基于廣域碳計量與多元碳服務的雙碳服務平臺設計2目錄研究背景12碳排放流理論3廣域碳計量4多元碳服務3“30·60”雙碳目標“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和?！碧贾泻停阂欢〞r間內(nèi)，直接或間接產(chǎn)生的溫室氣體排放總量，通過植樹造林、節(jié)能減排等方式，抵消所產(chǎn)生的二氧化碳排放量，實現(xiàn)二氧化碳的“零排放”。降低排放總量增加吸收總量碳中和碳計量碳排放精準計量碳排放全景監(jiān)測碳減排能源交通建筑工業(yè)碳匯山水林田湖草沙一體化保護和修復碳利用碳捕集碳存儲4用電碳計量現(xiàn)狀碳計量用電碳排放的計量是連接電力消費與碳排放量的橋梁，對電力行業(yè)低碳發(fā)展決策，制定合理的雙碳實施路徑具有重要意義。當前用電碳排放計量方法：采用區(qū)域平均用電碳排放因子，是簡單的非時變的固定碳排放系數(shù)?？蓽y量Measurable可報告Reportable可核實VerifiableIPCC“三可原則”計量要求：滿足IPCC“三可原則”

--《中國區(qū)域電網(wǎng)平均二氧化碳排放因子》2012年5當前用電碳計量方法的不足之處碳計量當前用電碳排放計量方法：采用區(qū)域平均用電碳排放因子，是簡單的非時變的固定碳排放系數(shù)。存在的一些不足之處：空間差異時間差異①難以體現(xiàn)用電碳排放因子的時間/空間差異性。如何實現(xiàn)全環(huán)節(jié)精確碳計量？如何實現(xiàn)實時碳排放追蹤？如何厘清碳排放因子的空間分布規(guī)律？如何有效引導用戶側(cè)主動減碳？②

高比例新能源接入場景下，計量誤差越來越大隨著新能源電量占比的提升，碳排放因子的峰谷差會越來越明顯，平均碳排放因子計量方法帶來的誤差會越來越大。未來的用電碳計量標準：③

