面向零碳园区的能源管理系统、方法和电子设备与流程

本发明涉及能源管理，特别是涉及一种面向零碳园区的能源管理系统及方法。

背景技术：

1、二氧化碳等温室气体造成的气候变化已引起世界各国高度关注。为应对全球变暖的趋势，减少温室气体排放量，各行各业在高质量发展的基础上设定了节能减排措施。传统的园区建设已从智慧园区转向零碳园区，并已成为行业发展的重要趋势。

2、零碳园区以无限接近零碳排放为目标，在园区建设和运营过程中，综合利用清洁能源及储能技术，应用先进互联网、智能化控制、微电网优化调度等技术，实现清洁能源高效利用；并通过基础分析，为园区减少碳排放的提供可参考数据。

3、零碳园区的建设必须以清洁能源的建设和使用为依托。目前，园区的清洁能源使用主要包括光伏发电和风力发电。光伏发电和风力发电都受气象环境的影响而形成出力不稳定的特性。为了平滑风电与光电的出力特性，零碳园区还需配备相应数量的储能，一般为风电与光电总发电量的20％～30％；

4、本技术发明人认识到：当前，园区的能源管理系统主要完成能源计量和基础分析，为园区实现零碳所提供的数据在全面性方面还有待提高。

技术实现思路

1、根据本发明的一个实施方式，其目的在于提供一种面向零碳园区的能源管理系统和方法，以为园区实现零碳提供更全面、更科学的支撑数据，便于管理者了解园区零碳源目标的差距，深入了解园区内碳排放重点区域，以针对性制定节能减碳措施。

2、上述目的可以是通过以下技术方案的实施方式实现：

3、根据本发明的一个方面，本发明提供的一种面向零碳园区的能源管理方法，包括：

4、对零碳园区进行网格区域划分，按照网格划分区域，实时获取用电计量数据；

5、根据所述用电计量数据，基于分析模型，分别进行能耗排行榜分析，进行电力传输损耗分析，进行储能容量合理性分析；

6、按单位时间，实时获取用能计量数据，所述用能计量数据包括园区内煤炭使用量p和天然气使用量m；根据所述用能计量数据和用电计量数据，基于能源与碳排放换算模型，动态计算并获取碳排放核算数据，并累计得到碳排放总量d；

7、按单位时间，获取植物碳汇估算数据ds；

8、根据计算公式d＝d-ds，计算所述碳排放总量d与植物碳汇估算数据ds的差值d；根据差值d的大小，分析园区当前碳排放量与零排放目标值的差距；其中，d越大，说明园区当前碳排放量距离零排放目标值的越远；

9、根据所获取的数据和分析得到的数据，基于碳足迹评估模板，动态更新碳足迹报告并导出。

10、可选地，所述方法还包括：根据所述用电计量数据和碳排放核算数据，对园区碳排放整体情况进行热力图展示。

11、可选地，对零碳园区进行网格区域划分，按照网格划分区域，实时获取用电计量数据的步骤中，包括：

12、按照楼宇、楼层、区域对零碳园区进行网格区域划分；

13、按网格划分区域和用电类型进行多维度实时监测和计量；

14、实时获取网格化用电监测与计量数据，并统计园区的总体用电量q；

15、从清洁能源发电系统，实时获取清洁能源发电量；其中，所述清洁能源发电量包括光伏站点发电总量qs和风力发电总量qf；

16、通过储能监测设备，实时获取储能设备的储能计量数据qc；

17、从电网实时获取火电用电量qh。

18、可选地，根据所述用电计量数据，基于分析模型，分别进行能耗排行榜分析，进行电力传输损耗分析，进行储能容量合理性分析的步骤中，包括：

19、根据所述网格化用电监测与计量数据，进行能耗排名，并对能耗排行榜进行分析；

20、通过计算园区的总体用电量q与火电用电量qh的差值，比较所述差值与清洁能源发电总量qq的大小，来判断是否存在电力传输损耗问题；其中，当q-qh≥qq时，不存在清洁电力传输损耗问题；当q-qh<qq，存在清洁电力传输损耗问题；

21、根据光伏站点发电总量qs和风力发电总量qf，按照计算公式为qq＝qs+qf，计算清洁能源发电总量qq，通过判断火电用电量qh与设计火电用量qhs的大小关系，并结合所述清洁能源发电总量qq与清洁能源设计发电量qqs的大小关系，来分析是否需要增加储能；其中，当qh>qhs且qq<qqs时，说明储能不足。

22、可选地，根据所述用能计量数据和用电计量数据，基于能源与碳排放换算模型，动态计算并获取碳排放核算数据，并累计得到碳排放总量d的步骤中；包括：

23、根据所述煤炭使用量，计算煤炭燃烧碳排放量dc；其中，煤炭燃烧碳排放量dc计算公式：dc＝kc’*p，kc’为原煤的碳排放系数；

24、根据所述天然气使用量，计算天然气燃烧碳排放量dg；其中，天然气燃烧碳排放量dg计算公式：dg＝kg*m，kg为天然气的碳排放系数；

25、根据火电用电量qh，按单位时间，计算火电用电碳排放量dh；其中，火电用电碳排放量dh计算公式：dh＝kh*qh，kh为火电用电的二氧化碳排放系数；

26、根据计算公式d＝dh+dc+dg，累积得到所述碳排放总量d。

27、可选地，所述煤炭燃烧的碳排放量计算公式：dc＝1.775*p；所述天然气燃烧的碳排放量计算公式：dg＝3.267*m；所述火电用电的碳排放量计算公式：dh＝0.997*qh。

