一种碳排放判定治理系统

技术领域

本发明属于环保监控技术领域，具体的，涉及一种碳排放判定治理系统。

背景技术

现有技术中对于碳排放的监控手段主要有两种，一种是根据能源消耗的种类与数量进行碳排放核算，另一种是对排放口的排放气体的流量与温室气体的浓度进行实时的监控。

但是由于生产线的规模不同，生产线所生产产品的种类不同，在进行碳排放的评估时，很难采用一个较为客观的标准进行评价生产线的碳排放在对应行业或者技术领域中的水平，因此，在生产线的设计期间以及建设和试运行期间，都很难及时的发现生产线的缺陷，从而导致损失的扩大，另外，对于一个生产线，其老化会显著的降低能效，但是在实际生产过程中，工作人员难以直观的发现所使用的生产线的老化损耗水平是否处于合理范围，导致工作人员难以及时的发现问题并进行维护与问题处理，为了解决上述问题，本发明提供了以下技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳排放判定治理系统，解决现有技术中生产线的缺陷与问题难以直观的发现，需要工作人员凭借经验进行排查的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种碳排放判定治理系统，包括：

能耗监控单元，用于监控各生产线的各种能源的使用量，并将其传输至控制器；

报警提示单元，用于发出报警信息；

上述的一种碳排放判定治理系统的工作方法包括如下步骤：

S1、将需要进行评价的企业标记为目标企业，获取目标企业内的所有产品，并获取各产品的加工原料以及加工耗材；

S2、将一个产品标记为目标产品，对于目标产品，在其一个生产线处于满负荷状态生产时，根据能耗监控单元获取生产线在预设时间t内的使用能源形式以及各形式能源的使用量，并根据公式Z＝E1*N1+E2*N2+、…、+En*Nn+e计算得到这t时间内该生产线的碳排放总量Z；

E表示一种形式能源的使用量，n为使用的能源形式的数量，N为对应的各不同形式的能源的碳排放因子，e为t时间内该生产线的加工耗材对应的碳排放量；

S3、获取同一生产线在m个t时间内获得的m个对应碳排放总量，将其依次标记为Z1、Z2、…、Zm；

计算得到Z1至Zm这一组数据的代表值Zpp；

根据T＝Zpp/Cp计算得到在该生产线上的单位目标产品的碳排放指数T，其中Cp为上述m个t时间内的目标产品产量平均值；

S4、按照步骤S3中的方法依次计算得到目标产品对应的不同生产线内目标产品的碳排放指数T，并将获得的若干个碳排放指数依次标记为T1、T2、…、Tk，其中k为目标产品对应的生产线的数量；

获取目标产品对应的k个生产线的满负荷状态下的单位时间产量L，将其与碳排放指数T一一对应后依次标记为L1、L2、…、Lk；

以目标产品对应的k个生产线在满负荷状态下的单位时间产量L为横坐标，以各产线对应的碳排放指数作为纵坐标，拟合后获得L与T之间的拟合曲线图；

S5、在对目标企业进行评价时，获取待评价目标产品对应的生产线，将该生产线标记为待评价生产线，获取该待评价生产线在满负荷状态下的单位时间产量Ls，根据产线在满负荷状态下的单位时间产量L与碳排放指数的拟合曲线图获取Ls对应的预测碳排放指数Ts；

计算得到待评价生产线的实际碳排放指数Tsj；

当(Tsj-Ts)/Ts大于等于预设值Ty时，则认为待评价生产线存在问题，报警提示单元发出报警信息。

作为本发明的进一步方案，所述代表值Zpp的计算方法为：

根据公式

其中1≤h≤m，Zp＝(Z1+Z2+、…、+Zm)/m，D1为预设值；

当D≥D1成立时，则按照|Zj-Zp|从大到小的顺序依次删除对应Zh值，直至D≤D1成立，若此时删除的Zh值的数量与m之比小于等于预设比例α，则计算剩余未被删除的若干Zh值的平均值作为Z1至Zm这m个值的代表值Zpp；

若此时删除的Zh值的数量与m之比大于预设比例α，则将Z1至Zm这m个数值的中位数作为Z1至Zm这m个值的代表值Zpp。

作为本发明的进一步方案，在本发明的一个实施例中，所述Ty取值为0.3。

作为本发明的进一步方案，控制器还用于获取生产线中碳排放指数T随生产线投入使用的年限的变化关系，并根据待评价生产线的实际碳排放指数T的变化率以及待评价生产线的投入年限来判断待评价生产线是否存在问题。