難以促進用戶通過調(diào)節(jié)用電行為的方式主動減碳電網(wǎng)平均碳排放因子的取值相對固定，無法影響企業(yè)的用電行為和在電力市場、碳市場上的交易行為。6目錄研究背景12碳排放流理論3廣域碳計量4多元碳服務7理論支撐：電力系統(tǒng)碳流分析方法全環(huán)節(jié)串聯(lián)電能生產(chǎn)、流動、消費碳排放責任轉(zhuǎn)移、分攤耦合全環(huán)節(jié)碳排放計量與分析電力系統(tǒng)碳排放流理論將發(fā)電廠排向大氣中的碳排放與從電廠注入電網(wǎng)的潮流相結(jié)合。假定碳排放并非直接從電廠排入大氣，而是以網(wǎng)絡流的形式隨潮流流入電網(wǎng)，直至用電終端。依附于電力潮流存在且隨系統(tǒng)有功潮流定向移動的耦合碳排放，是電力系統(tǒng)中一類虛擬的網(wǎng)絡流。電力系統(tǒng)碳排放流：類比不同“含碳量”的水，注入“節(jié)點”后，“碳”濃度變化碳排放的虛擬轉(zhuǎn)移和分攤碳排放流計算的本質(zhì)是根據(jù)已知的電網(wǎng)潮流分布，計算碳排放流分布。量化電力傳輸和消費過程碳排放，體現(xiàn)碳排放時間/空間差異性8理論支撐：電力系統(tǒng)碳流分析方法9碳排放流理論的先進性直接碳排放計量宏觀統(tǒng)計法全生命周期法直接監(jiān)測法電力行業(yè)碳排放計量方法簡單、可信，但無法反映用電行為對電力系統(tǒng)碳排放的反作用可以實時測量物理碳排放值，但無法體現(xiàn)碳排放責任的轉(zhuǎn)移方法名稱需要基于長周期的燃料消耗統(tǒng)計為數(shù)據(jù)支撐，與電力系統(tǒng)實際物理特性脫節(jié)方法特征間接碳排放計量平均碳排放因子分析法合作博弈法碳流分析法邊際分析法定價機制法基于全年發(fā)電燃料統(tǒng)計，得到用戶的全年平均的用電碳排放因子。將間接碳排放的分攤問題看成是基于博弈的成本分攤問題無法反應時空差異性基于邊際碳強度，描述節(jié)點對全系統(tǒng)碳排放增加量基于博弈、模型復雜、公平性節(jié)點描述，與現(xiàn)有方法契合性不足合作博弈模型的延伸，看成邊際成本分攤問題基于博弈、模型十分復雜基于電氣剖分的碳流追蹤（復功率追蹤）碳排放流理論（有功功率追蹤）電力系統(tǒng)碳排放主要與有功功率有關，復功率顯著增加了復雜度而精度增加有限，碳排放分攤問題中需要考慮用戶的公平性，與“潮流擁塞成本”等成本分攤問題有本質(zhì)不同。碳排放流理論（期刊論文10篇，發(fā)明專利10項，軟著1項）1）考慮公平性原則；2）實時、精準碳計量；3）理論支撐完備；4）理論清晰/利于落地。碳排放流理論的優(yōu)勢：10目錄研究背景12碳排放流理論3廣域碳計量4多元碳服務廣域碳計量平臺11機組出力數(shù)據(jù)機組發(fā)電碳排放因子電網(wǎng)潮流數(shù)據(jù)調(diào)度系統(tǒng)IPCC排放因子庫調(diào)度系統(tǒng)節(jié)點碳排放數(shù)據(jù)碳流計算碳流計算線路碳排放數(shù)據(jù)電廠碳排放數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)來源源：網(wǎng)：荷：發(fā)電碳排放因子、發(fā)電碳排放量線路碳流密度、線路碳流率節(jié)點碳排放因子時間顆粒度：精確到10分鐘斷面空間顆粒度：精確到區(qū)縣級計量結(jié)果接入SCADA斷面數(shù)據(jù)，開展碳流計算，實現(xiàn)碳排放的實時追溯，全景展示電力生產(chǎn)、傳輸、轉(zhuǎn)化、存儲、消費等環(huán)節(jié)的碳排放碳流計算中碳排放因子取值[1-2]：區(qū)外來電：0.5839t/MWh煤電：0.76t/MWh氣電：0.37t/MWh生物質(zhì)發(fā)電：0.23t/MWh可再生能源發(fā)電：0t/MWh廣域碳計量平臺12計量結(jié)果實時展示網(wǎng)：1：線路碳流密度2：線路碳流率3：線路網(wǎng)損碳排放量4：線路碳排放GIS圖展示5：外來電及送電實時碳排放情況荷：1：全實時平均用電碳排放因子2：全實時用電碳排放量3：各地市/縣/區(qū)實時平均用電碳排放因子4：各地市/縣/區(qū)實時用電碳排放量及占比5：碳排放因子GIS圖展示（可下探到地市）源：1：平均發(fā)電碳排放因子2：不同類型機組發(fā)電碳排放量3：累計發(fā)電碳排放量4：實時發(fā)電碳排放率5：發(fā)電碳排放GIS圖展示13目錄研究背景12碳排放流理論3廣域碳計量4多元碳服務全景碳地圖14應用描述：以地圖形式展示內(nèi)各個地區(qū)的實時用電碳排放因子明細，類似PM2.5地圖數(shù)據(jù)來源：廣域碳計量平臺中的實時用電碳排放因子功能與成效：用戶掌握各地區(qū)碳排放因子信息，可有針對性的進行廠站選址，支撐低碳招商展示形式：網(wǎng)頁&App實時碳排放因子數(shù)據(jù)（網(wǎng)頁版）（*注：圖中數(shù)據(jù)為示意性數(shù)據(jù)）碳地圖（網(wǎng)頁版）碳地圖（app版）綜合碳分析15應用描述：展示各時段（可自定義時段）各區(qū)域（可自定義空間范圍）的多類型碳信息數(shù)據(jù)來源：廣域碳計量平臺數(shù)據(jù)庫中的碳信息數(shù)據(jù)功能與成效：幫助電力企業(yè)掌握電力系統(tǒng)碳排放的流動與變化規(guī)律主動碳響應16應用描述：以動態(tài)碳排放因子為引導信號，引導用戶通過改變自身用電行為的方式減碳數(shù)據(jù)來源：廣域碳計量平臺中的實時用電碳排放因子功能與成效：用戶結(jié)合自身的碳減排需求，通過改變自身用電行為的方式，降低整個電力系統(tǒng)的碳排放量，促進清潔能源消納低碳需求響應流程示意圖低碳需求響應步驟：步驟1：獲取動態(tài)碳排放因子；步驟2：獲取基線負荷曲線；步驟3：用戶用電行為優(yōu)化；步驟4：碳減排量評估與結(jié)算。低碳需求響應基本原則：1）可感知原則：用戶可感知過去、實時、未來態(tài)的動態(tài)碳排放因子；2）公平性原則：一定區(qū)域內(nèi)用電碳排放因子實時相等；3）激勵性原則：自發(fā)減碳量和價格因素均為激勵用戶主動減碳的因素；4）可計量原則：低碳需求響應的碳減排量需要被記錄與認證。主動碳響應17減碳能力評估：基于2025-2040年的全國運行模擬數(shù)據(jù)，開展了低碳需求響應的減碳能力評估基本假設：假設各負荷中的5%能夠參與到低碳需求響應中116174303379減碳效益分析2030228029404010全國減碳效益分析(a)2025(b)2030(d)2040(c)2035結(jié)論：2025年至2040年，低碳需求響應機制給我國帶來的減碳量呈現(xiàn)上升趨勢，同時將促進非水新能源消納；負荷調(diào)節(jié)潛力大、碳排放因子峰谷差較大的地區(qū)，低碳需求響應帶來的減碳效果更好：低碳需求響應機制下，未來我國東南部地區(qū)的減碳效果優(yōu)于西北部地區(qū)。主動碳響應18應用與展示形式：網(wǎng)頁&app網(wǎng)頁展示App展示1）用戶輸入碳排放因子期望動作值；2）app根據(jù)碳排放因子，向用戶發(fā)布低碳響應提示；3）用戶根據(jù)app提示自行選擇是否進行低碳需求響應，以及參與響應的電器。感謝各位領導的聆聽！

