(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111156923.2 (22)申请日 2021.09.3 0 (71)申请人 广西电网有限责任公司电力科 学研 究院 地址 530023 广西壮 族自治区南宁市民主 路6-2号 (72)发明人 李锐　黎大健　韩方源　张磊　 芦宇峰　苏毅　饶夏锦　陈梁远　 潘绍明　 (74)专利代理 机构 南宁东智知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 45117 代理人 黎华艳 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06N 3/12(2006.01)G06F 111/06(2020.01) (54)发明名称 一种基于全生命周期的变压器低碳优化设 计方法 (57)摘要 本发明属于电气设备故障诊断技术领域， 提 供了一种基于全生命周期的变压器低碳优化设 计方法， 在本发明中， 对变压器全生命周 期碳足 迹分析与碳排放过程中主要因素敏感分析， 建立 多目标的改进遗传算法寻优， 包括变压器碳足迹 模型建立、 敏感性分析与F和R检验和改进遗传算 法寻优。 本发 明旨在为变压器减少碳排放提供思 路， 本发明基于全生命周期的方法是自下而上计 算碳足迹的一种方法， 分析结果具有针对性， 适 合于微观系统的碳足迹核算， 不存在现有常用方 法的缺点。 权利要求书3页 说明书8页 附图2页 CN 114091321 A 2022.02.25 CN 114091321 A 1.一种基于全生命周期的变压器低碳优化设计方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： S1： 建立变压器碳足迹模型， 所述变压器碳足迹模型包括原材料碳模型、 生产制造碳模 型、 运输销售碳模型、 使用碳模型和回收碳模型； 设碳足迹模型为P， 原材料碳足迹为P1， 生 产制造碳足迹为P2， 运输销售碳足迹为P3， 使用碳足迹为P4， 回收碳足迹为P5， 则变压器碳足 迹模型为: P＝P1+P2+P3+P4+P5； S2： 对建立的变压器碳足迹模型进行 敏感性分析； S3： 采用改进的遗传算法对建立的变压器碳足迹模型进行寻优， 目标函数为变压器碳 足迹P最小， 得出设计参数为运输销售阶段第i种运输产品的质量Zi， 运输销售阶段第i种运 输方式运输距离Di以及使用阶段第j类温室气体的全球升温潜能值g4j。 2.根据权利要求1所述的一种基于全生命周期的变压器低碳优化设计方法， 其特征在 于： 所述原材 料碳模型如下 所示： 其中， n1为在原材料阶段获取的原材料种 类， m1为在原材料阶段获取的能源种 类， ηij为 材料使用率； Mi为原材料阶段第i类 材料量， ki为原材料阶段第i类 材料生产的碳排放因子， E1j为原材 料阶段第j类能源量， f1j为原材料阶段第j类能源生产的碳 排放因子。 3.根据权利要求1所述的一种基于全生命周期的变压器低碳优化设计方法， 其特征在 于： 所述生产制造碳模型如下 所示： 其中， n2为在生产制造阶段消耗的能源种 类， m2为排放的温室气体种 类； E2i为生产制造 阶段第i类能源量， f2i为生产制造阶段第i类能源生产的碳排放因子,O2j为生产制造阶段排 放的第j类温室气体量， g2j为生产制造阶段第j类温室气体的全球升温潜能值。 4.根据权利要求1所述的一种基于全生命周期的变压器低碳优化设计方法， 其特征在 于： 所述运输销售碳模型如下 所示： 其中， b为交通工具的种类， Zi为运输销售阶段第i种运输产品的质量， Di为运输销售阶 段第i种运输方式运输距离， q3i为第i种交通工具运输产品的碳排放因子， O3i为运输销售阶 段排放的第i类温室气体量， g3i为运输销售阶段第i类温室气体的全球升温潜能值。 5.根据权利要求1所述的一种基于全生命周期的变压器低碳优化设计方法， 其特征在 于： 所述使用碳模型 具体如下 所示：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114091321 A 2其中， W为日耗电量， t为运行 时间， q4是电力的碳排放因子， O4j为使用阶段排放的第j类 温室气体量， g4j为使用阶段第j类温室气体的全球升温潜能值。 6.根据权利要求1所述的一种基于全生命周期的变压器低碳优化设计方法， 其特征在 于： 所述回收碳模型如下式所示： 其中， E5i为回收阶段第i类能源量， q5i为回收阶段第i种能量的碳排放 因子， Zj为回收阶 段第j类运输产品的质量， k5j为回收阶段第j类材 料生产的碳 排放因子。 7.根据权利要求1所述的一种基于全生命周期的变压器低碳优化设计方法， 其特征在 于： 所述步骤S2中对建立的变压器碳足迹模型进行敏感性分析具体为： 通过变压器碳足迹 所需收集的数据信息及其影响因素进 行敏感性分析， 计算全生命周期内全部影响因素对变 压器碳足迹的敏感数据， 求出 敏感性矩阵如下 所示： 其中， F1i、 F2i、 F3i、 F4i、 F5i分别为原材料碳模型、 生产制造碳模型、 运输销售碳模型、 使用 碳模型和回收碳模型的第i个因素对变压器碳足迹的敏感性 程度； 各生命周期因素会发生单位极小变化， 碳足迹变化矩阵如下 所示： ΔR1i、 ΔR2i、 ΔR3i、 ΔR4i、 ΔR5i别为原材料碳模型、 生产制造碳模型、 运输销售碳模型、 使用碳模型和回收碳模型 的第i个因素单位极小变化内的碳足迹变化值， 则敏感性矩阵求 解如下： 其中， S为所有影响因素目前的碳足迹， Vi为第i个碳排放影响因素的现有值， ΔVi为第i 个碳排放影响因素的变化 值。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114091321 A 3