钢铁行业碳排放量预测方法、平台、计算设备及介质与流程

1.本说明书实施例涉及碳排放控制技术领域，特别涉及一种钢铁行业碳排放量预测方法、平台、计算设备及介质。


背景技术：

2.随着经济的快速发展，能源消耗在逐年增加，全球变暖已成为人们公认的地球最大危机之一，而碳排放通常被认为是地球变暖的最主要因素，因此控制碳排放、对碳排放量进行预测具有重要意义。然而，影响碳排放量的因素有很多，这使得很难对碳排放量进行准确预测。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本说明书实施例提供了一种钢铁行业碳排放量预测方法。本说明书一个或者多个实施例同时涉及一种钢铁行业碳排放量预测装置，一种钢铁行业碳排放量预测平台，一种计算设备，一种计算机可读存储介质以及一种计算机程序，以解决现有技术中存在的技术缺陷。
4.根据本说明书实施例的第一方面，提供了一种钢铁行业碳排放量预测方法，包括：
5.获取指定区域的钢铁生产参数和能源消耗参数，其中，钢铁生产参数至少包括钢铁产量和增产比例，能源消耗参数至少包括耗能量和耗能变化率；
6.根据钢铁产量和增产比例，利用预设的第一碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第一预测碳排放量，其中，第一预测碳排放量与钢铁生产过程相关；
7.根据耗能量和耗能变化率，利用预设的第二碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第二预测碳排放量，其中，第二预测碳排放量与能源消耗相关；
8.根据第一预测碳排放量和第二预测碳排放量，确定指定区域在目标预测时刻的总预测碳排放量。
9.可选地，钢铁产量包括当前粗钢产量和当前废钢量，增产比例包括粗钢增产比例和废钢增产比例；钢铁生产参数还包括电炉钢比例和钢铁生产过程对应的第一预设排放因子；
10.根据钢铁产量和增产比例，利用预设的第一碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第一预测碳排放量的步骤，包括：
11.根据当前粗钢产量和粗钢增产比例，计算目标预测时刻的预测粗钢产量；
12.根据当前废钢量和废钢增产比例，计算目标预测时刻的预测废钢量；
13.根据预测粗钢产量、预测废钢量和电炉钢比例，确定目标预测时刻的预测钢铁产量；
14.根据预测钢铁产量和第一预设排放因子，确定第一预测碳排放量。
15.可选地，能源消耗参数包括电能消耗参数和除电能以外的指定能源消耗参数；电能消耗参数至少包括耗电量和耗电变化率，指定能源消耗参数至少包括指定能源消耗量和
指定能源消耗变化率；
16.第二碳排放量预测模型包括第三碳排放量预测模型和第四碳排放量预测模型，第三碳排放量预测模型为基于电能消耗参数预先建立的预测模型，第四碳排放量预测模型为基于指定能源消耗参数预先建立的预测模型；
17.根据耗能量和耗能变化率，利用预设的第二碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第二预测碳排放量的步骤，包括：
18.根据耗电量和所述耗电变化率，利用所述第三碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第三预测碳排放量，其中，第三预测碳排放量与电能消耗相关；
19.根据指定能源消耗量和所述指定能源消耗变化率，利用所述第四碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第四预测碳排放量，其中，第四预测碳排放量与指定能源消耗相关；
20.根据第三预测碳排放量和第四预测碳排放量，计算第二预测碳排放量。
21.可选地，电能消耗参数还包括电能消耗对应的第二预设排放因子和绿电比例，其中，绿电比例为新能源发电的占比；
22.根据耗电量和所述耗电变化率，利用所述第三碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第三预测碳排放量的步骤，包括：
23.根据当前的耗电量和耗电变化率，计算目标预测时刻的预测耗电量；
24.根据预测耗电量、第二预设排放因子和绿电比例，计算第三预测碳排放量。
25.可选地，指定能源消耗参数还包括指定能源消耗对应的第三预设排放因子；
26.根据指定能源消耗量和所述指定能源消耗变化率，利用所述第四碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第四预测碳排放量的步骤，包括：
27.根据当前的指定能源消耗量和指定能源消耗变化率，计算目标预测时刻指定能源的预测消耗量；
28.根据预测消耗量和第三预设排放因子，计算第四预测碳排放量。
29.可选地，在根据当前的指定能源消耗量和指定能源消耗变化率，计算目标预测时刻指定能源的预测消耗量的步骤之后，还包括：
30.根据预测耗电量和预测消耗量，确定能源总需求量；
31.将能源总需求量发送至客户端进行显示。
32.可选地，该方法还包括：
33.获取指定区域的钢铁产能、节能技术参数；
34.根据钢铁产能、节能技术参数和钢铁生产参数，计算指定区域在目标预测时刻的节能技术对应的资源投入量；
35.在预设约束条件下，以资源投入量优化为目标，利用优化算法，求解出指定区域在目标预测时刻的目标碳排放量，其中，约束条件至少包括节能技术约束、钢铁产量约束和能源强度约束；
36.将目标碳排放量发送至客户端进行显示。
37.根据本说明书实施例的第二方面，提供了一种钢铁行业碳排放量预测装置，包括：
38.获取模块，被配置为获取指定区域的钢铁生产参数和能源消耗参数，其中，钢铁生产参数至少包括钢铁产量和增产比例，能源消耗参数至少包括耗能量和耗能变化率；
39.第一碳排放量预测模块，被配置为根据钢铁产量和增产比例，利用预设的第一碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第一预测碳排放量，其中，第一预测碳排放量与钢铁生产过程相关；
