一种面向碳排放优化的通用设备集群联动调控方法与流程

本申请涉及工业负荷优化调度，特别涉及一种面向碳排放优化的通用设备集群联动调控方法。

背景技术：

1、风机、水泵、空压机等通用辅机是工业厂区主要用电设备，其用电产生的间接碳排放是企业碳排放的重要组成部分。当前工厂负荷调控普遍以用电能耗与峰谷用电成本作为优化目标，调控依据仅包含设备功率、用电量以及分时电价数据。电网发电结构会随新能源出力实时变化，使得单位电能对应的碳排放强度持续波动。

2、现有调度模式仅围绕电费与能耗开展优化，不会随电网碳排放水平动态调整生产负荷，经常出现用电成本降低但整体碳排放量居高不下的情况。与此同时，多台同类型辅机大多采用固定启停模式运行，长期运行会出现设备负载两极分化，部分机组持续高负荷磨损，部分机组空载待机，设备运行工况难以均衡，集群整体运行工况无法达到较优状态，难以支撑企业完成精细化碳减排管控。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种面向碳排放优化的通用设备集群联动调控方法，旨在解决现有负荷调度无法适配电网碳排动态变化、碳减排效果差的技术问题。

2、为实现上述目的，本申请提供一种面向碳排放优化的通用设备集群联动调控方法，包括：

3、实时采集设备运行工况参数、厂区绿电出力参数、电网动态碳排放因子以及生产线产能约束参数；

4、基于采集得到的设备运行工况参数、厂区绿电出力参数、电网动态碳排放因子以及生产线产能约束参数，构建产能约束、设备能耗、电网动态碳排放因子对应的三维耦合模型；

5、调用所述三维耦合模型中的电网动态碳排放因子，将用电时段动态划分为多个碳强度调控档位；

6、根据划分得到的各个碳强度调控档位，对设备集群执行分档位协同调控，并对同类型并联设备执行轮换投运与动态负荷分配。

7、在一实施方式中，基于采集得到的设备运行工况参数、厂区绿电出力参数、电网动态碳排放因子以及生产线产能约束参数，构建产能约束、设备能耗、电网动态碳排放因子对应的三维耦合模型，包括：将生产线产能上限与最低生产负荷作为边界约束条件，将各通用设备的能耗工况作为中间变量，将电网动态碳排放因子作为目标变量，建立三者联动的耦合关系，形成用于调控运算的三维耦合模型。

8、在一实施方式中，调用所述三维耦合模型中的电网动态碳排放因子，将用电时段动态划分为多个碳强度调控档位，包括：

9、持续从所述三维耦合模型中读取实时更新的电网动态碳排放因子；

10、将读取到的电网动态碳排放因子与预先设置的两级阈值开展数值比对；

11、按照数值比对结果划分形成不同的碳强度调控档位。

12、在一实施方式中，将读取到的电网动态碳排放因子与预先设置的两级阈值开展数值比对，包括：提前设定高碳阈值与低碳阈值两个判定边界，将每一时刻读取的电网动态碳排放因子分别与高碳阈值、低碳阈值依次进行数值比较。

