【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于碳排放监测分析，具体涉及一种基于能源大数据的区域碳排放模型构建方法和系统。
技术介绍
1、在应对全球气候变化的背景下，向低能耗、低排放、低污染的低碳经济转型已经成为世界经济发展的整体趋势。目前，碳排放因子核算法、实测法和碳卫星观测法等三种国内外公认的碳排放监测方式，均无法有效满足碳排放“双控”制度的基本要求，亟需探索构建低成本、高频度的碳监测分析方法。
2、(一)碳排放因子核算法应用最普遍，但时效性差。排放因子法的基本思路是，针对每一类排放源，分别构造其活动数据与排放因子，再以二者乘积作为该排放源的碳排放量。根据该方法，我国共开展了1994、2005、2010、2012、2014共计5个年份的全国碳排放核算。但该方法受限于数据统计周期长，时效性较差。以能源消费数据为例，一般滞后1年以上发布。
3、(二)碳排放实测法需额外加装计量装置，推广应用难。实测法通过计量装置实时监测排放气体的流速、压力、温度、湿度及浓度，实现碳排放量的精准计量。该方法具有准确性高的优点，但尚处于起步阶段。一方面，加装装置投资企业难以承受，调研显示，监测装置总采购成本在50-160万元。另一方面，应用范围受限，不适用于化工、石化等工艺复杂、排放源不固定的行业。
4、(三)碳卫星观测法仅能监测浓度状态，无法直接监测碳排放量。碳卫星法利用碳卫星扫描获取区域二氧化碳浓度，经过数据补全等过程处理，实现区域内二氧化碳浓度的监测。该方法具有高精度、支持重复观测等优点，但是只能监测碳浓度状态，无法准确提取各类活动引发的碳排
5、当前研究可分为区域和行业两类，分析周期大多为年度。区域类大多依据经济、人口、能源强度和能源结构等数据实现区域碳排放总量的预测分析，行业类大多针对某类特定行业的生产工艺流程，通过产品产量、能耗水平、生产流程实现碳排放量的统计核算。特定区域全行业、高频次的碳排放模型研究相对匮乏。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对现有技术中存在的问题提供一种基于能源大数据的区域碳排放模型构建方法和系统，通过构建方便、快捷的碳排放监测分析模型工具和人机互动界面，基于实时性高的电量数据，实现不同时间、区域、行业碳排放量的高频监测预测，大幅提高了碳排放监测的时效性，为能源规划目标的合理制定和进度监管提供参考。
2、本专利技术的技术方案是：
3、一种区域碳排放模型构建装置，包括计算机客户终端、交换机、应用服务器、数据库服务器，所述的计算机客户终端通过ethernet网络分别与应用服务器、数据库服务器连接实现数据交换，所述的计算机客户终端、应用服务器和数据库服务器分别通过相应的通信单元连接在交换机上。
4、具体的，所述的数据库服务器包括若干个数据存储模块，所述的数据存储模
5、块包括基础数据单元、参数数据单元、结果数据单元，所述的基础数据单元，用于获取和存储能源主题域、能源消费主题域、能碳主题域数据，所述的参数数据单元，用于获取和存储计算机客户终端通过互动模块设定的时间、区域、行业能碳数据标签，单位根、均衡关系、因果关系检验方法，频度转换方法，模型优选方法的参数数据，所述的结果数据单元，用于获取和存储应用服务器计算模块的各项结果数据。
6、具体的，所述的应用服务器包括互动模块、计算模块及展示模块。
7、具体的，所述ethernet网络包括交换机和若干通信单元；所述通信单元包括两个ethernet网络接头和一个非屏蔽双绞线，非屏蔽双绞线的两端分别与一个ethernet网络接头连接。
8、具体的，所述的互动模块包括用于接收基于时间、区域、行业等能碳数据标
9、签设定的第一交互操作单元，接收基于单位根、均衡关系、因果关系检验方法设定的第二交互操作单元，接收基于频度转换方法设定的第三交互操作单元，接收基于模型优选方法设定的第四交互操作单元，按照交互操作更新对应展示不同时间、区域、行业的月度电量、能源消费量、产品产量、碳排放量。