40.第二碳排放量预测模块，被配置为根据耗能量和耗能变化率，利用预设的第二碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第二预测碳排放量，其中，第二预测碳排放量与能源消耗相关；
41.总碳排放量预测模块，被配置为根据第一预测碳排放量和第二预测碳排放量，确定指定区域在目标预测时刻的总预测碳排放量。
42.可选地，钢铁产量包括当前粗钢产量和当前废钢量，增产比例包括粗钢增产比例和废钢增产比例；钢铁生产参数还包括电炉钢比例和钢铁生产过程对应的第一预设排放因子；
43.第一碳排放量预测模块，进一步被配置为根据当前粗钢产量和粗钢增产比例，计算目标预测时刻的预测粗钢产量；根据当前废钢量和废钢增产比例，计算目标预测时刻的预测废钢量；根据预测粗钢产量、预测废钢量和电炉钢比例，确定目标预测时刻的预测钢铁产量；根据预测钢铁产量和第一预设排放因子，确定第一预测碳排放量。
44.可选地，能源消耗参数包括电能消耗参数和除电能以外的指定能源消耗参数；电能消耗参数至少包括耗电量和耗电变化率，指定能源消耗参数至少包括指定能源消耗量和指定能源消耗变化率；
45.第二碳排放量预测模型包括第三碳排放量预测模型和第四碳排放量预测模型，第三碳排放量预测模型为基于电能消耗参数预先建立的预测模型，第四碳排放量预测模型为基于指定能源消耗参数预先建立的预测模型；
46.第二碳排放量预测模块，进一步被配置为根据耗电量和所述耗电变化率，利用所述第三碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第三预测碳排放量，其中，第三预测碳排放量与电能消耗相关；根据指定能源消耗量和所述指定能源消耗变化率，利用所述第四碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第四预测碳排放量，其中，第四预测碳排放量与指定能源消耗相关；根据第三预测碳排放量和第四预测碳排放量，计算第二预测碳排放量。
47.可选地，电能消耗参数还包括电能消耗对应的第二预设排放因子和绿电比例，其中，绿电比例为新能源发电的占比；
48.第二碳排放量预测模块，进一步被配置为根据当前的耗电量和耗电变化率，计算目标预测时刻的预测耗电量；根据预测耗电量、第二预设排放因子和绿电比例，计算第三预测碳排放量。
49.可选地，指定能源消耗参数还包括指定能源消耗对应的第三预设排放因子；
50.第二碳排放量预测模块，进一步被配置为根据当前的指定能源消耗量和指定能源消耗变化率，计算目标预测时刻指定能源的预测消耗量；根据预测消耗量和第三预设排放因子，计算第四预测碳排放量。
51.可选地，该装置还包括：需求量预测模块；
52.需求量预测模块，被配置为根据预测耗电量和预测消耗量，确定能源总需求量；
53.第一发送模块，被配置为将能源总需求量发送至客户端进行显示。
54.可选地，该装置还包括：资源消耗预测模块、优化模块和发送模块；
55.资源消耗预测模块，被配置为获取指定区域的钢铁产能、节能技术参数；根据钢铁产能、节能技术参数和钢铁生产参数，计算指定区域在目标预测时刻的节能技术对应的资源投入量；
56.优化模块，被配置为在预设约束条件下，以资源投入量优化为目标，利用优化算法，求解出指定区域在目标预测时刻的目标碳排放量，其中，约束条件至少包括节能技术约束、钢铁产量约束和能源强度约束；
57.第二发送模块，被配置为将目标碳排放量发送至客户端进行显示。
58.根据本说明书实施例的第二方面，提供了一种钢铁行业碳排放量预测平台，包括：客户端和服务端；客户端包括交互界面；
59.客户端，用于通过交互界面，接收用户输入的指定区域的钢铁生产参数和能源消耗参数，其中，钢铁生产参数至少包括钢铁产量和增产比例，能源消耗参数至少包括耗能量和耗能变化率；将钢铁生产参数和能源消耗参数发送至服务端；
60.服务端，用于根据钢铁产量和增产比例，利用预设的第一碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第一预测碳排放量，第一预测碳排放量与钢铁生产过程相关；根据耗能量和耗能变化率，利用预设的第二碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第二预测碳排放量，第二预测碳排放量与能源消耗相关；根据第一预测碳排放量和第二预测碳排放量，确定指定区域在目标预测时刻的总预测碳排放量；将总预测碳排放量反馈至客户端；
61.客户端，还用于在交互界面显示总预测碳排放量。
62.根据本说明书实施例的第三方面，提供了一种计算设备，包括：存储器和处理器；
63.存储器用于存储计算机可执行指令，处理器用于执行计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行上述钢铁行业碳排放量预测方法。
64.根据本说明书实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该指令被处理器执行时实现上述钢铁行业碳排放量预测方法。
65.根据本说明书实施例的第五方面，提供了一种计算机程序，其中，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行上述钢铁行业碳排放量预测方法。
66.本说明书一个实施例实现了获取到指定区域的钢铁生产参数和能源消耗参数后，根据钢铁生产参数中的钢铁产量和增产比例，利用预设的第一碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第一预测碳排放量，根据能源消耗参数中的耗能量和耗能变化率，利用预设的第二碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第二预测碳排放量，然后根据第一预测碳排放量和第二预测碳排放量，确定出指定区域在目标预测时刻的总预测碳排放量。在钢铁行业中，钢铁生产参数和能源消耗参数直接影响着碳排放量，根据钢铁产量和增产比例，利用第一碳排放量预测模型确定出了与钢铁生产过程相关的第一预测碳排放量，根据耗能量和耗能变化率，利用第二碳排放量预测模型确定出了与能源消耗相关的第二预测碳排放量，最终可根据第一预测碳排放量和第二碳排放量，确定出了指定区域在目标预测时刻的总预测碳排放量，实现了对钢铁行业碳排放量的准确预测。