13、在一实施方式中，按照数值比对结果划分形成不同的碳强度调控档位，包括：

14、当电网动态碳排放因子高于高碳阈值时，划分为高碳时段；

15、当电网动态碳排放因子介于高碳阈值与低碳阈值之间时，划分为中碳时段；

16、当电网动态碳排放因子低于低碳阈值并且厂区存在富余绿电出力时，划分为低碳绿电高峰时段。

17、在一实施方式中，根据划分得到的各个碳强度调控档位，对设备集群执行分档位协同调控，并对同类型并联设备执行轮换投运与动态负荷分配，包括：

18、按照不同碳强度调控档位制定对应的负荷调控策略；

19、依据设备运行状态生成并联机组轮换投运方案；

20、结合所述负荷调控策略与所述轮换投运方案完成各机组负荷的动态分配。

21、在一实施方式中，按照不同碳强度调控档位制定对应的负荷调控策略，包括：

22、在高碳时段识别集群内冗余用电工况，制定压降无效负荷的调控策略；

23、在低碳绿电高峰时段制定可错峰负荷平移策略；

24、在中碳时段制定稳态运行下的局部负荷优化策略。

25、在一实施方式中，依据设备运行状态生成并联机组轮换投运方案，包括：

26、采集同类型并联设备的累计运行时长、单机碳排放效率以及设备损耗数据；

27、基于采集的累计运行时长、单机碳排放效率以及设备损耗数据交替安排机组启停时序。

28、在一实施方式中，所述方法还包括：

29、对分档位协同调控形成的调控方案，分别执行碳排放优化校验与能耗上限校验；

30、基于校验合格的调控方案，下发设备控制指令、生成减碳台账，并周期性迭代全调控流程。

31、在一实施方式中，对分档位协同调控形成的调控方案，分别执行碳排放优化校验与能耗上限校验，包括：

32、对调控方案执行碳排放优化校验，校准设备集群运行工况；

33、对调控方案执行能耗上限校验，校核设备集群总能耗参数，限定集群总能耗小于或等于预设能耗定额。

34、本申请的上述技术方案至少具有如下有益技术效果：

35、本申请的技术方案通过采集多类运行参数构建三维耦合模型，依据电网碳排放因子划分调控时段，再配合分档位负荷调控与并联机组轮换分配机制，借助多约束条件耦合运算，能够跟随电网发电结构动态调整设备运行策略，减少高碳时段的无效用电，充分利用清洁能源出力窗口；机组轮换运行能够均衡各设备工况，压缩集群整体无效碳排放，有利于在保障生产产能稳定的前提下实现设备层级动态降碳，适配工业碳数据精细化管控的业务需求。

1.一种面向碳排放优化的通用设备集群联动调控方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的面向碳排放优化的通用设备集群联动调控方法，其特征在于，基于采集得到的设备运行工况参数、厂区绿电出力参数、电网动态碳排放因子以及生产线产能约束参数，构建产能约束、设备能耗、电网动态碳排放因子对应的三维耦合模型，包括：将生产线产能上限与最低生产负荷作为边界约束条件，将各通用设备的能耗工况作为中间变量，将电网动态碳排放因子作为目标变量，建立三者联动的耦合关系，形成用于调控运算的三维耦合模型。

3.根据权利要求1所述的面向碳排放优化的通用设备集群联动调控方法，其特征在于，调用所述三维耦合模型中的电网动态碳排放因子，将用电时段动态划分为多个碳强度调控档位，包括：

4.根据权利要求3所述的面向碳排放优化的通用设备集群联动调控方法，其特征在于，将读取到的电网动态碳排放因子与预先设置的两级阈值开展数值比对，包括：提前设定高碳阈值与低碳阈值两个判定边界，将每一时刻读取的电网动态碳排放因子分别与高碳阈值、低碳阈值依次进行数值比较。

5.根据权利要求4所述的面向碳排放优化的通用设备集群联动调控方法，其特征在于，按照数值比对结果划分形成不同的碳强度调控档位，包括：

6.根据权利要求1所述的面向碳排放优化的通用设备集群联动调控方法，其特征在于，根据划分得到的各个碳强度调控档位，对设备集群执行分档位协同调控，并对同类型并联设备执行轮换投运与动态负荷分配，包括：

7.根据权利要求6所述的面向碳排放优化的通用设备集群联动调控方法，其特征在于，按照不同碳强度调控档位制定对应的负荷调控策略，包括：

8.根据权利要求6所述的面向碳排放优化的通用设备集群联动调控方法，其特征在于，依据设备运行状态生成并联机组轮换投运方案，包括：

9.根据权利要求1所述的面向碳排放优化的通用设备集群联动调控方法，其特征在于，还包括：

10.根据权利要求9所述的面向碳排放优化的通用设备集群联动调控方法，其特征在于，对分档位协同调控形成的调控方案，分别执行碳排放优化校验与能耗上限校验，包括：