10、具体的，所述的计算模块包括数据预处理单元，用于根据互动模块第一交互
11、操作单元设定的时间、区域、行业等能碳数据标签，筛选出计算所需的原始数据，并完成缺失数据的补齐和异常数据的出力；数据检验单元，用于根据互动模块第二交互操作单元设定的单位根、均衡关系、因果关系检验方法，完成电量与能源消费量、电量与产品产量的数据关系检验，并输出是否检验是否通过的计算结果；频度转换单元，对于已通过数据检验的序列，根据互动模块第三交互操作单元设定的频度转换方法，对序列进行月度拆分；因素分解单元，根据互动模块第四交互操作单元设定的因素分解方法，将一个月度序列拆解为多个；总量修正单元，对拆分后的月度数据进行加总，根据互动模块第一交互操作设定的时间、区域、行业等能碳数据标签对基础数据单元存储的年度数据原始值进行查询，按照原始值对拆分后的月度数据进行总量修正；模型优选单元，按照互动模块第五交互操作单元设定的模型优选方法，对不同因素分解、序列分解、序列类型下的模型目标值进行比较，选择适应不同区域、行业的最优模型。
12、一种基于能源大数据的区域碳排放模型构建方法，使用如上所述的区域碳排放模型构建装置，包括如下步骤：
13、s1：按照能碳数据库构建规则完成待检测省份的能源主题域、能源消费主题域、能碳主题域数据体系构建，以及历史年份的基础数据录入存储在装置的基础数据单元，所述的基础数据包括：工业产品产量、用电量、能源消费实物量、综合能源消费量、工业生产碳排放因子、能源消费碳排放因子；
14、s2：利用能源消费实物量、能源消费碳排放因子计算历史年份的能源消费碳排放，利用工业产品产量、工业生产碳排放因子计算历史年份的工业生产碳排放，利用能源消费实物量、能源消费碳排放因子、电力消费量、热力消费量计算历史年份电力、热力碳排放因子，利用调入调出电量、电力碳排放因子计算历史年份的电力交换碳排放量，存储在装置的结果数据单元；
15、s3：利用第二交互操作模块设定数据检验方法为单位根adf、协整eg、格兰杰因果检验方法，利用第三交互操作模块设定频度转换方法为三次样条插值，利用第四交互操作模块设定因素分解方法为x-13-arima，利用第五交互操作模块设定模型优选方法为滚动误差法，存储在装置的参数数据单元；
16、s4：得到区域、行业的高频电碳计算模型组，存储在装置的参数数据单元，按照最新月份电量计算得到的能源消费量、碳排放量存储在结果数据单元。通过第一交互模块设定的时间、区域、行业等数据标签，在展示模块实现数据可视化。
17、本专利技术的有益效果是：应用于碳排放监测分析领域，本专利技术提供的系统和方法通过构建方便、快捷的碳排放监测分析模型工具和人机互动界面，基于实时性高的电量数据，实现不同时间、区域、行业碳排放量的高频监测预测，大幅提高了碳排放监测的时效性，为能源规划目标的合理制定和进度监本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种区域碳排放模型构建装置，其特征在于，包括计算机客户终端、交换机、应用服务器、数据库服务器，所述的计算机客户终端通过Ethernet网络分别与应用服务器、数据库服务器连接实现数据交换，所述的计算机客户终端、应用服务器和数据库服务器分别通过相应的通信单元连接在交换机上。
2.根据权利要求1所述区域碳排放模型构建装置，其特征在于，所述的数据库服务器包括若干个数据存储模块，所述的数据存储模块包括基础数据单元、参数数据单元、结果数据单元，所述的基础数据单元，用于获取和存储能源主题域、能源消费主题域、能碳主题域数据，所述的参数数据单元，用于获取和存储计算机客户终端通过互动模块设定的时间、区域、行业能碳数据标签，单位根、均衡关系、因果关系检验方法，频度转换方法，模型优选方法的参数数据，所述的结果数据单元，用于获取和存储应用服务器计算模块的各项结果数据。
3.根据权利要求1所述区域碳排放模型构建装置，其特征在于，所述的应用服务器包括互动模块、计算模块及展示模块。