附图说明
67.图1是本说明书一个实施例提供的一种钢铁行业碳排放量预测方法的流程图；
68.图2是本说明书一个实施例提供的另一种钢铁行业碳排放量预测方法的流程图；
69.图3是本说明书一个实施例提供的一种钢铁行业碳排放量预测平台的架构示意图；
70.图4是本说明书一个实施例提供的交互界面的示意图；
71.图5是本说明书一个实施例提供的一种钢铁行业碳排放量预测装置的结构示意图；
72.图6是本说明书一个实施例提供的一种计算设备的结构框图。
具体实施方式
73.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本说明书。但是本说明书能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本说明书内涵的情况下做类似推广，因此本说明书不受下面公开的具体实施的限制。
74.在本说明书一个或多个实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本说明书一个或多个实施例。在本说明书一个或多个实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本说明书一个或多个实施例中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
75.应当理解，尽管在本说明书一个或多个实施例中可能采用术语第一、第二等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本说明书一个或多个实施例范围的情况下，第一也可以被称为第二，类似地，第二也可以被称为第一。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
76.首先，对本说明书一个或多个实施例涉及的名词术语进行解释。
77.节能技术：是指采取先进的技术手段来实现节约能源的目的。具体可理解为，根据用能情况，能源类型分析能耗现状，找出能源浪费的节能空间，然后依此采取对应的措施减少能源浪费，达到节约能源的目的。
78.电炉钢：是以电为能源的炼钢炉生产的钢。电炉种类很多，有电弧炉、感应电炉、电渣炉、电子束炉、自耗电弧炉等。但通常所说的电炉钢是用碱性电弧炉生产的钢。
79.高炉：也即炼铁的化铁炉，将铁矿石冶炼为铁水，铸出铁(钢)锭。
80.转炉：以铁水、废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，靠铁液本身的物理热和铁液组分间化学反应产生热量而在转炉中完成炼钢过程。
81.钢铁产能：是指钢铁企业的生产能力，在生产计划期内，企业参与生产的全部固定资产，在既定的组织技术条件下，所能生产的产品数量，或者能够处理的原材料数量。
82.在本说明书中，提供了一种钢铁行业碳排放量预测方法，本说明书同时涉及一种钢铁行业碳排放量预测装置，一种钢铁行业碳排放量预测平台，一种计算设备，一种计算机可读存储介质，以及一种计算机程序，在下面的实施例中逐一进行详细说明。
83.本说明书实施例所提供的钢铁行业碳排放量预测方法的执行主体可以为用于对
钢铁行业的碳排放量进行预测的计算设备。本说明书实施例所提供的钢铁行业碳排放量预测方法可以被设置于执行主体中的软件、硬件电路、逻辑电路中的至少一种执行实现。
84.图1示出了根据本说明书一个实施例提供的一种钢铁行业碳排放量预测方法的流程图，具体包括以下步骤。
85.步骤102：获取指定区域的钢铁生产参数和能源消耗参数，其中，钢铁生产参数至少包括钢铁产量和增产比例，能源消耗参数至少包括耗能量和耗能变化率。
86.本说明书中，指定区域具体指的是城市、区县、乡镇、工厂等由指定主体或人员管理的、涉及钢铁行业的区域范围，这里所提及的指定主体或人员可以是管委会、监管机构等，本说明书中执行钢铁行业碳排放量预测方法的就是上述指定主体或人员使用的计算设备，可通过计算设备上的客户端进行碳排放量预测结果的查看。
87.指定区域中存在的炼钢、铸铁的设备，这些设备在炼钢、铸铁的过程中会产生相应的钢铁生产参数，例如粗钢增产比例、外购废钢增产比例、电炉钢比例等，并且，设备在炼钢、铸铁的过程中势必会消耗一定的能源(例如电能、天然气、或者其他类型的能源)，则相应地会产生能源消耗参数，例如能源消耗量、清洁能源比例等。在本说明书实施例中，钢铁生产参数至少包括钢铁产量和增产比例，能源消耗参数至少包括耗能量和耗能变化率，其中，增产比例为正时表示钢铁增产，增产比例为负时表示钢铁减产，耗能变化率为正时表示能耗量增加，耗能变化率为负时表示能耗量减少。指定区域的钢铁生产参数和能源消耗参数可以是在有碳排放量预测需求时，由用户从交互界面输入，当然也可以从固定的存储位置(该存储位置预先存储有指定区域的钢铁生产参数和能源消耗参数)处获取。本说明书对于获取钢铁生产参数和能源消耗参数的方式不做具体限定。
88.步骤104：根据钢铁产量和增产比例，利用预设的第一碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第一预测碳排放量，根据耗能量和耗能变化率，利用预设的第二碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第二预测碳排放量，其中，第一预测碳排放量与钢铁生产过程相关，第二预测碳排放量与能源消耗相关。
89.本说明书中，获取到指定区域的钢铁生产参数后，可根据钢铁产量和增产比例，利用预设的第一碳排放量预测模型确定指定区域在目标预测时刻的与钢铁生产过程相关的第一预测碳排放量。其中，第一碳排放量预测模型可以是基于历史钢铁产量和增产比例预先训练得到的神经网络模型，也可以是基于历史钢铁产量和增产比例基于数理统计的方式构建的数学模型，这里不做具体限定。