作为本发明的进一步方案，获取生产线中碳排放指数T随生产线投入使用的年限的变化关系的方法为：

以目标产品的一个生产线为例，在t1时间内至少采集计算得到r个碳排放指数值T，r≥12；

在筛除这r个碳排放指数值T中偏差值较大值后，计算其中剩余的若干个碳排放指数值T的平均值Tp；

将目标产品的生产线从投入使用开始的使用时间以t1为间隔划分为若干个计量时间段，将各计量时间段按照时间顺序依次标号；

依次计算得到目标产品的各生产线的各计量时间段内的Tp值，在一个生产线中依次获取标号大于等于2的计量时间段的Tp值与标号为1的计量时间段的Tp值的比例值β，将获取的比例值β依次标记为β1、β2、β3、…

然后计算目标产品的其他生产线中对应的β1、β2、β3、…；

计算所有βi的平均值βip，依次标记为β1p、β2p、β3p、…，其中1≤i≤imax，imax+1＝F/t1，其中F为目标产品生产线的平均使用年限。

作为本发明的进一步方案，相邻的两个碳排放指数值T的获取时间之间不小于预设的t2时间，t2为4h；t1取值为1个月。

作为本发明的进一步方案，根据待评价生产线的实际碳排放指数T的变化率以及待评价生产线的投入年限来判断待评价生产线是否存在问题的方法为：

获取待评价生产线最近的一个计量时间段内的比例值βs，当βs-βjp≥βy时，则认为待评价生产线存在问题，报警提示单元发出报警信息；

j为βs对应计量时间段的序号，βy为预设值。

本发明的有益效果：

(1)本发明通过对待评价生产线的实际碳排放指数进行监控，并将其与预测的碳排放指数进行对比，从而及时发现效率较低的生产线，这样能够在生产线的设计期间以及试运行期间辅助工作人员及时的发现设计缺陷，降低损失的同时，有利于生产线建设工程的高效顺利进行；

(2)本发明通过对同类型生产线的生产效率数据进行监控，获取随着生产线的运行，碳排放指数的变化关系，从而对生产线的老化损耗实现数据可视化，并据此对目标生产线的碳排放指数变化进行监控，及时发现异常的碳排放指数变化数据，以实现对问题生产线的及时发现与治理；

(3)由于生产中规模效应的存在，生产线规模的不同会对单位产品的碳排放指数带来明显的影响，因此本发明通过对大量数据进行拟合，能够获取L与T之间的变化关系，有利于在后续的对比与数据处理过程中，降低甚至消除生产线规模的不同对碳排放指数的影响。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一种碳排放判定治理系统的框架结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

一种碳排放判定治理系统，如图1所示，包括：

能耗监控单元，用于监控各生产线的煤、电、油、气等不同能源形式的使用量，并将其传输至控制器；

报警提示单元，用于发出报警信息，提示工作人员对对应生产线进行查验；

上述的一种碳排放判定治理系统的工作方法包括如下步骤：

S1、将需要进行评价的企业标记为目标企业，获取目标企业内的所有产品，并获取各产品的加工原料以及加工耗材；

其中加工原料是指加工得到产品所需的必不可少的原料，加工耗材是指在产品加工过程中所使用的包装材料、机械损耗、机械保养、生产环境空气调节能耗等损耗；

S2、将一个产品标记为目标产品，对于目标产品，在其一个生产线处于满负荷状态生产时，根据能耗监控单元获取生产线在预设时间t内的使用能源形式以及各形式能源的使用量，并根据公式Z＝E1*N1+E2*N2+、…、+En*Nn+e计算得到这t时间内该生产线的碳排放总量Z；

采用E表示一种形式能源的使用量，其中n为使用的能源形式的数量，N为对应的各不同形式的能源的碳排放因子，e为t时间内该生产线的加工耗材对应的碳排放量，由于加工耗材种类繁杂，计算可利用经验等进行估算；

S3、按照步骤S2中的方法，获取同一生产线在m个t时间内获得的m个对应碳排放总量，将其依次标记为Z1、Z2、…、Zm；

计算得到Z1至Zm这一组数据的代表值Zpp；

根据T＝Zpp/Cp计算得到在该生产线上的单位目标产品的碳排放指数T，其中Cp为上述m个t时间内的目标产品产量平均值；

在本发明的一个实施例中，所述代表值Zpp的计算方法为：

根据公式

其中1≤h≤m，Zp＝(Z1+Z2+、…、+Zm)/m，D1为预设值；

当D≥D1成立时，则按照|Zj-Zp|从大到小的顺序依次删除对应Zh值，直至D≤D1成立，若此时删除的Zh值的数量与m之比小于等于预设比例α，则计算剩余未被删除的若干Zh值的平均值作为Z1至Zm这m个值的代表值Zpp；

