本發(fā)明涉及低碳電力系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及基于大數(shù)據(jù)分析的電力系統(tǒng)碳排放計(jì)量方法。
背景技術(shù)：
1、在低碳電力領(lǐng)域中，電力系統(tǒng)碳排放量的測(cè)量與計(jì)算分析是基礎(chǔ)性工作。在計(jì)量碳排放量的過(guò)程中，動(dòng)態(tài)碳排放因子是實(shí)時(shí)反映電力系統(tǒng)單位電量碳排放強(qiáng)度的關(guān)鍵指標(biāo)，其核心在于根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)整碳排放因子，通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)迭代，精準(zhǔn)適配電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)變化。
2、現(xiàn)有技術(shù)中通常利用潮流追蹤算法對(duì)動(dòng)態(tài)碳排放因子進(jìn)行計(jì)算并更新；如申請(qǐng)公布號(hào)為cn118586927a公開(kāi)了一種動(dòng)態(tài)碳排放因子預(yù)測(cè)方法、裝置、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)的中國(guó)專利申請(qǐng)文件，其公開(kāi)了通過(guò)確定負(fù)荷的概率分布和新能源機(jī)組出力上限的概率分布，并進(jìn)行采樣得到實(shí)際負(fù)荷和實(shí)際機(jī)組出力，并計(jì)算多個(gè)時(shí)段的網(wǎng)絡(luò)潮流分布得到潮流計(jì)算結(jié)果，以得到動(dòng)態(tài)碳排放因子，并重新采樣，直至達(dá)到預(yù)設(shè)迭代次數(shù)，并根據(jù)多組動(dòng)態(tài)碳排放因子生成采樣結(jié)果，并根據(jù)采樣結(jié)果得到動(dòng)態(tài)碳排放因子的預(yù)測(cè)區(qū)間。
3、上述方案在計(jì)算碳排放因子時(shí)，其是通過(guò)采樣多個(gè)時(shí)段數(shù)據(jù)，計(jì)算多個(gè)時(shí)段的網(wǎng)絡(luò)潮流分布，然而各時(shí)段一般是依據(jù)傳統(tǒng)的固定時(shí)間間隔進(jìn)行劃分得到，此時(shí)默認(rèn)每段時(shí)間內(nèi)的電網(wǎng)狀態(tài)是穩(wěn)定的，即每段時(shí)間內(nèi)的碳排放因子是恒定的；然而現(xiàn)有技術(shù)中以固定時(shí)間間隔進(jìn)行分段，忽略了用電負(fù)荷、發(fā)電結(jié)構(gòu)或者瞬時(shí)環(huán)境因素等的不同導(dǎo)致碳排放因子不同的問(wèn)題，從而造成計(jì)算偏差或計(jì)算資源浪費(fèi)，最終導(dǎo)致碳排放量的計(jì)算不準(zhǔn)確。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提出基于大數(shù)據(jù)分析的電力系統(tǒng)碳排放計(jì)量方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的碳排放量的計(jì)算不準(zhǔn)確問(wèn)題；為此，本發(fā)明在如下的一個(gè)方面中提供方案。
2、本發(fā)明提供的基于大數(shù)據(jù)分析的電力系統(tǒng)碳排放計(jì)量方法，包括：
3、獲取設(shè)定時(shí)間段內(nèi)用電負(fù)荷功率數(shù)據(jù)的第一曲線和發(fā)電機(jī)組的出力比例數(shù)據(jù)的第二曲線；
4、分別對(duì)第一曲線和第二曲線進(jìn)行劃分，得到第一曲線的分段點(diǎn)集和第二曲線的分段點(diǎn)集；獲取兩分段點(diǎn)集的并集；
5、利用所述并集分別對(duì)第一曲線和第二曲線進(jìn)行分段，得到第一曲線的多個(gè)曲線段和第二曲線的多個(gè)曲線段；
6、計(jì)算任一曲線中相鄰兩曲線段的分離度，若分離度大于設(shè)定閾值，則相鄰兩曲線段不合并，進(jìn)而得到對(duì)應(yīng)曲線的多個(gè)時(shí)段下的分段結(jié)果；所述分離度與最大偏移度正相關(guān)，與最小相似度反相關(guān)；最大偏移度為兩曲線中同一時(shí)刻的分段點(diǎn)的偏移度中較大值，所述最小相似度為兩曲線中同一時(shí)刻的分段點(diǎn)兩側(cè)曲線段的相似度中較小值；所述偏移度表征分段點(diǎn)的波動(dòng)情況；
7、利用潮流追蹤算法，獲取任一時(shí)段下的動(dòng)態(tài)碳排放因子。