90.在本说明书实施例的一种实现方式中，钢铁产量包括当前粗钢产量和当前废钢量，增产比例包括粗钢增产比例和废钢增产比例；钢铁生产参数还包括电炉钢比例和钢铁生产过程对应的第一预设排放因子。
91.相应地，步骤104中根据钢铁产量和增产比例，利用预设的第一碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第一预测碳排放量，具体可以通过如下方式实现：
92.根据当前粗钢产量和粗钢增产比例，计算目标预测时刻的预测粗钢产量；
93.根据当前废钢量和废钢增产比例，计算目标预测时刻的预测废钢量；
94.根据预测粗钢产量、预测废钢量和电炉钢比例，确定目标预测时刻的预测钢铁产量；
95.根据预测钢铁产量和第一预设排放因子，确定第一预测碳排放量。
96.当前粗钢产量就是指当年粗钢的产量，其中，粗钢是铁水经过加工、添加合金、碳等元素浇注成型后的成品，是指钢铁行业可以向社会提供的最终钢材加工原料。当前废钢量指的是在生产钢铁时所购买投入的废钢量。粗钢增产比例可以是钢铁行业规定的标准，也可以是根据历史的粗钢产量的变化分析得到的；同理，废钢增产比例可以是钢铁行业规定的标准，也可以是根据历史的废钢量的变化分析得到的。电炉钢比例也可以是钢铁行业规定的标准、或者根据历史数据的变化分析得到。当然，上述参数也可以是人工输入的。钢铁生产过程中会产生大量的碳排放，也就是说，钢铁生产过程与碳排放有强关联，这种关联可以用第一预设排放因子表征。
97.根据当前粗钢产量和粗钢增产比例，按照比例增长的关系，可以计算出目标预测时刻的预测粗钢产量，例如，当前粗钢产量为100万吨，粗钢增产比例为 1％，那么五年后的预测粗钢产量为1040604.01吨。同理，可以根据当前废钢量和废钢增产比例，按照比例增长的关系，计算目标预测时刻的预测废钢量。然后，根据预测粗钢产量、预测废钢量和电炉钢比例，利用加权的方式，计算出目标预测时刻的预测钢铁产量。将预测钢铁产量与第一预设排放因子相乘，即可得到第一预测碳排放量。针对钢铁生产参数，准确的预测出粗钢产量、废钢量，进一步预测出钢铁产量，从而根据预测钢铁产量和第一预设排放因子，确定出准确的第一预测碳排放量，为后续进行总碳排放量的准确预测提供支持。
98.具体可以利用公式(1)计算第一预测碳排放量。
[0099][0100]
其中，为预测时刻time总的钢铁生产过程process对应的第一预测碳排放量，p
time,process
为预测时刻time钢铁生产过程process的预测钢铁产量，为钢铁生产过程process对应的第一预设排放因子，process表征多个钢铁生产过程process的总的钢铁生产过程。
[0101]
在本说明书实施例的一种实现方式中，能源消耗参数包括电能消耗参数和除电能以外的指定能源消耗参数。电能消耗参数至少包括耗电量和耗电变化率，指定能源消耗参数至少包括指定能源消耗量和指定能源消耗变化率。第二碳排放量预测模型包括第三碳排放量预测模型和第四碳排放量预测模型，第三碳排放量预测模型为基于电能消耗参数预先建立的预测模型，第四碳排放量预测模型为基于指定能源消耗参数预先建立的预测模型。
[0102]
相应地，步骤104中根据耗能量和耗能变化率，利用预设的第二碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第二预测碳排放量，具体可以通过如下方式实现：
[0103]
根据耗电量和所述耗电变化率，利用所述第三碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第三预测碳排放量，其中，第三预测碳排放量与电能消耗相关；
[0104]
根据指定能源消耗量和所述指定能源消耗变化率，利用所述第四碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第四预测碳排放量，其中，第四预测碳排放量与指定能源消耗相关；
[0105]
根据第三预测碳排放量和第四预测碳排放量，计算第二预测碳排放量。
[0106]
给钢铁生产功能的可以包括电力和除电力以外的其他能源(例如天然气)，因此能源消耗参数包括电能消耗参数和除电能以外的指定能源消耗参数。相应地，分别根据电能
消耗参数 (至少包括耗电量和耗电变化率)和指定能源消耗参数(至少包括指定能源消耗量和指定能源消耗变化率)，利用第三碳排放量预测模型、第四碳排放量预测模型，可以预测出相应的碳排放量(即第三预测碳排放量和第四碳排放量)，将第三预测碳排放量和第四碳排放量相加即为第二预测碳排放量。其中，第三碳排放量预测模型可以是基于历史耗电量和耗电变化率预先训练得到的神经网络模型，也可以是基于历史耗电量和耗电变化率基于数理统计的方式构建的数学模型，这里不做具体限定。第四碳排放量预测模型可以是基于历史指定能源消耗量和指定能源消耗变化率预先训练得到的神经网络模型，也可以是基于历史指定能源消耗量和指定能源消耗变化率基于数理统计的方式构建的数学模型，这里也不做具体限定。本实施例充分考虑了实际情况下多种能源消耗的情况，预测结果更为准确。
[0107]
在本说明书实施例的一种实现方式中，电能消耗参数还包括电能消耗对应的第二预设排放因子和绿电比例，其中，绿电比例为新能源发电的占比；
[0108]
根据耗电量和所述耗电变化率，利用所述第三碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第三预测碳排放量的步骤，具体可以通过如下方式实现：
[0109]
根据当前的耗电量和耗电变化率，计算目标预测时刻的预测耗电量；
[0110]
根据预测耗电量、第二预设排放因子和绿电比例，计算第三预测碳排放量。
[0111]
当前耗电量就是指指定区域内生产钢铁所消耗的电能。耗电变化率可以是钢铁行业规定的标准，也可以是根据历史的耗电量的变化分析得到的，当然，耗电变化率也可以是人工输入的。电能消耗的过程中会产生一定的碳排放，也就是说，电能消耗与碳排放有强关联，这种关联可以用第二预设排放因子表征。另外，电能消耗的多少与碳排放量的多少的关系，还与新能源发电的比例有关，新能源发电占比越大，碳排放量越少。
