线交互连接，为用户提供可视化的数据展示和管理功能，让用户可以随时了解碳排放情况和碳配额需求，进而调整管理策略。云端也可以配合其他数据分析工具，帮助决策层更好地进行碳排放管理和决策。

57、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

58、一、碳排放管理更加精准：通过该计算模型和应用系统，可以精确计算各个碳排放源需要购买的碳配额数量，有效地控制碳排放总量，减少环境污染，实现可持续发展。

59、二、碳交易市场更加公平：通过计算模型和应用系统，可以在市场上实现碳配额的交易，从而促进碳交易市场的发展。这可以促进碳排放权的流通和再分配，使得碳排放权的价格更加合理、公平。

60、三、精准控制碳排放成本：该计算模型和应用系统可以帮助企业精准控制碳排放成本，避免过度购买碳配额，降低企业经营成本，提高企业竞争力。

61、四、降低碳排放对企业的影响：该计算模型和应用系统可以帮助企业控制碳排放量，从而避免因碳排放量过高而受到环保政策的影响，降低企业的风险。

62、综上所述，该计算模型和应用系统可以帮助企业合理分配碳排放配额，降低碳排放成本，提高环境保护和经济效益，实现可持续发展。