若此时删除的Zh值的数量与m之比大于预设比例α，则将Z1至Zm这m个数值的中位数作为Z1至Zm这m个值的代表值Zpp；

S4、按照步骤S3中的方法依次计算得到目标产品对应的不同生产线内目标产品的碳排放指数T，并将获得的若干个碳排放指数依次标记为T1、T2、…、Tk，其中k为目标产品对应的生产线的数量；

获取目标产品对应的k个生产线的满负荷状态下的单位时间产量L，将其与碳排放指数T一一对应后依次标记为L1、L2、…、Lk；

以目标产品对应的k个生产线在满负荷状态下的单位时间产量L为横坐标，以各生产线对应的碳排放指数作为纵坐标，拟合后获得L与T之间的拟合曲线图，获取生产线在满负荷状态下的单位时间产量L对碳排放指数T的影响；

该步骤中，生产线在满负荷状态下的单位时间产量L表示生产线的规模，由于生产中规模效应的存在，生产线规模的不同会对单位产品的碳排放指数带来明显的影响，因此通过对大量数据进行拟合，能够获取L与T之间的变化关系，有利于在后续的对比与数据处理过程中，降低甚至消除生产线规模的不同对碳排放指数的影响；

S5、获取生产线中碳排放指数T随生产线投入使用的年限的变化关系；

具体步骤如下：

以目标产品的一个生产线为例，在t1时间内至少采集计算得到r个碳排放指数值T；在本发明的一个实施例中，相邻的两个碳排放指数值T的获取时间之间应当不小于预设的t2时间，t2优选为4h；在本发明的一个实施例中，t1取值为1个月，r≥12；

在筛除这r个碳排放指数值T中偏差值较大值后，计算其中剩余的若干个碳排放指数值T的平均值Tp，其中，筛除r个碳排放指数值T中偏差值较大值的方法可以采用步骤S3中代表值Zpp的计算方法来进行；

将目标产品的生产线从投入使用开始的使用时间以t1为间隔划分为若干个计量时间段，即一个计量时间段的时长为t1，将各计量时间段按照时间顺序依次以1及1以上的阿拉伯数字标号；

按照上述方法依次计算得到目标产品的各生产线的各计量时间段内的Tp值，在一个生产线中依次获取标号大于等于2的计量时间段的Tp值与标号为1的计量时间段的Tp值的比例值β，将获取的比例值β依次标记为β1、β2、β3、…

然后计算目标产品的其他生产线中对应的β1、β2、β3、…；

计算所有βi的平均值βip，依次标记为β1p、β2p、β3p、…，其中1≤i≤imax，imax+1＝F/t1，其中F为目标产品生产线的平均使用年限；

S6、在对目标企业进行评价时，获取待评价目标产品对应的生产线，将该生产线标记为待评价生产线，获取该待评价生产线在满负荷状态下的单位时间产量Ls，根据生产线在满负荷状态下的单位时间产量L与碳排放指数的拟合曲线图获取Ls对应的预测碳排放指数Ts；

根据步骤S3的方法计算得到待评价生产线的实际碳排放指数Tsj；

当(Tsj-Ts)/Ts大于等于预设值Ty时，则认为待评价生产线存在问题，报警提示单元发出报警信息，提示对应工作人员对待评价生产线进行查看，避免待评价生产线处于低效生产状态；

在本发明的一个实施例中，所述Ty取值为0.3；

获取待评价生产线最近的一个计量时间段内的比例值βs，当βs-βjp≥βy时，则认为待评价生产线存在问题，报警提示单元发出报警信息，提示对应工作人员对待评价生产线进行查看；

j为βs对应计量时间段的序号；

βy为预设值，在本发明的一个实施例中，所述βy取值为0.03；

需要注意的是，本发明技术方案适用加工耗材对应的碳排放量占比较小的产品；

本发明通过对待评价生产线的实际碳排放指数进行监控，并将其与预测的碳排放指数进行对比，从而及时发现效率较低的生产线，这样能够在生产线的设计期间以及试运行期间辅助工作人员及时的发现设计缺陷，降低损失的同时，有利于生产线建设工程的高效顺利进行；

本发明还通过对同类型生产线的生产效率数据进行监控，获取随着生产线的运行，碳排放指数的变化关系，从而对生产线的老化损耗实现数据可视化，并据此对目标生产线的碳排放指数变化进行监控，及时发现异常的碳排放指数变化数据，以实现对问题生产线的及时发现与治理。

在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。