[0112]
根据当前耗电量和耗电变化率，可以计算出目标预测时刻的预测耗电量。然后，根据预测耗电量、第二预设排放因子和绿电比例，能够计算出第三预测碳排放量。将预测耗电量与第二预设排放因子相乘，再乘以1-绿电比例的结果，即可得到第三预测碳排放量。针对电能消耗参数，准确的预测出耗电量，进一步准确预测出第三预测碳排放量，为后续进行总碳排放量的准确预测提供支持。
[0113]
具体可以利用公式(2)计算第三预测碳排放量。
[0114][0115]
其中，为预测时刻time能源energy下电能electricity对应的第三预测碳排放量，为预测时刻time的预测耗电量，为能源energy下电能electricity 对应的第二预设排放因子，y
renewablepower
为绿电比例。
[0116]
在本说明书实施例的一种实现方式中，指定能源消耗参数还包括指定能源消耗对应的第三预设排放因子；
[0117]
根据指定能源消耗量和所述指定能源消耗变化率，利用所述第四碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第四预测碳排放量的步骤，具体可以通过如下方式实现：
[0118]
根据当前的指定能源消耗量和指定能源消耗变化率，计算目标预测时刻指定能源的预测消耗量；
[0119]
根据预测消耗量和第三预设排放因子，计算第四预测碳排放量。
[0120]
当前指定能源消耗量就是指指定区域内生产钢铁所消耗的指定能源量。指定能源消耗变化率可以是钢铁行业规定的标准，也可以是根据历史的指定能源消耗量的变化分析得到，当然，指定能源消耗变化率也可以是人工输入的。指定能源消耗的过程中会产生一定的碳排放，也就是说，指定能源消耗与碳排放有强关联，这种关联可以用第三预设排放因子表征。
[0121]
根据当前指定能源消耗量和指定能源消耗变化率，可以计算出目标预测时刻指定能源的预测消耗量。然后，根据预测消耗量和第三预设排放因子，能够计算出第四预测碳排放量。将预测消耗量与第三预设排放因子相乘，即可得到第四预测碳排放量。针对指定能源消耗参数，准确的预测出指定能源的消耗量，进一步准确预测出第四预测碳排放量，为后续进行总碳排放量的准确预测提供支持。
[0122]
具体可以利用公式(3)计算第四预测碳排放量。
[0123][0124]
其中，为预测时刻time能源energy下除电能以外的其他能源fuel对应的第四预测碳排放量，为预测时刻time指定能源fuel的预测消耗量，为能源 energy下指定能源fuel对应的第三预设排放因子，fuel包括多个指定能源fuel。
[0125]
在本说明书实施例的一种实现方式中，根据当前的指定能源消耗量和指定能源消耗变化率，计算目标预测时刻指定能源的预测消耗量的步骤之后，还包括：根据预测耗电量和预测消耗量，确定能源总需求量；将能源总需求量发送至客户端进行显示。
[0126]
在预测出指定区域在目标预测时间的耗电量和消耗量之后，将耗电量和消耗量相加即可得到能源总需求量，也可以通过对耗电量和消耗量进行加权得到能源总需求量。本说明书实施例还可以提供一个交互功能，在得到能源总需求量之后，可以将能源总需求量发送至客户端的显示界面进行显示。以使用户可以直观地观察到目标预测时刻的能源总需求。
[0127]
步骤106：根据第一预测碳排放量和第二预测碳排放量，确定指定区域在目标预测时刻的总预测碳排放量。
[0128]
本说明书中，在得到第一预测碳排放量和第二预测碳排放量之后，可以根据第一预测碳排放量和第二预测碳排放量，对指定区域在目标预测时刻的总碳排放量进行预测。具体在预测总碳排放量时，可以是直接将第一预测碳排放量和第二预测碳排放量相加得到总碳排放量，或者可以通过对第一预测碳排放量和第二预测碳排放量进行加权得到总碳排放量。
[0129]
综合上述公式(1)-(3)，可以利用公式(4)计算得到指定区域在目标预测时刻的总预测碳排放量。
[0130][0131]
其中，ghg
time
为指定区域在目标预测时刻time的总预测碳排放量。
[0132]
本说明书实施例可以提供一个交互功能，在得到指定区域在目标预测时刻的总预测碳排放量之后，可以将总预测碳排放量发送至客户端的显示界面进行显示。显示界面中
的具体显示方式可以是图表的形式显示，也可以是文字的形式显示，这里不做限定。除了显示总预测碳排放量以外，还可以在显示界面显示第一预测碳排放量、第二预测碳排放量、计算公式，以及计算中各个变量的名称与意义等。通过增加交互，用户可以直观地看到指定区域在目标预测时刻的总预测碳排放量、所使用的公式、变量等信息，更加直观易懂，用户使用更加方便。
[0133]
应用本说明书实施例，获取到指定区域的钢铁生产参数和能源消耗参数后，根据钢铁生产参数中的钢铁产量和增产比例，利用预设的第一碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第一预测碳排放量，根据能源消耗参数中的耗能量和耗能变化率，利用预设的第二碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第二预测碳排放量，然后根据第一预测碳排放量和第二预测碳排放量，确定出指定区域在目标预测时刻的总预测碳排放量。在钢铁行业中，钢铁生产参数和能源消耗参数直接影响着碳排放量，根据钢铁产量和增产比例，利用第一碳排放量预测模型确定出了与钢铁生产过程相关的第一预测碳排放量，根据耗能量和耗能变化率，利用第二碳排放量预测模型确定出了与能源消耗相关的第二预测碳排放量，最终可根据第一预测碳排放量和第二碳排放量，确定出了指定区域在目标预测时刻的总预测碳排放量，实现了对钢铁行业碳排放量的准确预测。
[0134]
基于图1所示实施例，图2示出了根据本说明书一个实施例提供的另一种钢铁行业碳排放量预测方法的流程图，具体包括以下步骤。
[0135]
步骤202：获取指定区域的钢铁生产参数、能源消耗参数、钢铁产能、节能技术参数，其中，钢铁生产参数至少包括钢铁产量和增产比例，能源消耗参数至少包括耗能量和耗能变化率。
[0136]