敬請批評指教雙碳智慧園區(qū)能源管理系統(tǒng)業(yè)務設計方案01建設背景整體架構(gòu)業(yè)務功能0203預期成效04CONTENT01建設背景云谷園及建設背景云谷園坐落于“高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展軸”上的中關村昌平園東區(qū)，是匯集科技成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)和辦公為一體的高新技術企業(yè)基地。傳統(tǒng)園區(qū)的電能供應以市電供應為主，通過配電室進行電壓轉(zhuǎn)換和分配后，經(jīng)過強電井輸送到各個樓層。整體負荷在上班時段尤其集中。隨著綠色能源的發(fā)展，在樓頂加入了光伏發(fā)電，同時在樓棟內(nèi)，加入儲能。在上班用電高峰期，負荷主要是辦公用電和汽車充電樁集中充電，負荷需求大。通過光伏發(fā)電、蓄電池電能釋放實現(xiàn)負荷補充。在下班低谷時段，通過市電進行蓄電池充電。在園區(qū)內(nèi)，形成了基于綠色能源、多場景智能調(diào)節(jié)、柔性互補的“源-網(wǎng)-荷-儲”微電網(wǎng)體系?，F(xiàn)時代的綠色智慧園區(qū)，綠色可再生能源的補充、分布式電源的負荷消納，不僅更好的滿足了日益增長的負荷需求，同時也有效調(diào)節(jié)電網(wǎng)負載，提高供電能力、更加綠色、安全、可靠。智芯綠色智慧能源園區(qū)的建設，也是在國家“雙碳”目標上，落地踐行國家電網(wǎng)智慧物聯(lián)體系，為建設世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，邁出了新的一步。02整體架構(gòu)整體架構(gòu)010203光伏、配電、儲能通過能源路由器實現(xiàn)互動調(diào)節(jié)。

