一种小区能流碳流图谱构建方法

技术领域

本发明涉及一种小区能流碳流图谱构建方法，属于能源互联网与低碳化发展技术领域。

背景技术

随着小区居民类用电占全社会用电比例的不断增加，在国家“碳达峰、碳中和”双碳建设目标指导下，通过能流和碳流图谱将能流碳流两者结合的分析具有一定的必然性，通过将小区居民类能源消耗结构化，根据能源使用结构调整能源使用方式，充分挖掘最广大人民的降碳潜力，从而以实现低碳小区为抓手，为全社会低碳经济转型发展极大助力，目前尚未见到以小区为对象的能流碳流分析方法，小区燃气、燃油能耗数据难以获取，而无法统计小区碳排量，难以明确小区能流碳流结构。

因此亟需一种小区能流碳流图谱构建方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种小区能流碳流图谱构建方法，其具体技术方案如下：

一种小区能流碳流图谱构建方法，包括以下步骤：

步骤1：根据区域对小区用能设备进行分类：将小区用能设备划分为户内用能设备、小区汽车用能设备和小区公共用能设备；

步骤2：结合能源消耗类型对小区用能设备进行二级细分：所述能源消耗类型包括电能、燃气和燃油，所述小区用能设备包括用电设备、燃气设备和燃油设备，；

步骤3：通过负荷辨识技术识别用电设备的用电行为特征；

步骤4：根据用电设备的用电行为特征通过式（1）反推燃气设备能耗的耗电量折算值，

式（1）中M为小区总用户数，m为用电设备用户数，两者之差为燃气设备用户数，

根据用电设备的用电行为特征通过式（2）反推燃油设备能耗的耗电量折算值，

式（2）中

步骤5：利用燃气和燃油设备能耗的耗电量折算值，结合折标准煤系数计算出所耗燃气和燃油的体积；

步骤6：根据式（3）计算用电设备碳排量，

根据式（4）计算燃气设备碳排量，

根据式（5）计算燃油设备碳排量，

其中

步骤7：结合设备分类、用电行为特征数据和碳排量数据，运用知识图谱的方法构建用能设备-用户-楼栋三级能流碳流图谱。

进一步的，所述户内用能设备包括户内用电设备和户内燃气设备，小区汽车用能设备包括电动汽车和燃油汽车，小区公共用能设备均为用电设备。

进一步的，所述户内用电设备包括空调、电视、冰箱、电热水器、厨电设备和洗衣机，所述户内燃气设备包括燃气热水器和厨房燃气设备；

所述小区公共用能设备包括电梯、路灯和水泵。

进一步的，所述步骤3的用电行为特征包括：户内用电设备的电器类型、消耗电量和运行时间三元用电行为特征；小区汽车用能设备中电动汽车的数量、充电量和充电时间三元用电行为特征；小区公共用能设备的设备类型、消耗电量和运行时间三元用电行为特征。

进一步的，所述式（1）中M为小区总用户数，m为小区电热水器和厨电设备总用户数，两者之差为小区燃气热水器和燃气厨房设备总用户数，

进一步的，所述

进一步的，以液化石油气为例,所述

本发明的有益效果是：本发明通过负荷辨识技术收集用电设备的用电行为特征，反推计算出燃气和燃油设备的能耗，再各自计算得出碳排量，建立了基于全生命评估理论的小区能流碳流图谱，直观展示小区各层级设备对象的能源消耗情况、碳排放来源和碳排比例等信息，为统一用能单元的计量方式提供依据，比较得出小区碳排放的主要来源，从而能够有针对性地制定降低小区碳排量的措施。

附图说明

图1是本发明的技术路线流程图，

图2是A小区能流谱图，

图3是A小区碳流谱图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明的小区能流碳流图谱构建方法，针对于A小区的1栋、2栋、公共区域和停车场四个一级对象主体，利用物质流分析可视化软件绘制图2A小区的能流图谱：

首先，总用户数M取6，有厨房用电及电热水器的用户m取4，通过感知技术手段得到用户厨房电器月度用电量为960kWh、电热水器月度用电量为480kWh，两者合计总用电量

其次，区域汽车保有量N取50，小区在区域的经济系数

接着，因为1L油的能量相当于1.182倍1 kg标准煤；而1kW.h电的能量相当于0．123倍1 kg标准煤；一立方米天然气约等于1.29倍1kg标准煤，进行等效换算得：720kWh户内燃气设备月度总能耗等效为68m³燃气；2250kWh小区燃油汽车月度能耗等效为234L燃油；

将燃气、燃油、市政电力的总体能耗按层级逐步分散至楼栋、用户和设备去，即可直观的户内用能设备、小区汽车用能设备和小区公共用能设备不同用能单元的耗能计量方式，为统一用能单元的计量方式提供依据，从而更有利于小区各用能单元的平行比，也有利于制定各个用能单元的节能改造措施。

针对于A小区的1栋、2栋、公共区域和停车场四个一级对象主体，利用物质流分析可视化软件绘制图3A小区的碳流图谱：

首先，对于户内家用电器，根据智能感知技术可获得用户厨房用电电器、电热水器和户内其他用电电器的用电量，该用电量与图2所示用电量相同，家居电器的碳排分摊系数一般取0.785，结合式（3）碳排分摊系数可算出不同用户以及不同楼栋的家用电器碳排量，将公共用电设备和电动汽车的碳排分摊系数均取为0.785，总计电力设备碳排量为4931.5kgCO

其次，在0℃及101.325kPa条件下天然气的密度为0.7174Kg/m

92号汽油规定密度为0.725g/ml,在图2汽油234L体积基础上，于是，根据质量等于密度乘以体积计算得到汽油燃油的质量为143.5 L/ce；

结合式（4）和式（5）可以计算得到燃气和燃油的碳排量分别为200.96 kgCO

图2、图3在形状比例上差异不大，但当有太阳能等清洁能源加入时，碳流图谱中因太阳能所得的电力其后续设备碳排量将会为0；

总之，A小区总的碳排量为用电设备、燃气设备和燃油设备的碳排量之和，为5.58tCO

通过小区碳流图，可以看到碳排放的主要来源是市政用电、天然气，还是石油，并可以看到其碳排比例，从而制定具体地小区碳排量降低措施。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。