步骤204：根据产量和增产比例，利用预设的第一碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第一预测碳排放量，根据耗能量和耗能变化率，利用预设的第二碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第二预测碳排放量，其中，第一预测碳排放量与钢铁生产过程相关，第二预测碳排放量与能源消耗相关。
[0137]
步骤206：根据第一预测碳排放量和第二预测碳排放量，确定指定区域在目标预测时刻的总预测碳排放量。
[0138]
图2所示实施例中的步骤202、204、206与图1所示实施例中的步骤102、104、106相同或相似，这里不再赘述。
[0139]
步骤208，根据钢铁产能、节能技术参数和钢铁生产参数，计算指定区域在目标预测时刻的节能技术对应的资源投入量。
[0140]
钢铁产能是指钢铁企业的生产能力，其受节能技术推广影响，节能技术参数是指节能技术推广所涉及的参数，例如节能技术渗透率、可达率等，同时，节能技术也会影响钢铁生产的数据，因此，根据钢铁产能、节能技术参数和钢铁生产参数，计算出指定区域在目标预测时刻的节能技术对应的资源投入量。具体地，资源投入量可以为节能技术推广的成本。
[0141]
具体地，资源投入量具体为年节能量和年节能技术年化成本。其中，年节能量为基准年的可节能量，需要以基准年的最高产量进行计算，即产能*系数(大于1)，年节能量如公式 (5)所示。
[0142]
[0143]
其中，为目标预测时刻time的节能量，为使用新节能技术后单位产量的节能量，p
time,process
为目标预测时刻time钢铁产量，为目标预测时刻time 节能技术渗透率，c
basic,process
为基准年钢铁产能，r
cap
为系数，为基准年节能技术渗透率，tech表征某一项节能技术。
[0144]
年节能技术年化成本：固定投资的成本考虑的是在基准年之后新增部分，年节能技术年化成本如公式(6)所示。
[0145][0146]
其中，为目标预测时刻time的节能技术年化成本，为调试系数， c
time,process
为目标预测时刻time的年钢铁产能，为优化系数，newtech表征新节能技术。
[0147]
步骤210，在预设约束条件下，以资源投入量优化为目标，利用优化算法，求解出指定区域在目标预测时刻的目标碳排放量，其中，约束条件至少包括节能技术约束、钢铁产量约束和能源强度约束。
[0148]
基于上述资源投入量，可以构建目标函数，即利用年节能量和年节能技术年化成本构建目标函数，用节能技术推广的成本减去节能量的收益，方向为资源投入量优化。具体地，目标函数如公式(7)所示。
[0149][0150]
其中，price
fuel
为指定能源的价格。
[0151]
在节能技术约束、钢铁产量约束、能源强度约束等预设约束条件下，以资源投入量优化为目标，利用优化算法，对上述公式(7)进行求解，可得到指定区域在目标预测时刻的目标碳排放量。
[0152]
具体地，预设约束条件如下所示：
[0153]
钢铁总量以一定方式变化：
[0154]
外购废钢量以一定方式变化：s
scrape1
＝growthrate(5％)
[0155]
电炉钢比例以一定方式变化：
[0156]
电炉钢产量：
[0157]
高炉-转炉钢产量：
[0158]
高炉-转炉钢的废钢比：sr
time
＝(s
time,scrape1-p
time,p2
)/p
time,p1
[0159]
流程产能扩张，不可能一年就修好了，但是简化为修建时间为0：
[0160][0161]
如果产量降低的话，上面会导致削减产能，会为负数，不太合理，因此需要增加如下约束：
[0162]
流程总产能：
[0163]
技术渗透率的上限为可达率：
[0164]
技术整体渗透率：
[0165]
假设同一种技术在不同流程中的普及比例一样，技术可达率均为1，那么整体技术渗透率等于单一过程技术渗透率。
[0166]
由于节能技术推进导致的能量强度降低量：
[0167][0168]
高炉-转炉流程能量强度变化：
[0169][0170]
其中，废钢比导致的高炉-转炉流程导致的能源强度变化份额为：s
fuel
*(sr
time-sr
time-1
)
[0171]
电炉流程能源强度变化为：
[0172][0173]
其中，各个参数分别为：
[0174]
钢铁产能：p
time,process
，与工艺相关；钢铁产能：c
time,process
，与工艺相关；节能技术渗透率：与节能技术和工艺流程有关；节能技术可达率：与节能技术和工艺流程有关，可作为参数使用；能源强度：与能源强度和工艺流程有关，会受到节能技术推广影响；整体能源强度：能源总消耗量：使用新节能技术后单位产量的节能量：使用新节能技术后单位推广进度的节能量：使用新节能技术的钢铁产量：高炉-转炉流程废钢比：sr
time
。
[0175]
步骤212，将目标碳排放量发送至客户端进行显示。
[0176]
应用本说明书实施例，获取到指定区域的钢铁生产参数和能源消耗参数后，根据钢铁生产参数中的钢铁产量和增产比例，利用预设的第一碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第一预测碳排放量，根据能源消耗参数中的耗能量和耗能变化率，利用预设的第二碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第二预测碳排放量，然后根据第一预测碳排放量和第二预测碳排放量，确定出指定区域在目标预测时刻的总预测碳排放量。在钢铁行业中，钢铁生产参数和能源消耗参数直接影响着碳排放量，根据钢铁产量和增产比例，利用第一碳排放量预测模型确定出了与钢铁生产过程相关的第一预测碳排放量，根据耗能量和耗能变化率，利用第二碳排放量预测模型确定出了与能源消耗相关的第二预测碳排放量，最终可根据第一预测碳排放量和第二碳排放量，确定出了指定区域在目标预测时刻的总预测碳排放量，实现了对钢铁行业碳排放量的准确预测。并且，以资源投入量优化作为目标，通过求解优化问题，得到目标碳排放量，利用本实施例，可以准确确定出指定区域在目标预测时刻的目标碳排放量，即得到在资源投入量优化条件下的目标碳排
