基于BP神经网络的柴油发电机组碳排放量化计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于BP神经网络的柴油发电机组碳排放量化计算方法，本发明专利技术旨在基于BP神经网络量化计算不同柴油发电机燃烧不同品质油发电下产生的碳排放，结合在线采集技术，实现柴油发电机组碳排放量化动态计算，提高计算效率和准确度；本发明专利技术提供一种基于BP神经网络的柴油发电机组碳排放量化计算方法，克服了柴油发电机组的碳排放难以有效计算，特别是在线动态计算的技术难题；本发明专利技术的方法流程简单，计算模型构造合理叠加BP神经网络训练计算，计算数据量全面，计算过程中的中间结构含义明确，计算方法实用性强，有利于柴油发电机组碳排放控制计算的使用和推广，有利于掌握不同类型柴油发电机组碳排放规律，支撑柴油机组碳减排。碳减排。碳减排。

【技术实现步骤摘要】
基于BP神经网络的柴油发电机组碳排放量化计算方法


[0001]本专利技术涉及电力系统领域，具体是柴油发电机组碳排放量化计算


技术介绍

[0002]柴油本身是石油提炼后的一种油矿物质，是一种碳氢化合物的混合物，在柴油机燃烧柴油产生动力时，会产生二氧化碳排放，不同类型柴油机组运行过程中产生的碳排放不同，不利于国家碳减排目标的实现。
[0003]柴油发电机组通过发动机燃烧柴油，将热能转化为机械能，再通过发动机旋转驱动发电机切割磁场，最终产生电能。目前柴油发电机组主要有以下应用场景：一是自备电源，当区域没有电网供电，如海上孤岛、偏远山区、荒漠等区域，需要柴油发电机组发电，供给电力。二是应急电源，主要针对电网故障、停电等意外情况，配置一定数量的柴油发电机组作为应急电源，保障电力供应的持续性。三是替代电源，主要为了弥补电网供电能力不足时，或新能源发电不足时，电网来电不能满足用户需求，此时，将柴油发电机组短时替代电网供电。四是移动电源，由于柴油发电机组轻便灵活易操作的特点，常与车辆一起组成移动电源，在油田、野外工程施探险、轮船等场景具有使用。五是消防电源，柴油发电机组常用于消防，为楼宇消防设备而配备的电源，当发生火灾电网供电被切断，柴油发电机组发电给消防设备提供动力。综上，柴油发电机组应用场景广泛，其运行产生的碳排放巨大，但现有研究较少关注柴油发电机组的碳排放。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是柴油发电机组的碳排放难以有效计算，特别是在线动态计算难；针对以上问题，面向不同场景，为掌握柴油发电机组碳排放，支撑柴油发电机组碳减排，提出基于BP神经网络的柴油发电机组碳排放量化计算方法，主要包括：柴油发电机组电油信息采集技术、不同类型柴油机组碳排放计算模型、基于BP神经网络的柴油发电机组碳排放因子模型、构建柴油发电机组发电功率碳排放在线计算模型，量化计算不同类型柴油发电机组碳排放；本专利技术提供如下技术方案：基于BP神经网络的柴油发电机组碳排放量化计算方法，包括如下步骤：S1.采集柴油发电机组中全部不同类型柴油发电机的电油信息数据，形成基础数据库；S2.构建柴油发电机组的有功/无功功率下碳排放量计算模型，并利用S1中采集的电油信息数据，计算柴油发电机组的碳排放数据，更新基础数据库形成电油碳信息数据，并划分训练集和测试集；S3.构建基于BP神经网络的柴油发电机组有功/无功功率下碳排放因子模型，并利用S2中相应的训练集和测试集，进行训练和测试得到柴油发电机组有功/无功功率下碳排
放因子模型，并依据模型给出柴油发电机组在使用不同品质油时单位有功/无功功率下对应的碳排放因子；S4.构建柴油发电机组发电功率碳排放在线计算模型；S5. 在线采集柴油发电机组的发电功率数据，区分有功和无功功率；结合S3获得的相应碳排放因子，依据上述碳排放在线计算模型，在线动态计算柴油发电机组相应的发电功率碳排放量。
[0005]优选地，对于S1中基于传感装置的采集技术是利用目前成熟的传感装置和物联网技术采集柴油发电机组的电油信息数据，该电油信息数据包括柴油发电机组有功、无功数据，不同类型品质油数据以及柴油发电机组油耗量数据；其中电油信息数据中柴油发电机组有功、无功数据如公式（1）所示：
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（1）式中：为时刻柴油发电机组有功功率向量，为时刻类型为的柴油发电机发出的有功功率，；，，分别表示高速柴油发电机、中速柴油发电机、低速柴油发电机三类柴油发电机；为时刻柴油发电机组无功功率向量，为时刻类型为的柴油发电机组发出的无功功率，。
[0006]优选的，对于S1中电油信息数据中不同类型品质油数据处理如公式（2）所示：
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（2）式中：为品质油向量数据，分别表示类型为30#、20#、10#、5#、0#、
‑
5#、
‑
10#、
‑
21#、
‑
35#的品质油；依据上述不同类型品质油数据，电油信息数据中柴油发电机组油耗量数据如公式（3）所示：
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（3）式中：为时刻不同类型柴油发电机组发出有功时对应消耗的不同品
质油的油耗量数据，为时刻不同类型柴油发电机组发出无功时对应消耗的不同品质油的油耗量数据；为时刻柴油发电机组发出有功时，品质油的油耗量数据；为时刻柴油发电机组发出无功时，品质油的油耗量数。
[0007]优选的，对于S2中构建的柴油发电机组的有功/无功功率下碳排放量计算模型如公式（4）所示：
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（4）式中：为时刻柴油发电机组，燃烧品质油发出有功时，柴油发电机组产生的碳排放量；为燃烧单位标准品质油时产生的碳排放量，为柴油发电机组有功油耗量因子，表示该类柴油发电机组品质油的燃烧效率；为时刻柴油发电机组发出有功时品质油的油耗量；为时刻柴油发电机组，燃烧品质油发出无功时，柴油发电机组产生的碳排放量；为柴油发电机组无功油耗量因子，表示该类柴油发电机组品质油的燃烧效率；为时刻柴油发电机组发出无功时品质油的油耗量。