8、上述方案先分別對(duì)設(shè)定時(shí)間段內(nèi)用電負(fù)荷功率數(shù)據(jù)的第一曲線和發(fā)電機(jī)組的出力比例數(shù)據(jù)的第二曲線進(jìn)行劃分，之后將兩個(gè)曲線劃分得到的分段點(diǎn)的集合，作為之后各曲線的分段點(diǎn)，這樣保持了同一電力系統(tǒng)的兩個(gè)不同維度曲線的統(tǒng)一劃分，避免了后續(xù)分析數(shù)據(jù)不一致的問(wèn)題；同時(shí)由于上述劃分是采用了兩個(gè)曲線的分段點(diǎn)的集合，可能存在過(guò)度劃分的問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)獲取相鄰兩曲線段的分離度，以判斷是否進(jìn)行合并，避免過(guò)度劃分的問(wèn)題，最終獲取了更為合適的不同時(shí)段下的曲線段，能夠使每個(gè)時(shí)間分段內(nèi)的碳排放因子趨于穩(wěn)定以提高碳排量計(jì)算的準(zhǔn)確度。
9、可選的，所述分離度為：
10、；
11、式中，為第一曲線、第二曲線中第a個(gè)曲線段與第a+1個(gè)曲線段交界處的分段點(diǎn)的偏移度中較大值，為第一曲線、第二曲線中第a個(gè)曲線段與第a+1個(gè)曲線段的相似度中較小值，exp(?)為指數(shù)函數(shù)。
12、上述方案綜合兩曲線中兩相鄰曲線段的相似度以及分段點(diǎn)的偏移度，能夠獲取準(zhǔn)確的分離度。
13、可選的，所述分別對(duì)第一曲線和第二曲線進(jìn)行劃分，得到第一分段點(diǎn)集和第二分段點(diǎn)集，包括：
14、以第一曲線或第二曲線為目標(biāo)曲線，以目標(biāo)曲線中初始時(shí)刻對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)作為初始分段點(diǎn)，計(jì)算目標(biāo)曲線中其他剩余數(shù)據(jù)的偏移度；響應(yīng)于所述偏移度大于閾值，則將對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)作為分段點(diǎn)；遍歷所有剩余數(shù)據(jù)，得到目標(biāo)曲線的分段點(diǎn)集。
15、上述方案通過(guò)評(píng)估各曲線中任一數(shù)據(jù)的偏移度，能夠通過(guò)偏移度進(jìn)行數(shù)據(jù)的分類，使得相似的數(shù)據(jù)分為一類。
16、可選的，所述偏移度為：
17、；
18、式中，為目標(biāo)曲線中第i個(gè)數(shù)據(jù)，為第i個(gè)數(shù)據(jù)所在局部段內(nèi)所有數(shù)據(jù)的均值，為第i個(gè)數(shù)據(jù)所在局部段內(nèi)所有數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差，為第個(gè)數(shù)據(jù)的斜率，為第個(gè)數(shù)據(jù)所在局部段內(nèi)所有數(shù)據(jù)的斜率的均值，為第個(gè)數(shù)據(jù)所在局部段內(nèi)所有數(shù)據(jù)的斜率的標(biāo)準(zhǔn)差，norm(?)為歸一化函數(shù)；所述局部段為第i個(gè)數(shù)據(jù)到第i個(gè)數(shù)據(jù)之前且距離第i個(gè)數(shù)據(jù)最近的分段點(diǎn)之間的時(shí)序段；所述第i個(gè)數(shù)據(jù)為用電負(fù)荷功率或出力比例，i大于1。
19、上述方案通過(guò)對(duì)局部段內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以確定局部段的末端數(shù)據(jù)屬于分段點(diǎn)的可能性。
20、可選的，所述相似度為：
21、；
22、式中，為利用dtw算法進(jìn)行目標(biāo)曲線中第a個(gè)曲線段與第a+1個(gè)曲線段的匹配過(guò)程中匹配點(diǎn)對(duì)的總數(shù)，為第m個(gè)匹配點(diǎn)對(duì)中屬于第a個(gè)曲線段的第k個(gè)數(shù)據(jù)的偏移度，為第m個(gè)匹配點(diǎn)對(duì)中屬于第a+1個(gè)曲線段的第n個(gè)數(shù)據(jù)的偏移度，為利用dtw算法得到的第m個(gè)匹配點(diǎn)對(duì)中兩數(shù)據(jù)之間的最短路徑距離。
23、上述方案利用偏移度對(duì)dtw算法過(guò)程中匹配點(diǎn)對(duì)進(jìn)行加權(quán)，能夠獲取更準(zhǔn)確的相似度。
24、可選的，所述相似度采用dtw算法對(duì)任一曲線中相鄰兩曲線段進(jìn)行計(jì)算得到。