充電樁通過能源控制器，

實現(xiàn)有序充電和峰谷功率調(diào)節(jié)。

園區(qū)樓棟、樓層智能檢測，通過源網(wǎng)荷儲智能控制終端監(jiān)測分析、

智能聯(lián)動等功能。系統(tǒng)基于能源企業(yè)園區(qū)，實現(xiàn)園區(qū)配電監(jiān)測、光伏監(jiān)測、儲能監(jiān)測、辦公負荷監(jiān)測、充電樁監(jiān)測等。在園區(qū)微電網(wǎng)角度，基于“源網(wǎng)荷儲”進行平衡互動和智能分析。同時，從用能角度，進行樓棟、樓層的精細化監(jiān)測和分析，為園區(qū)運營單位提供綠色辦公、舒適用能、節(jié)約用能的策略建議。04園區(qū)大腦，通過融合終端實現(xiàn)集中控制和指令傳遞。同步配套業(yè)務系統(tǒng)和移動應用進行智能檢測和分析。

源網(wǎng)荷儲智能控制終端源網(wǎng)荷儲智能控制終端功能架構(gòu)業(yè)務應用：從用能監(jiān)測、用能分析、智能預測、綠色運營等角度進行業(yè)務功能構(gòu)建；感知終端：圍繞園區(qū)配電、光伏、儲能、充電樁、辦公用電、舒適辦公等角度進行物聯(lián)傳感建設，實現(xiàn)園區(qū)的智慧化、數(shù)字化建設。智慧物聯(lián)：各類型傳感終端，通過融合終端進行數(shù)據(jù)匯聚，并通過物聯(lián)管理平臺，支撐雙碳智慧園區(qū)建設。配變監(jiān)測開關柜測溫局放監(jiān)測分支監(jiān)測配電監(jiān)測光照強度監(jiān)測光伏發(fā)電監(jiān)測蓄電池監(jiān)測充電樁運行監(jiān)測充放電監(jiān)測充電樁控制光伏監(jiān)測 儲能監(jiān)測充電樁監(jiān)測電能量計量終端智能微斷溫濕度監(jiān)測空調(diào)/新風控制用電監(jiān)測 環(huán)境調(diào)節(jié)能量路由器能源控制器可視化網(wǎng)關物聯(lián)管理平臺配電監(jiān)測光伏監(jiān)測用能監(jiān)測儲能監(jiān)測充電樁監(jiān)測用能分析電量分析用電預測綠色辦公能效分析光伏發(fā)電預測低碳出行碳效分析云谷園雙碳智慧園區(qū)智能預測 綠色運營充電樁管理運行狀態(tài)監(jiān)控充電樁運營計費管理充值結(jié)算設備管理連接管理物聯(lián)管理數(shù)據(jù)管理規(guī)則管理感知層網(wǎng)絡層平臺層應用層4G RJ45 RS485/232融合終端數(shù)據(jù)架構(gòu)&部署架構(gòu)端側(cè)數(shù)據(jù)通過Modbus、RS485等協(xié)議通過無線、有線通信方式，數(shù)據(jù)匯聚到融合終端、物聯(lián)管理平臺；云端建設智慧園區(qū)業(yè)務應用系統(tǒng)和移動應用。云端平臺采用企業(yè)私有云部署；業(yè)務應用系統(tǒng)為信息內(nèi)網(wǎng)，移動應用和信息內(nèi)網(wǎng)通過隔離裝置進行數(shù)據(jù)交換和傳輸；03業(yè)務功能業(yè)務功能規(guī)劃用能預測供能預測雙碳預測綠色辦公低碳出行電量分析能效分析碳效分析配電監(jiān)測光伏監(jiān)測儲能監(jiān)測充電樁監(jiān)測用能監(jiān)測用能分析智能預測綠色運營基于監(jiān)測角度，獲取大量用能數(shù)據(jù)；從用電成本、綜合能效、綠色碳排角度，進行綜合分析，實現(xiàn)精益化管理；基于管理和分析角度，結(jié)合智能預測算法，實現(xiàn)用能、功能、雙碳目標預測；基于預測數(shù)據(jù)提供的支撐，園區(qū)內(nèi)倡導綠色辦公、低碳出行；結(jié)合個人碳積分，有效推進綠色、節(jié)能新風尚。大屏可視化