[0008]优选的，对于S3中基于BP神经网络的柴油发电机组有功/无功功率下碳排放因子模型有输入层、隐含层和输出层；输入层有4个输入；输出层有 2个输出；4个输入分别为：、、和；其中为时刻类型为的柴油发电机组发出的有功功率，；为时刻类型为的柴油发电机组发出的无功功率，；为时刻柴油发电机组发出有功时品质油的油耗量，为时刻柴油发电机组发出无功时品质油的油耗量；2个输出分别为：和，其中为时刻柴油发电机组，燃烧品质油发出有功时，柴油发电机组产生的碳排放量；为时刻柴油发电机组，燃烧品质油发出无功时，柴油发电机组产生的碳排放量；所述隐含层采用tansig函数，经过训练后，输出的基于BP神经网络的柴油发电机
组有功/无功功率下碳排放因子模型如公式（5）所示：
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（5）式中：为训练后的柴油发电机组有功BP神经网络碳排放因子模型，为训练后的柴油发电机组无功BP神经网络碳排放因子模型。
[0009]优选的，对于S4中构建柴油发电机组发电功率碳排放在线计算模型如公式（6）所示：
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（6）式中：、分别为时刻柴油发电机组上网有功、无功碳排放量；、分别为时刻柴油发电机组上网有功功率、无功功率；为时刻柴油发电机组燃耗品质油上网的有功单位碳排放因子；为时刻柴油发电机组燃耗品质油上网的无功单位碳排放因子。
[0010]本专利技术进一步提供了一种基于BP神经网络的柴油发电机组碳排放量化计算系统；包括网络接口、存储器和处理器；其中，所述网络接口，用于在与其他外部网元之间进行收发信息过程中，信号的接收和发送；所述存储器，用于存储能够在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器，用于在运行所述计算机程序时，执行上述所述基于BP神经网络的柴油发电机组碳排放量化计算方法。
[0011]本专利技术进一步提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有基于BP神经网络的柴油发电机组碳排放量化计算的程序，所述基于BP神经网络的柴油发电机组碳排放量化计算的程序被至少本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于BP神经网络的柴油发电机组碳排放量化计算方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.采集柴油发电机组中全部不同类型柴油发电机的电油信息数据，形成基础数据库；S2.构建柴油发电机组的有功/无功功率下碳排放量计算模型，并利用S1中采集的电油信息数据，计算柴油发电机组的碳排放数据，更新基础数据库形成电油碳信息数据，并划分训练集和测试集；S3.构建基于BP神经网络的柴油发电机组有功/无功功率下碳排放因子模型，并利用S2中相应的训练集和测试集，进行训练和测试得到柴油发电机组有功/无功功率下碳排放因子模型，并依据模型给出柴油发电机组在使用不同品质油时单位有功/无功功率下对应的碳排放因子；S4.构建柴油发电机组发电功率碳排放在线计算模型；S5. 在线采集柴油发电机组的发电功率数据，区分有功和无功功率；结合S3获得的相应碳排放因子，依据上述碳排放在线计算模型，在线动态计算柴油发电机组相应的发电功率碳排放量。2.根据权利要求1所述的基于BP神经网络的柴油发电机组碳排放量化计算方法，其特征在于，步骤S1中，利用基于传感装置的采集技术，采集柴油发电机组中全部不同类型柴油发电机的电油信息数据；其中，电油信息数据中柴油发电机组有功、无功数据如公式（1）所示： （1）式中：为时刻柴油发电机组有功功率向量，为时刻类型为的柴油发电机发出的有功功率，； ，，分别表示高速柴油发电机、中速柴油发电机、低速柴油发电机三类柴油发电机；为时刻柴油发电机组无功功率向量，为时刻类型为的柴油发电机组发出的无功功率。3.根据权利要求2所述的基于BP神经网络的柴油发电机组碳排放量化计算方法，其特征在于，所述电油信息数据中不同类型品质油数据如公式（2）所示：
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（2）式中：为品质油向量数据，分别表示类型为30#、20#、10#、5#、0#、
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5#、
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10#、
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21#、
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35#的品质油；依据所述不同类型品质油数据，电油信息数据中柴油发电机组油耗量数据如公式（3）所示：
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（3）式中：为时刻不同类型柴油发电机组发出有功时对应消耗的不同品质油的油耗量数据，为时刻不同类型柴油发电机组发出无功时对应消耗的不同品质油的油耗量数据；为时刻柴油发电机组发出有功时，品质油的油耗量数据；为时刻柴油发电机组发出无功时，品质油的油耗量数。4.根据权利要求3所述的基于BP神经网络的柴油发电机组碳排放量化计算方法，其特征在于，步骤S2中，构建的柴油发电机组的有功/无功功率下碳排放量计算模型如公式（4）所示：
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（4）式中：为时刻柴油发电机组，燃烧品质油发出有功时，柴油发电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘盼盼，章锐，周吉，钱俊良，邰伟，
申请(专利权)人：南京东博智慧能源研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：