25、可選的，所述利用潮流追蹤算法，獲取任一時(shí)段下的動(dòng)態(tài)碳排放因子，包括：
26、根據(jù)每個(gè)分段結(jié)果對(duì)應(yīng)時(shí)段下的用電負(fù)荷功率數(shù)據(jù)以及發(fā)電機(jī)組的出力比例數(shù)據(jù)，計(jì)算對(duì)應(yīng)時(shí)段下的網(wǎng)絡(luò)潮流分布；
27、并根據(jù)多個(gè)時(shí)段下的網(wǎng)絡(luò)潮流分布得到潮流計(jì)算結(jié)果；
28、根據(jù)潮流計(jì)算結(jié)果生成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)矩陣，進(jìn)而得到動(dòng)態(tài)碳排放因子。
29、可選的，所述第一曲線和第二曲線分別通過(guò)繪制所述用電負(fù)荷功率數(shù)據(jù)和發(fā)電機(jī)組的出力比例數(shù)據(jù)得到。
30、可選的，還包括：采用小波變換對(duì)所述用電負(fù)荷功率數(shù)據(jù)和發(fā)電機(jī)組的出力比例數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理。
31、可選的，所述發(fā)電機(jī)組的出力比例數(shù)據(jù)中各出力比例為不同發(fā)電種類所占發(fā)電總量的比例。
32、本發(fā)明的有益效果為：
33、本發(fā)明的方案對(duì)用電負(fù)荷功率數(shù)據(jù)的第一曲線和發(fā)電機(jī)組的出力比例數(shù)據(jù)的第二曲線進(jìn)行先后兩次劃分，然后再進(jìn)行是否合并的判斷，以對(duì)計(jì)算碳排量的時(shí)間周期進(jìn)行分段，保證了各時(shí)間分段內(nèi)的碳排放因子趨于穩(wěn)定以提高碳排量計(jì)算的準(zhǔn)確度。
1.基于大數(shù)據(jù)分析的電力系統(tǒng)碳排放計(jì)量方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大數(shù)據(jù)分析的電力系統(tǒng)碳排放計(jì)量方法，其特征在于，所述分離度為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于大數(shù)據(jù)分析的電力系統(tǒng)碳排放計(jì)量方法，其特征在于，所述分別對(duì)第一曲線和第二曲線進(jìn)行劃分，得到第一分段點(diǎn)集和第二分段點(diǎn)集，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于大數(shù)據(jù)分析的電力系統(tǒng)碳排放計(jì)量方法，其特征在于，所述偏移度為：
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于大數(shù)據(jù)分析的電力系統(tǒng)碳排放計(jì)量方法，其特征在于，所述相似度為：
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于大數(shù)據(jù)分析的電力系統(tǒng)碳排放計(jì)量方法，其特征在于，所述相似度采用dtw算法對(duì)任一曲線中相鄰兩曲線段進(jìn)行計(jì)算得到。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大數(shù)據(jù)分析的電力系統(tǒng)碳排放計(jì)量方法，其特征在于，所述利用潮流追蹤算法，獲取任一時(shí)段下的動(dòng)態(tài)碳排放因子，包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大數(shù)據(jù)分析的電力系統(tǒng)碳排放計(jì)量方法，其特征在于，所述第一曲線和第二曲線分別通過(guò)繪制所述用電負(fù)荷功率數(shù)據(jù)和發(fā)電機(jī)組的出力比例數(shù)據(jù)得到。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于大數(shù)據(jù)分析的電力系統(tǒng)碳排放計(jì)量方法，其特征在于，還包括：采用小波變換對(duì)所述用電負(fù)荷功率數(shù)據(jù)和發(fā)電機(jī)組的出力比例數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于大數(shù)據(jù)分析的電力系統(tǒng)碳排放計(jì)量方法，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)組的出力比例數(shù)據(jù)中各出力比例為不同發(fā)電種類所占發(fā)電總量的比例。