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園區(qū)雙碳總覽源：市電供應、光伏發(fā)電、儲能放電，展示電源供應實時負荷綜合展示園區(qū)當年累計電能消耗，和光伏發(fā)電，并將電量轉(zhuǎn)化為碳排放、碳中和進行計算。儲：蓄電池儲能。展示當前儲能的狀態(tài)，以及儲能的充放電曲線。網(wǎng)：供電網(wǎng)、用電網(wǎng)、光儲轉(zhuǎn)換網(wǎng)。展示電力網(wǎng)絡運行的峰值情況以及時刻。荷：

展示園區(qū)的負荷組成以及當日負荷峰值情況。直觀展示園區(qū)概況，以及園區(qū)微電網(wǎng)（源網(wǎng)荷儲）分布情況。大屏可視化

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樓宇數(shù)字孿生展示13#樓主體模型，以及微電網(wǎng)能量流、數(shù)據(jù)流。紅色表示能量流，藍色表示數(shù)據(jù)流。樓層導航切換，園區(qū)視角、大樓全景、樓層視角。大屏可視化

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樓宇數(shù)字孿生展示樓頂光伏模型，并動態(tài)顯示光伏運行特效。展示B1樓三維模型，B1層東西兩側(cè)各有一處配電房。展示配電房整體運行情況，包含電量、負荷、能耗組成。展示配電各監(jiān)測數(shù)據(jù)項具體信息，包含電流、電壓、功率等。業(yè)務功能

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PC首頁顯示當前的天氣信息。顯示園區(qū)當前綜合用能情況。包含綜合用電量、光伏累計發(fā)電量、儲能轉(zhuǎn)化電量、充電樁電能消耗等。同時，顯示園區(qū)的綜合碳排放和碳中和成效。展示園區(qū)用電預測值和實際曲線對照關系。展示光伏發(fā)電預測和實際曲線對照關系。展示園區(qū)用戶碳積分排行，鼓勵用戶積極參與節(jié)能減排。展示園區(qū)碳中和成效，包含碳中和量和碳中和率。業(yè)務功能

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用能監(jiān)測：配電監(jiān)測展示當前區(qū)域配電網(wǎng)絡一次接線結(jié)構(gòu)圖，并基于接線圖展示當前監(jiān)測點位和實時運行數(shù)據(jù)。配電監(jiān)測切換，支持園區(qū)配電整體監(jiān)測、樓棟監(jiān)測、樓層監(jiān)測。展示當前區(qū)域配電網(wǎng)整體運行情況，包含市電、光伏、充電樁、儲能等。業(yè)務功能

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用能監(jiān)測：光伏監(jiān)測將光伏發(fā)電累計電量，轉(zhuǎn)化為碳排放，顯示綠色、節(jié)能成效。顯示光伏發(fā)電的實時運行情況。包含當日發(fā)電量、發(fā)電能效等。顯示光伏發(fā)電的實時發(fā)電出力，以及光照幅度。顯示光伏發(fā)電轉(zhuǎn)換和并網(wǎng)過程。并粗略展示相關設備運行情況。顯示當前氣象信息，氣象也是影響光伏發(fā)電的關鍵因素。顯示目前光伏站點的具體信息。業(yè)務功能

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用能監(jiān)測：儲能監(jiān)測直觀展示儲能整體運行情況，充放電量、儲能轉(zhuǎn)化效率，健康度等。展示儲能站具體規(guī)模，包含蓄電池數(shù)量，運行狀態(tài)等。展示儲能充放電功率情況，以及電池剩余電量百分比變化。直觀展示一段時間內(nèi)，儲能每日充放電電量情況，形成縱向?qū)Ρ取D形化形式展示儲能變流器運行數(shù)據(jù)，以及內(nèi)部蓄電池的運行狀況（剩余電量）。業(yè)務功能