放量，达到节能减排的目的。
[0177]
并且，本说明书实施例还提供了交互功能，在得到指定区域在目标预测时刻的目标碳排放量之后，将目标碳排放量发送至客户端进行显示。以使用户可以直观地观察到目标预测时刻的目标碳排放量。
[0178]
如图3示出了根据本说明书一个实施例提供的一种钢铁行业碳排放量预测平台的架构示意图，该预测平台包括客户端320和服务端340，客户端320包括交互界面。
[0179]
客户端320，用于通过交互界面，接收用户输入的指定区域的钢铁生产参数和能源消耗参数，其中，钢铁生产参数至少包括钢铁产量和增产比例，能源消耗参数至少包括耗能量和耗能变化率；将钢铁生产参数和能源消耗参数发送至服务端340；
[0180]
服务端340，用于根据钢铁产量和增产比例，利用预设的第一碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第一预测碳排放量，第一预测碳排放量与钢铁生产过程相关；根据耗能量和耗能变化率，利用预设的第二碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第二预测碳排放量，第二预测碳排放量与能源消耗相关；根据第一预测碳排放量和第二预测碳排放量，确定指定区域在目标预测时刻的总预测碳排放量；将总预测碳排放量反馈至客户端320；
[0181]
客户端320，还用于在交互界面显示总预测碳排放量。
[0182]
在本说明书实施例的一种实现方式中，服务端340还可以用于根据当前的耗电量和耗电变化率，计算目标预测时刻的预测耗电量，根据当前的指定能源消耗量和指定能源消耗变化率，计算目标预测时刻指定能源的预测消耗量，然后根据预测耗电量和预测消耗量，确定能源总需求量，将能源总需求量反馈至客户端320，由客户端320在交互界面显示能源总需求量。
[0183]
在本说明书实施例的一种实现方式中，客户端320还可以用于通过交互界面接收用户输入的钢铁产能和节能技术参数，并发送至服务端340，服务端340还可以用于根据钢铁产能、节能技术参数和钢铁生产参数，计算指定区域在目标预测时刻的节能技术对应的资源投入量，在预设约束条件下，以资源投入量优化为目标，利用优化算法，求解出指定区域在目标预测时刻的目标碳排放量，将目标碳排放量反馈至客户端320，由客户端320在交互界面显示目标碳排放量。
[0184]
具体地，交互界面的显示内容如图4所示，图4是本说明书一个实施例提供的交互界面的示意图，用户在交互界面中输入钢铁生产参数和能源消耗参数，最下端显示的即为能源总需求量和总预测碳排放量。
[0185]
应用本说明书实施例，获取到指定区域的钢铁生产参数和能源消耗参数后，根据钢铁生产参数中的钢铁产量和增产比例，利用预设的第一碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第一预测碳排放量，根据能源消耗参数中的耗能量和耗能变化率，利用预设的第二碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第二预测碳排放量，然后根据第一预测碳排放量和第二预测碳排放量，确定出指定区域在目标预测时刻的总预测碳排放量。在钢铁行业中，钢铁生产参数和能源消耗参数直接影响着碳排放量，根据钢铁产量和增产比例，利用第一碳排放量预测模型确定出了与钢铁生产过程相关的第一预测碳排放量，根据耗能量和耗能变化率，利用第二碳排放量预测模型确定出了与能源消耗相关的第二预测碳排放量，最终可根据第一预测碳排放量和第二碳排放量，确定出了指定区域在
目标预测时刻的总预测碳排放量，实现了对钢铁行业碳排放量的准确预测。并且，以资源投入量优化作为目标，通过求解优化问题，得到目标碳排放量，利用本实施例，可以准确确定出指定区域在目标预测时刻的目标碳排放量，即得到在资源投入量优化条件下的目标碳排放量，达到节能减排的目的。并且，本说明书实施例还提供了交互功能，在得到指定区域在目标预测时刻的目标碳排放量之后，将目标碳排放量发送至客户端进行显示。以使用户可以直观地观察到目标预测时刻的目标碳排放量。
[0186]
与上述方法实施例相对应，本说明书还提供了钢铁行业碳排放量预测装置实施例，图5 示出了本说明书一个实施例提供的一种钢铁行业碳排放量预测装置的结构示意图。如图5所示，该装置包括：
[0187]
获取模块520，被配置为获取指定区域的钢铁生产参数和能源消耗参数，其中，钢铁生产参数至少包括钢铁产量和增产比例，能源消耗参数至少包括耗能量和耗能变化率；
[0188]
第一碳排放量预测模块540，被配置为根据钢铁产量和增产比例，利用预设的第一碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第一预测碳排放量，其中，第一预测碳排放量与钢铁生产过程相关；
[0189]
第二碳排放量预测模块560，被配置为根据耗能量和耗能变化率，利用预设的第二碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第二预测碳排放量，其中，第二预测碳排放量与能源消耗相关；
[0190]
总碳排放量预测模块580，被配置为根据第一预测碳排放量和第二预测碳排放量，确定指定区域在目标预测时刻的总预测碳排放量。
[0191]
应用本说明书实施例，获取到指定区域的钢铁生产参数和能源消耗参数后，根据钢铁生产参数中的钢铁产量和增产比例，利用预设的第一碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第一预测碳排放量，根据能源消耗参数中的耗能量和耗能变化率，利用预设的第二碳排放量预测模型，确定指定区域在目标预测时刻的第二预测碳排放量，然后根据第一预测碳排放量和第二预测碳排放量，确定出指定区域在目标预测时刻的总预测碳排放量。在钢铁行业中，钢铁生产参数和能源消耗参数直接影响着碳排放量，根据钢铁产量和增产比例，利用第一碳排放量预测模型确定出了与钢铁生产过程相关的第一预测碳排放量，根据耗能量和耗能变化率，利用第二碳排放量预测模型确定出了与能源消耗相关的第二预测碳排放量，最终可根据第一预测碳排放量和第二碳排放量，确定出了指定区域在目标预测时刻的总预测碳排放量，实现了对钢铁行业碳排放量的准确预测。