28、可选地，所述植物碳汇估算数据ds是根据植物类型、光照和绿植面积，按单位时间，动态估算的园区内碳汇总量。

29、可选地，所述单位时间是指以天为单位。

30、根据本发明的另一个方面，本发明提供的一种面向零碳园区的能源管理系统，包括：

31、用电计量模块，用于对各设备的用电情况以网格化的方式进行实时监测和计量；

32、碳排放监测与核算模块，用于按单位时间对各种碳排放情况进行实时监测和核算；并根据碳排放核算数据计算碳排放总量d；

33、植物碳汇估算模块，用于按单位时间估算园区内植物碳汇估算数据ds；

34、基于模型的数据分析模块，用于获取用电计量数据并根据所述用电计量数据，基于分析模型，分别进行能耗排行榜分析，进行电力传输损耗分析，进行储能容量合理性分析；

35、碳足迹评估模块，包括零碳目标拟合子模块和碳足迹报告子模块，其中，所述零碳目标拟合子模块，用于获取碳排放核算数据和植物碳汇估算数据ds并根据计算公式d＝d-ds计算所述碳排放总量d与植物碳汇估算数据ds的差值d；并根据差值d的大小来分析园区当前碳排放量与零排放目标值的差距；其中，d越大，说明园区当前碳排放量距离零排放目标值的越远；所述碳足迹报告子模块，用于根据所获取的数据和分析得到的数据，基于碳足迹评估模板，实时动态更新碳足迹报告并导出。

36、可选地，所述碳足迹评估模块，还包括：碳排放热力图子模块，用于根据所述用电计量数据和碳排放核算数据，对园区碳排放整体情况进行热力图展示。

37、可选地，所述用电计量模块，包括：

38、网格化用电监测与计量子模块，用于根据园区网格划分区域和用电类型，进行多维度实时监测和计量，获取网格化用电监测与计量数据，并统计园区的总体用电量q；

39、清洁能源发电量计量子模块，与清洁能源发电系统相连，用于从清洁能源发电系统，实时获取清洁能源发电量，所述清洁能源发电系统包括光伏发电系统和风力发电系统，对应地，所述清洁能源发电量包括光伏站点发电总量qs和风力发电总量qf；

40、储能计量子模块，与储能监测设备相连，用于通过储能监测设备，实时获取储能设备的储能计量数据qc；

41、火电使用计量子模块，与电网相连，用于从电网实时获取火电用电量qh。

42、可选地，所述碳排放监测与核算模块，包括：

43、碳排放监测子模块，用于管理煤炭和天然气采购和使用情况，并按单位时间，获取园区内煤炭使用量p和天然气使用量m；

44、碳排放核算子模块，用于根据所述煤炭使用量，计算煤炭燃烧的碳排放量dc；根据所述天然气使用量，计算天然气燃烧的碳排放量dg；根据火电用电量qh，按单位时间，计算火电用电的碳排放量dh；根据计算公式d＝dh+dc+dg，累积得到所述碳排放总量d。

45、可选地，所述基于模型的数据分析模块，包括：

46、能耗排行榜分析子模块，用于实时获取用电计量数据，根据网格化用电监测与计量数据，进行能耗排名，并对能耗排行榜进行分析；

47、电力传输损耗分析子模块，用于实时获取用电计量数据，根据计算园区的总体用电量q与火电用电量qh的差值；比较所述差值与清洁能源发电总量qq的大小，判断是否存在电力传输损耗问题；其中，当q-qh≥qq时，不存在清洁电力传输损耗问题；当q-qh<qq，存在清洁电力传输损耗问题；

48、储能容量合理性分析子模块，用于实时获取用电计量数据，根据光伏站点发电总量qs和风力发电总量qf，按照计算公式为qq＝qs+qf，计算清洁能源发电总量qq；判断火电用电量qh与设计火电用量qhs的大小关系，并结合所述清洁能源发电总量qq与清洁能源设计发电量qqs的大小关系，分析是否需要增加储能；其中，当qh>qhs且qq<qqs时，说明储能不足。

49、根据本发明的另一个方面，本发明提供的一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被所述处理器执行时，实现所述的面向零碳园区的能源管理方法。

50、根据本发明的一个实施方式，能够对零碳园区的各种用电情况进行计量(例如清洁能源发电情况，园区用电情况等)，对园区碳排和碳汇进行动态核算和估算；并根据上述数据，可以进行能耗排行榜分析，电力传输损耗分析，和储能容量合理性分析，以及园区当前碳排放量与零排放目标值的差距分析。从而为园区实现零碳提供了更全面、更科学的支撑数据，有利于管理者更加全面、清晰的了解园区零碳源目标的差距，深入了解园区内碳排放重点区域，以针对性制定节能减碳措施。本发明针对零碳园区的能源管理提出的系统和方法更符合园区评价、评估。