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用能監(jiān)測：充電樁監(jiān)測展示充電樁運行情況，包含總數(shù)、運行數(shù)量、充電次數(shù)、充電時長等。展示充電樁運行情況，按照充電樁運行狀態(tài)維度統(tǒng)計。包含充電、空閑、故障、離線等。以接線圖示意，展示充電樁的能源結(jié)構(gòu)和運行數(shù)據(jù)。主要是市電、光伏、儲能通過能量路由器和充電樁連接。展示充電樁充電總功率實時曲線。以平面結(jié)構(gòu)展示充電樁分布和位置，不同顏色區(qū)分充電樁狀態(tài)。鼠標焦點顯示充電樁運行數(shù)據(jù)。業(yè)務功能

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用能分析：電量分析展示月度電量分項組成，包含基礎設施用電、日常辦公用地那、充電樁用電、儲能充電。展示日電量組成以及對應的碳效分析。

結(jié)合同期數(shù)據(jù)進行對照分析。展示電量分段數(shù)據(jù)變化趨勢，以及各類型用電的展示。提供頁面試算工具，粗略計算和評估園區(qū)電量費用成本。展示

電量各分項組成中，高能耗設備排行。方便用戶發(fā)現(xiàn)高能耗和異常設備。業(yè)務功能

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用能分析：能效分析展示當前區(qū)域?qū)崟r用電負荷。也可以基于日、月、年角度，查看負荷變化曲線。分析計算當前時段內(nèi)負荷的極值和發(fā)生時間，負荷率等數(shù)據(jù)。業(yè)務功能

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用能分析：碳效分析從日常用電和光伏發(fā)電的角度，分日、月、年統(tǒng)計當前的用電量和發(fā)電量。同時，將電量轉(zhuǎn)化為碳效益，計算碳排和中和情況。從時間維度，查看一定周期內(nèi)的碳中和率變化趨勢。直觀反應園區(qū)內(nèi)達峰、中和情況。圍繞園區(qū)內(nèi)達峰、中和情況，同步結(jié)合國家“3060”目標，制定園區(qū)自身的碳效計劃，主動響應和推進國家雙碳計劃的落地和實施。結(jié)合國家雙碳目標，落實園區(qū)自身雙碳工作。從計劃、執(zhí)行角度，進行落地推進和有效實施。業(yè)務功能

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智能預測：用電預測結(jié)合氣象數(shù)據(jù)、實際微氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)、節(jié)氣數(shù)據(jù)等，進行綜合預測畫像，提升預測準確性。結(jié)合近期用電數(shù)據(jù)以及相關組成，輔助進行用電預測和相關分析。以圖形化方式展示預測模型的關聯(lián)性因素以及對應的關聯(lián)性系數(shù)。曲線展示預測值和實際功率，形成對比，反應預測和實際差異。結(jié)合光伏消納（光伏消納也是用電輸出的一部分），綜合反應實際用電的具體情況。將實際市電供應數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化為碳排放，直觀反應能效消耗以及碳效益數(shù)據(jù)。從歷史預測情況，綜合查看預測和實際的偏差和擬合情況，不斷優(yōu)化預測模型的準確率。業(yè)務功能

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智能預測：光伏發(fā)電預測結(jié)合氣象數(shù)據(jù)、實際微氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)、節(jié)氣數(shù)據(jù)等，進行綜合預測畫像，提升預測準確性。數(shù)據(jù)綜合統(tǒng)計近期的光伏發(fā)電量情況，輔助進行預測分析。以圖形化方式展示預測模型的關聯(lián)性因素以及對應的關聯(lián)性系數(shù)。曲線展示預測值和實際功率，形成對比，反應預測和實際差異。曲線展示光輻照強度和光伏實際發(fā)電輸出功率的轉(zhuǎn)化效率曲線。光伏發(fā)電，會有效提升碳中和，同步預測碳中和量，以及和實際中和量的對比。突出碳中和效益。從歷史預測情況，綜合查看預測和實際的偏差和擬合情況，不斷優(yōu)化預測模型的準確率。業(yè)務功能

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智能預測：預測畫像從預測模型角度，定義預測對象的相關關聯(lián)性因素，并可以進行關聯(lián)性比例調(diào)整。不斷優(yōu)化預測準確率。預估預測的準確率。該準確率結(jié)合參數(shù)以及比例，同時融合歷史預測結(jié)果，進行綜合計算。選擇人工智能計算基礎模型，包含：支持向量