[0192]
可选地，钢铁产量包括当前粗钢产量和当前废钢量，增产比例包括粗钢增产比例和废钢增产比例；钢铁生产参数还包括电炉钢比例和钢铁生产过程对应的第一预设排放因子；
[0193]
第一碳排放量预测模块540，进一步被配置为根据当前粗钢产量和粗钢增产比例，计算目标预测时刻的预测粗钢产量；根据当前废钢量和废钢增产比例，计算目标预测时刻的预测废钢量；根据预测粗钢产量、预测废钢量和电炉钢比例，确定目标预测时刻的预测钢铁产量；根据预测钢铁产量和第一预设排放因子，确定第一预测碳排放量。
[0194]
可选地，能源消耗参数包括电能消耗参数和除电能以外的指定能源消耗参数；电能消耗参数至少包括耗电量和耗电变化率，指定能源消耗参数至少包括指定能源消耗量和指定能源消耗变化率；
network)、个域网(pan，personal area network)或诸如因特网的通信网络的组合。接入设备640可以包括有线或无线的任何类型的网络接口(例如，网络接口卡(nic，network interface card))中的一个或多个，诸如ieee802.11无线局域网(wlan，wireless local area networks)无线接口、全球微波互联接入(wi-max，world interoperability for microwave access)接口、以太网接口、通用串行总线(usb，universal serial bus)接口、蜂窝网络接口、蓝牙接口、近场通信(nfc，near field communication)接口，等等。
[0211]
在本说明书的一个实施例中，计算设备600的上述部件以及图6中未示出的其他部件也可以彼此相连接，例如通过总线。应当理解，图6所示的计算设备结构框图仅仅是出于示例的目的，而不是对本说明书范围的限制。本领域技术人员可以根据需要，增添或替换其他部件。
[0212]
计算设备600可以是任何类型的静止或移动计算设备，包括移动计算机或移动计算设备 (例如，平板计算机、个人数字助理、膝上型计算机、笔记本计算机、上网本等)、移动电话 (例如，智能手机)、可佩戴的计算设备(例如，智能手表、智能眼镜等)或其他类型的移动设备，或者诸如台式计算机或pc的静止计算设备。计算设备600还可以是移动式或静止式的服务器。
[0213]
其中，处理器620用于执行如下计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现上述钢铁行业碳排放量预测方法的步骤。
[0214]
上述为本实施例的一种计算设备的示意性方案。需要说明的是，该计算设备的技术方案与上述的钢铁行业碳排放量预测方法的技术方案属于同一构思，计算设备的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述钢铁行业碳排放量预测方法的技术方案的描述。
[0215]
本说明书一实施例还提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现上述钢铁行业碳排放量预测方法的步骤。
[0216]
上述为本实施例的一种计算机可读存储介质的示意性方案。需要说明的是，该存储介质的技术方案与上述的钢铁行业碳排放量预测方法的技术方案属于同一构思，存储介质的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述钢铁行业碳排放量预测方法的技术方案的描述。
[0217]
本说明书一实施例还提供一种计算机程序，其中，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行上述钢铁行业碳排放量预测方法的步骤。
[0218]
上述为本实施例的一种计算机程序的示意性方案。需要说明的是，该计算机程序的技术方案与上述的钢铁行业碳排放量预测方法的技术方案属于同一构思，计算机程序的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述钢铁行业碳排放量预测方法的技术方案的描述。
[0219]
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
[0220]
所述计算机指令包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、
对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
[0221]
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本说明书实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本说明书实施例，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本说明书实施例所必须的。
[0222]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
[0223]
以上公开的本说明书优选实施例只是用于帮助阐述本说明书。可选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书实施例的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本说明书实施例的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本说明书。本说明书仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。