[发明专利]基于EM-MFA算法的建筑综合能源系统碳排放监测方法与装置

说明书

本发明公开了一种基于EM‑MFA算法的建筑综合能源系统碳排放监测方法与装置，建立了统一的数据采集、传输网络，设立建筑碳排放大数据存储中心来存储经过MFA和z‑score算法数据预处理后的建筑能耗与碳排放数据，基于建筑碳排放的功能实现模块与大数据存储中心结合，实现建筑实时能耗监测、碳排放监测、设备故障检测与定位、建筑全生命周期碳排放设计仿真等功能，同时为建筑能耗预测、运行控制等其它技术实现提供数据支撑。

技术领域

本发明属于建筑能耗分析技术领域，具体涉及一种基于EM-MFA算法的建筑综合能源系统碳排放监测方法与装置。

背景技术

随着碳达峰、碳中和战略目标的提出，建筑领域的能耗分析和节能减排的重要性和迫切性日益凸显。《中国建筑能耗与碳排放研究报告(2021)》指出，2019年全国建筑全过程能耗总量为22.33亿吨标准煤。2019年全国建筑全过程碳排放总量为49.97亿吨二氧化碳，占全国碳排放的比重为49.97％。因此，提出一套完整的建筑综合能源系统的碳排放监测方法和装置，既是实现建筑能源系统优化调度、节能减排的首要一步。

建筑综合能源系统的碳排放监测方法和装置的核心部分在于针对建筑的综合能源系统实行全生命周期碳排放监测，并建立完整的建筑碳排放数据采集、传输和储存装置，实现建筑实时能耗监测、碳排放监测、设备故障检测与定位、建筑全生命周期碳排放的设计仿真的功能，同时，为建筑能耗预测、运行控制等其它工作提供数据支撑。

现有的建筑全生命周期分析方法是将建筑生命周期划分成为建材生产和运输、建筑建造、建筑运行和建筑拆除四个阶段的系统，针对不同的建筑生命阶段，采取不同的分析策略，最终得出全生命周期分析。

现有的建筑运行阶段能耗分析方法，将建筑消耗终端能源类型分为电力、燃气、石油、市政热力和可再生能源，将建筑用能系统分类为暖通空调、生活热水、照明及电梯等多种能源消耗子系统，综合不同系统不同能源形式的能耗因子，进一步得到建筑运行阶段的碳排放分析。

现有的建筑能耗数据传输存储方法，包括有线通信和无线通信两种。其中有线通信主要为工业现场总线技术，通过工业数据总线与智能化仪表、控制设备等现场设备进行数字通信，需要另外布置专用通信线路，花费昂贵线缆成本；无线通信技术主要为微功率无线通信技术和蜂窝无线通信技术，具有组网复杂程度高、需要进行复杂的无线覆盖勘测、基站选址和覆盖仿真设计、不适用于密集楼宇、地下室等无线信号覆盖较差的特殊建筑场景等特点。

目前在建筑综合能源系统的碳排放监测领域尚存在如下问题：

建筑能源系统仅考虑传统不可再生能源系统，未考虑包含氢能、风能、太阳能在内的清洁能源系统，或将多种清洁能源笼统归为可再生能源一类进行简单讨论。同时，建筑能耗分析时只停留在不同类型的能源系统能耗分析，没有统一单位并转换成碳排放量，不能满足碳达峰、碳中和时代背景下的建筑综合能源系统碳排放分析需求。

现有的建筑能耗数据的采集传输网络存在抗干扰性差、能耗数据易丢失、组网过程复杂、组网成本高昂等问题。建筑能源消耗数据时常会因网络波动或传感器失灵等问题而发生丢失。

现有的建筑综合能源系统的碳排放监测方法及装置功能较为单一，缺少一套完整的建筑全生命周期的碳排放数据的计算、采集、传输和存储的方法及装置，同时无法实现建筑综合能源系统的实时能耗监测、故障诊断定位与建筑全生命周期碳排放仿真等功能，也无法为建筑能耗预测、运行优化等技术提供数据支撑。

发明内容

本发明提供了一种基于EM-MFA算法的建筑综合能源系统碳排放监测方法与装置，将不同类型的能源系统能耗统一转换成碳排放量，满足碳达峰、碳中和时代背景下的建筑综合能源系统碳排放分析需求。

为达到上述目的，本发明所述一种基于EM-MFA算法的建筑综合能源系统碳排放监测方法，包括以下步骤：