本發(fā)明涉及低碳電力系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及基于大數(shù)據(jù)分析的電力系統(tǒng)碳排放計量方法。
背景技術(shù)：
1、在低碳電力領(lǐng)域中，電力系統(tǒng)碳排放量的測量與計算分析是基礎(chǔ)性工作。在計量碳排放量的過程中，動態(tài)碳排放因子是實時反映電力系統(tǒng)單位電量碳排放強度的關(guān)鍵指標(biāo)，其核心在于根據(jù)電網(wǎng)運行狀態(tài)動態(tài)調(diào)整碳排放因子，通過實時數(shù)據(jù)迭代，精準(zhǔn)適配電力系統(tǒng)動態(tài)變化。
2、現(xiàn)有技術(shù)中通常利用潮流追蹤算法對動態(tài)碳排放因子進行計算并更新；如申請公布號為cn118586927a公開了一種動態(tài)碳排放因子預(yù)測方法、裝置、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)的中國專利申請文件，其公開了通過確定負荷的概率分布和新能源機組出力上限的概率分布，并進行采樣得到實際負荷和實際機組出力，并計算多個時段的網(wǎng)絡(luò)潮流分布得到潮流計算結(jié)果，以得到動態(tài)碳排放因子，并重新采樣，直至達到預(yù)設(shè)迭代次數(shù)，并根據(jù)多組動態(tài)碳排放因子生成采樣結(jié)果，并根據(jù)采樣結(jié)果得到動態(tài)碳排放因子的預(yù)測區(qū)間。
3、上述方案在計算碳排放因子時，其是通過采樣多個時段數(shù)據(jù)，計算多個時段的網(wǎng)絡(luò)潮流分布，然而各時段一般是依據(jù)傳統(tǒng)的固定時間間隔進行劃分得到，此時默認(rèn)每段時間內(nèi)的電網(wǎng)狀態(tài)是穩(wěn)定的，即每段時間內(nèi)的碳排放因子是恒定的；然而現(xiàn)有技術(shù)中以固定時間間隔進行分段，忽略了用電負荷、發(fā)電結(jié)構(gòu)或者瞬時環(huán)境因素等的不同導(dǎo)致碳排放因子不同的問題，從而造成計算偏差或計算資源浪費，最終導(dǎo)致碳排放量的計算不準(zhǔn)確。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提出基于大數(shù)據(jù)分析的電力系統(tǒng)碳排放計量方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的碳排放量的計算不準(zhǔn)確問題；為此，本發(fā)明在如下的一個方面中提供方案。
2、本發(fā)明提供的基于大數(shù)據(jù)分析的電力系統(tǒng)碳排放計量方法，包括：
3、獲取設(shè)定時間段內(nèi)用電負荷功率數(shù)據(jù)的第一曲線和發(fā)電機組的出力比例數(shù)據(jù)的第二曲線；
4、分別對第一曲線和第二曲線進行劃分，得到第一曲線的分段點集和第二曲線的分段點集；獲取兩分段點集的并集；
5、利用所述并集分別對第一曲線和第二曲線進行分段，得到第一曲線的多個曲線段和第二曲線的多個曲線段；
6、計算任一曲線中相鄰兩曲線段的分離度，若分離度大于設(shè)定閾值，則相鄰兩曲線段不合并，進而得到對應(yīng)曲線的多個時段下的分段結(jié)果；所述分離度與最大偏移度正相關(guān)，與最小相似度反相關(guān)；最大偏移度為兩曲線中同一時刻的分段點的偏移度中較大值，所述最小相似度為兩曲線中同一時刻的分段點兩側(cè)曲線段的相似度中較小值；所述偏移度表征分段點的波動情況；
7、利用潮流追蹤算法，獲取任一時段下的動態(tài)碳排放因子。
8、上述方案先分別對設(shè)定時間段內(nèi)用電負荷功率數(shù)據(jù)的第一曲線和發(fā)電機組的出力比例數(shù)據(jù)的第二曲線進行劃分，之后將兩個曲線劃分得到的分段點的集合，作為之后各曲線的分段點，這樣保持了同一電力系統(tǒng)的兩個不同維度曲線的統(tǒng)一劃分，避免了后續(xù)分析數(shù)據(jù)不一致的問題；同時由于上述劃分是采用了兩個曲線的分段點的集合，可能存在過度劃分的問題，本發(fā)明通過獲取相鄰兩曲線段的分離度，以判斷是否進行合并，避免過度劃分的問題，最終獲取了更為合適的不同時段下的曲線段，能夠使每個時間分段內(nèi)的碳排放因子趨于穩(wěn)定以提高碳排量計算的準(zhǔn)確度。
9、可選的，所述分離度為：
10、；
11、式中，為第一曲線、第二曲線中第a個曲線段與第a+1個曲線段交界處的分段點的偏移度中較大值，為第一曲線、第二曲線中第a個曲線段與第a+1個曲線段的相似度中較小值，exp(?)為指數(shù)函數(shù)。
12、上述方案綜合兩曲線中兩相鄰曲線段的相似度以及分段點的偏移度，能夠獲取準(zhǔn)確的分離度。
13、可選的，所述分別對第一曲線和第二曲線進行劃分，得到第一分段點集和第二分段點集，包括：
14、以第一曲線或第二曲線為目標(biāo)曲線，以目標(biāo)曲線中初始時刻對應(yīng)數(shù)據(jù)作為初始分段點，計算目標(biāo)曲線中其他剩余數(shù)據(jù)的偏移度；響應(yīng)于所述偏移度大于閾值，則將對應(yīng)的數(shù)據(jù)作為分段點；遍歷所有剩余數(shù)據(jù)，得到目標(biāo)曲線的分段點集。
15、上述方案通過評估各曲線中任一數(shù)據(jù)的偏移度，能夠通過偏移度進行數(shù)據(jù)的分類，使得相似的數(shù)據(jù)分為一類。
16、可選的，所述偏移度為：
17、；