4.根据权利要求1所述区域碳排放模型构建装置，其特征在于，所述Ethernet网络包括交换
5.根据权利要求3所述区域碳排放模型构建装置，其特征在于，所述的互动模块包括用于接收基于时间、区域、行业等能碳数据标签设定的第一交互操作单元，接收基于单位根、均衡关系、因果关系检验方法设定的第二交互操作单元，接收基于频度转换方法设定的第三交互操作单元，接收基于模型优选方法设定的第四交互操作单元，按照交互操作更新对应展示不同时间、区域、行业的月度电量、能源消费量、产品产量、碳排放量。
6.根据权利要求5所述区域碳排放模型构建装置，其特征在于，所述的计算模块包括数据预处理单元，用于根据互动模块第一交互操作单元设定的时间、区域、行业等能碳数据标签，筛选出计算所需的原始数据，并完成缺失数据的补齐和异常数据的出力；数据检验单元，用于根据互动模块第二交互操作单元设定的单位根、均衡关系、因果关系检验方法，完成电量与能源消费量、电量与产品产量的数据关系检验，并输出是否检验是否通过的计算结果；频度转换单元，对于已通过数据检验的序列，根据互动模块第三交互操作单元设定的频度转换方法，对序列进行月度拆分；因素分解单元，根据互动模块第四交互操作单元设定的因素分解方法，将一个月度序列拆解为多个；总量修正单元，对拆分后的月度数据进行加总，根据互动模块第一交互操作设定的时间、区域、行业等能碳数据标签对基础数据单元存储的年度数据原始值进行查询，按照原始值对拆分后的月度数据进行总量修正；模型优选单元，按照互动模块第五交互操作单元设定的模型优选方法，对不同因素分解、序列分解、序列类型下的模型目标值进行比较，选择适应不同区域、行业的最优模型。
7.一种基于能源大数据的区域碳排放模型构建方法，使用如上1-6任意一项权利要求所述的区域碳排放模型构建装置，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种区域碳排放模型构建装置，其特征在于，包括计算机客户终端、交换机、应用服务器、数据库服务器，所述的计算机客户终端通过ethernet网络分别与应用服务器、数据库服务器连接实现数据交换，所述的计算机客户终端、应用服务器和数据库服务器分别通过相应的通信单元连接在交换机上。
2.根据权利要求1所述区域碳排放模型构建装置，其特征在于，所述的数据库服务器包括若干个数据存储模块，所述的数据存储模块包括基础数据单元、参数数据单元、结果数据单元，所述的基础数据单元，用于获取和存储能源主题域、能源消费主题域、能碳主题域数据，所述的参数数据单元，用于获取和存储计算机客户终端通过互动模块设定的时间、区域、行业能碳数据标签，单位根、均衡关系、因果关系检验方法，频度转换方法，模型优选方法的参数数据，所述的结果数据单元，用于获取和存储应用服务器计算模块的各项结果数据。
3.根据权利要求1所述区域碳排放模型构建装置，其特征在于，所述的应用服务器包括互动模块、计算模块及展示模块。
4.根据权利要求1所述区域碳排放模型构建装置，其特征在于，所述ethernet网络包括交换机和若干通信单元；所述通信单元包括两个ethernet网络接头和一个非屏蔽双绞线，非屏蔽双绞线的两端分别与一个ethernet网络接头连接。
5.根据权利要求3所述区域碳排放模型构建装置，其特征在于，所述的互动模块包括用于接收基于时间、区域、行业等能碳数据标签设定的第一交互操作单元，接收基于单位根、均衡关系、...
【专利技术属性】
技术研发人员：王圆圆，王世谦，李秋燕，白宏坤，王涵，宋大为，卜飞飞，华远鹏，韩丁，贾一博，郝福忠，姬哲，邵颖彪，牛斌斌，牛金星，于雪辉，郭正宾，孙贵江，狄立，罗潘，刘军会，贾鹏，宋晓帆，邓方钊，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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