一种绝缘气体回收碳排放数据处理方法及系统与流程

本发明涉及电力设备温室气体排放数据处理，具体涉及一种绝缘气体回收碳排放数据处理方法及系统。

背景技术：

1、随着国家“双碳”战略目标的持续推进，电力行业逐步建立覆盖设备全生命周期的碳排放监测与管理体系。绝缘气体，特别是sf6（六氟化硫）气体，由于具有优异的绝缘性能和灭弧性能，被广泛应用于gis组合电器、断路器、充气柜等高压电气设备中。然而，sf6属于典型的高全球变暖潜值温室气体，一旦发生泄漏，将对温室效应产生较大影响。因此，在设备检修、退役及运行维护过程中，对绝缘气体回收量、泄漏量及碳排放量进行准确计量，已经成为电力行业碳排放管理的重要内容。

2、现有技术中，回收气体质量的计算要么依赖称重法（回收罐前后质量差），要么依赖流量积分法（管路流量计累计流量）。称重法受称重传感器精度、环境振动、回收罐自重变化等因素影响；流量积分法受流量计零点漂移、温度压力补偿不准确等因素影响。两种方法各自存在系统性误差，缺乏有效的误差识别与校正机制。

3、此外，现有的绝缘气体回收系统采用单向数据处理流程，即采集数据、计算质量、输出排放结果，各模块之间相互独立，未考虑各数据之间的关联关系及动态可信程度，缺少状态估计、质量融合、容积修正及排放计算之间的双向反馈，无法根据运行状态实时修正计算模型，导致回收系统长期运行过程中误差不断累积，影响最终排放计算结果。

技术实现思路

1、为解决现有技术问题，本发明提供一种绝缘气体回收碳排放数据处理方法，所述处理方法包括以下步骤：

2、s1：采集绝缘气体回收全过程中的多源运行数据，建立统一时间基准下的多源状态数据集；

3、s2：基于所述多源状态数据集建立气室多物理场耦合状态空间模型，构建联合状态观测器，对气室容积、温度、压力及气体质量进行同步递推估计，得到预测值；基于预测值建立容积动态反演模型，以理论质量与实时回收质量之间的偏差作为目标函数，采用自适应迭代优化方式实时修正气室容积，并形成容积连续闭环自校正机制；

4、s3：基于修正后的气室容积分别计算称重回收质量及流量回收质量，并建立双路质量可信融合模型并输出融合残差；再将融合残差反馈至容积动态反演模型作为下一周期目标函数修正项，实现质量融合与容积反演之间的双向耦合；

5、s4：建立时变可信度递推模型，以联合状态观测器输出的状态残差、容积反演误差、融合残差、压力稳定度、温度稳定度、称重稳定度、流量稳定度及时间同步误差作为可信度观测变量，对系统可信度进行递推计算，获得实时可信度指标并输出可信度变化率；

6、s5：依据修正后的实际气室容积、融合质量值及可信度指标建立绝缘气体质量反演模型，计算实时绝缘气体排放量，并结合绝缘气体全球变暖潜值计算实时co2当量值；

7、其中，所述可信度指标用于动态补偿排放计算误差；

8、s6：建立理论回收质量预测模型，将理论回收质量与融合质量进行偏差分析；当偏差超过预设阈值时，启动异常泄漏诊断；基于异常泄漏诊断判定泄漏类型及泄漏等级；将泄漏类型及泄漏等级反馈至可信度递推模型，对可信度指标进行修正；

9、s7：依据实际气室容积、融合质量、可信度指标、co2当量值及泄漏诊断结果生成碳排放记录，同时构建包含回收质量、泄漏状态、可信度等级及碳排放量的碳资产数据，并上传至碳排放管理平台。

10、进一步的方案是，s2中所述的联合状态观测器建立如下状态向量：

11、

x=[

v，

t，

p，

m]；

12、其中，

v为气室容积状态，

t为气室温度状态，

p为气室压力状态，

m为气体质量状态；

13、所述联合状态观测器根据采集的压力、温度及回收质量数据，对各状态变量进行同步递推估计，并输出容积预测值、压力预测值、温度预测值及状态残差；所述状态残差作为容积动态反演模型及时变可信度递推模型的输入参数。

14、进一步的方案是，所述容积动态反演模型以理论气体质量与融合质量之间的偏差构建目标函数，并根据目标函数迭代修正气室容积参数；

15、在每次迭代过程中，将联合状态观测器输出的状态残差作为约束项引入目标函数，对容积修正方向及修正幅度进行动态调整；当连续多个采样周期内容积变化率小于预设阈值时，将当前容积确定为实际气室容积，并反馈至联合状态观测器作为下一采样周期的初始状态。