18、式中，為目標(biāo)曲線中第i個數(shù)據(jù)，為第i個數(shù)據(jù)所在局部段內(nèi)所有數(shù)據(jù)的均值，為第i個數(shù)據(jù)所在局部段內(nèi)所有數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差，為第個數(shù)據(jù)的斜率，為第個數(shù)據(jù)所在局部段內(nèi)所有數(shù)據(jù)的斜率的均值，為第個數(shù)據(jù)所在局部段內(nèi)所有數(shù)據(jù)的斜率的標(biāo)準(zhǔn)差，norm(?)為歸一化函數(shù)；所述局部段為第i個數(shù)據(jù)到第i個數(shù)據(jù)之前且距離第i個數(shù)據(jù)最近的分段點之間的時序段；所述第i個數(shù)據(jù)為用電負荷功率或出力比例，i大于1。
19、上述方案通過對局部段內(nèi)的數(shù)據(jù)進行分析，以確定局部段的末端數(shù)據(jù)屬于分段點的可能性。
20、可選的，所述相似度為：
21、；
22、式中，為利用dtw算法進行目標(biāo)曲線中第a個曲線段與第a+1個曲線段的匹配過程中匹配點對的總數(shù)，為第m個匹配點對中屬于第a個曲線段的第k個數(shù)據(jù)的偏移度，為第m個匹配點對中屬于第a+1個曲線段的第n個數(shù)據(jù)的偏移度，為利用dtw算法得到的第m個匹配點對中兩數(shù)據(jù)之間的最短路徑距離。
23、上述方案利用偏移度對dtw算法過程中匹配點對進行加權(quán)，能夠獲取更準(zhǔn)確的相似度。
24、可選的，所述相似度采用dtw算法對任一曲線中相鄰兩曲線段進行計算得到。
25、可選的，所述利用潮流追蹤算法，獲取任一時段下的動態(tài)碳排放因子，包括：
26、根據(jù)每個分段結(jié)果對應(yīng)時段下的用電負荷功率數(shù)據(jù)以及發(fā)電機組的出力比例數(shù)據(jù)，計算對應(yīng)時段下的網(wǎng)絡(luò)潮流分布；
27、并根據(jù)多個時段下的網(wǎng)絡(luò)潮流分布得到潮流計算結(jié)果；
28、根據(jù)潮流計算結(jié)果生成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)矩陣，進而得到動態(tài)碳排放因子。
29、可選的，所述第一曲線和第二曲線分別通過繪制所述用電負荷功率數(shù)據(jù)和發(fā)電機組的出力比例數(shù)據(jù)得到。
30、可選的，還包括：采用小波變換對所述用電負荷功率數(shù)據(jù)和發(fā)電機組的出力比例數(shù)據(jù)進行去噪處理。
31、可選的，所述發(fā)電機組的出力比例數(shù)據(jù)中各出力比例為不同發(fā)電種類所占發(fā)電總量的比例。
32、本發(fā)明的有益效果為：
33、本發(fā)明的方案對用電負荷功率數(shù)據(jù)的第一曲線和發(fā)電機組的出力比例數(shù)據(jù)的第二曲線進行先后兩次劃分，然后再進行是否合并的判斷，以對計算碳排量的時間周期進行分段，保證了各時間分段內(nèi)的碳排放因子趨于穩(wěn)定以提高碳排量計算的準(zhǔn)確度。
1.基于大數(shù)據(jù)分析的電力系統(tǒng)碳排放計量方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大數(shù)據(jù)分析的電力系統(tǒng)碳排放計量方法，其特征在于，所述分離度為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于大數(shù)據(jù)分析的電力系統(tǒng)碳排放計量方法，其特征在于，所述分別對第一曲線和第二曲線進行劃分，得到第一分段點集和第二分段點集，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于大數(shù)據(jù)分析的電力系統(tǒng)碳排放計量方法，其特征在于，所述偏移度為：
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于大數(shù)據(jù)分析的電力系統(tǒng)碳排放計量方法，其特征在于，所述相似度為：
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于大數(shù)據(jù)分析的電力系統(tǒng)碳排放計量方法，其特征在于，所述相似度采用dtw算法對任一曲線中相鄰兩曲線段進行計算得到。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大數(shù)據(jù)分析的電力系統(tǒng)碳排放計量方法，其特征在于，所述利用潮流追蹤算法，獲取任一時段下的動態(tài)碳排放因子，包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大數(shù)據(jù)分析的電力系統(tǒng)碳排放計量方法，其特征在于，所述第一曲線和第二曲線分別通過繪制所述用電負荷功率數(shù)據(jù)和發(fā)電機組的出力比例數(shù)據(jù)得到。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于大數(shù)據(jù)分析的電力系統(tǒng)碳排放計量方法，其特征在于，還包括：采用小波變換對所述用電負荷功率數(shù)據(jù)和發(fā)電機組的出力比例數(shù)據(jù)進行去噪處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于大數(shù)據(jù)分析的電力系統(tǒng)碳排放計量方法，其特征在于，所述發(fā)電機組的出力比例數(shù)據(jù)中各出力比例為不同發(fā)電種類所占發(fā)電總量的比例。