16、进一步的方案是，s3中所述的建立双路质量可信融合模型包括：

17、s30：根据称重质量数据及流量积分数据分别计算局部异常程度；

18、s31：基于局部异常程度剔除异常采样点，获得两路有效质量序列；

19、s32：基于两路有效质量序列之间的偏差、稳定程度及历史修正误差计算基础融合权重；

20、s33：依据联合状态观测器输出的状态残差及容积动态反演误差，对基础融合权重进行实时修正，获得最终融合权重；

21、s34：根据最终融合权重计算融合质量值，并输出融合残差。

22、进一步的方案是，s4中所述的实时可信度指标需同时反馈至容积动态反演模型、双路质量可信融合模型及碳排放计算模型；

23、其中：实时可信度指标用于调整容积动态反演步长、调整双路质量融合权重、修正碳排放计算补偿系数；

24、s4中所述输出的可信度变化率用于调整下一采样周期状态估计增益，实现整个碳排放计算过程的闭环自适应校正。

25、进一步的方案是，s6中所述异常泄漏诊断包括：

26、基于回收过程中的红外吸收光谱提取光谱特征；

27、基于压力变化特征、质量变化特征、容积修正变化特征、光谱特征及可信度变化轨迹建立多源泄漏特征集；

28、依据所述多源泄漏特征集判定泄漏类型及泄漏等级；

29、其中，当连续多个采样周期均检测到相同泄漏类型时，降低对应采样周期的可信度，并提高双路质量融合过程中异常数据的抑制权重，同时重新执行容积动态反演，以更新实际气室容积。

30、进一步的方案是，s7所述的碳排放管理平台接收碳排放记录、泄漏诊断结果及可信度指标后，统计各回收过程中的历史运行数据，建立历史误差数据库；

31、所述历史误差数据库用于更新容积动态反演模型中的目标函数参数、双路质量可信融合模型中的融合权重修正参数以及时变可信度递推模型中的递推参数，并将更新后的参数下发至现场数据处理系统，实现模型参数的自学习优化。

32、本发明还提供一种绝缘气体回收碳排放数据处理系统，所述处理系统包括：

33、数据采集模块，用于采集绝缘气体回收全过程中的多源运行数据，建立统一时间基准下的多源状态数据集；

34、动态容积反演模块，用于基于多源状态数据集建立气室多物理场耦合状态空间模型，构建联合状态观测器，对气室容积、温度、压力及气体质量进行同步递推估计，得到预测值；基于预测值建立容积动态反演模型，以理论质量与实时回收质量之间的偏差作为目标函数，采用自适应迭代优化方式实时修正气室容积，并形成容积连续闭环自校正机制；

35、双路质量融合模块，用于基于修正后的气室容积分别计算称重回收质量及流量回收质量，并建立双路质量可信融合模型并输出融合残差；再将融合残差反馈至容积动态反演模型作为下一周期目标函数修正项，实现质量融合与容积反演之间的双向耦合；

36、可信度计算模块，用于建立时变可信度递推模型，以联合状态观测器输出的状态残差、容积反演误差、融合残差、压力稳定度、温度稳定度、称重稳定度、流量稳定度及时间同步误差作为可信度观测变量，对系统可信度进行递推计算，获得实时可信度指标并输出可信度变化率；

37、co2当量值计算模块，用于依据修正后的实际气室容积、融合质量值及可信度指标建立绝缘气体质量反演模型，计算实时绝缘气体排放量，并结合绝缘气体全球变暖潜值计算实时co2当量值；

38、泄漏诊断及等级确定模块，用于建立理论回收质量预测模型，将理论回收质量与融合质量进行偏差分析；当偏差超过预设阈值时，启动异常泄漏诊断；基于异常泄漏诊断判定泄漏类型及泄漏等级；将泄漏类型及泄漏等级反馈至可信度递推模型，对可信度指标进行修正；

39、碳数据生成与传输模块，用于依据实际气室容积、融合质量、可信度指标、co2当量值及泄漏诊断结果生成碳排放记录，同时构建包含回收质量、泄漏状态、可信度等级及碳排放量的碳资产数据，并上传至碳排放管理平台。

40、本发明还提供一种电子设备，包括：

41、处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器，其中所述处理器用于运行所述计算机程序时，实现所述处理方法的步骤。

42、本发明还提供一种计算机存储介质，存储有可执行程序，所述可执行程序被处理器执行时，实现所述处理方法的步骤。

43、本发明相比于现有技术所具有的有益效果：

44、本发明通过建立联合状态观测器、容积动态反演模型、双路质量可信融合模型、时变可信度递推模型、异常泄漏诊断模型以及历史误差数据库之间的多级反馈关系，以理论质量与实时回收质量的偏差为目标函数，采用自适应迭代优化方式实时修正气室容积，并将修正容积反馈至观测器作为状态约束，实现了绝缘气体回收全过程的连续闭环数据处理。各模型之间不仅进行数据传递，而且通过状态残差、融合残差、可信度指标及泄漏诊断结果形成双向耦合与协同修正，从而实现根据实时运行状态对容积估计、质量融合及碳排放计算进行自适应修正，提高碳排放计算精度，避免了现有技术中固定容积假设带来的累积误差，提高了多源测量数据的利用效率和异常工况下的计量稳定性，能够有效提升绝缘气体回收质量计算精度、碳排放核算精度以及碳资产数据的可信度，为电力行业绝缘气体回收和碳排放管理提供了一种具有较高工程应用价值的数据处理方法。