1.管道煤氣負(fù)荷分析的研究意義

　　隨著國家經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，我公司管轄區(qū)域管網(wǎng)的不斷發(fā)展，煤氣用戶迅速的增加。由于我公司管轄區(qū)域內(nèi)用戶的用氣情況各不相同，是不均勻的，它隨著時(shí)、日、月的變化而變化，除此之外，還與煤氣用戶的性質(zhì)、供氣規(guī)模的大小、用戶結(jié)構(gòu)構(gòu)成、人口流動(dòng)狀況以及居民的生活水平和生活習(xí)慣、國家節(jié)假日安排等因素有密切的關(guān)系。這些客觀性因素使管道煤氣系統(tǒng)從儲(chǔ)氣、調(diào)峰手段到管理和調(diào)度的方法發(fā)生了重大的變化。

　　另外，隨著居民商品住宅的不斷建設(shè)發(fā)展以及環(huán)境保護(hù)的要求，那些原先沒有煤氣管網(wǎng)的區(qū)域也將要面臨著煤氣管網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)，儲(chǔ)氣設(shè)施選型建設(shè)等一系列問題。管道煤氣負(fù)荷研究是管道煤氣建設(shè)的基礎(chǔ)性應(yīng)用研究，不僅關(guān)系到煤氣輸配管網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、儲(chǔ)氣設(shè)備的選型等重要因素，還關(guān)系到煤氣管網(wǎng)的合理管理運(yùn)行和優(yōu)化調(diào)度等問題，深化對我公司管轄區(qū)域內(nèi)管道煤氣用氣規(guī)律以及負(fù)荷的研究是十分必要和具有重要意義的。

　　在管道煤氣輸配系統(tǒng)中，煤氣負(fù)荷數(shù)據(jù)是重要的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。不論是對現(xiàn)有管道煤氣輸配管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、優(yōu)化運(yùn)行，還是對新建管道煤氣項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)、相關(guān)煤氣設(shè)施和設(shè)備容量的確定以及整個(gè)項(xiàng)目的工程經(jīng)濟(jì)技術(shù)的分析都有著根本性的意義。其重要性具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：煤氣負(fù)荷是煤氣管網(wǎng)設(shè)計(jì)、優(yōu)化的基礎(chǔ)、是儲(chǔ)氣設(shè)施設(shè)計(jì)的重要依據(jù)、是進(jìn)行各項(xiàng)工程技術(shù)分析的重要依據(jù)、是進(jìn)行經(jīng)濟(jì)調(diào)度的主要依據(jù)、是實(shí)現(xiàn)煤氣輸配管網(wǎng)現(xiàn)代化管理的重要依據(jù)、是煤氣買賣雙方簽訂“照付不議”銷售合同的基礎(chǔ)。綜上所述，對我公司管轄區(qū)域內(nèi)的管道煤氣負(fù)荷的特性進(jìn)行深入研究對我公司的日常煤氣輸配營運(yùn)具有十分重要的實(shí)際意義。

　　2. 管道煤氣負(fù)荷概述

　　2.1 管道煤氣負(fù)荷概念及其分類。管道煤氣負(fù)荷又稱為煤氣用量，是指管道煤氣各個(gè)終端用戶在一段時(shí)間內(nèi)對煤氣的需用量。煤氣負(fù)荷的因此是體積比上時(shí)間。按照時(shí)間長短的不同通?？梢詣澐譃椋耗晷栌昧俊⒓径刃栌昧俊⒃滦栌昧?、日需用量和小時(shí)需用量等。這里的管道煤氣用戶主要是指居民生活用戶、商業(yè)用戶、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用戶、采暖通風(fēng)和溴化鋰空調(diào)用戶。

　　通常來說，管道煤氣負(fù)荷包括了煤氣用氣量和需用工況兩大部分內(nèi)容。煤氣需用工況是指一段時(shí)間煤氣負(fù)荷隨著時(shí)間變化的情況;煤氣需用工況表明了管道煤氣用氣的不均勻特性。煤氣用氣量指的是一段時(shí)間內(nèi)管道煤氣負(fù)荷的累計(jì)值，用氣量的大小就是用氣量指標(biāo)，一般換算為熱量單位來表述。常用的煤氣負(fù)荷數(shù)據(jù)是其總量、幅值以及時(shí)間序列的變化。

　　按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，可以將管道煤氣負(fù)荷劃分為不同的類型。通常來說，可以按照以下幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對管道煤氣負(fù)荷進(jìn)行分類：

　　按照煤氣的不同使用性質(zhì)來分，管道煤氣負(fù)荷可以劃分為居民用氣煤氣負(fù)荷、企事業(yè)團(tuán)體用氣煤氣負(fù)荷、商業(yè)用氣煤氣負(fù)荷和工業(yè)用氣煤氣負(fù)荷。

　　按照時(shí)間跨度范圍的長短，管道煤氣負(fù)荷可以分為短期煤氣負(fù)荷和中、長期煤氣負(fù)荷。短期煤氣負(fù)荷的時(shí)間跨度較短，通常是指小時(shí)負(fù)荷和日負(fù)荷兩種，瞬時(shí)煤氣負(fù)荷由于記錄困難且在實(shí)際的應(yīng)用中意義不大一般不予考慮;中、長期煤氣負(fù)荷的時(shí)間跨度較長，一般指年負(fù)荷。

　　此外，按照時(shí)間跨度的另一種劃分方法，也可將煤氣負(fù)荷分為季節(jié)性負(fù)荷和常年性負(fù)荷。季節(jié)性負(fù)荷主要受一年中季節(jié)性的影響，主要是指夏季制冷性用氣和冬季的采暖用氣;常年性用氣是指居民生活用氣、商業(yè)用氣和工業(yè)用氣。

　　2.2 管道煤氣負(fù)荷特點(diǎn)。管道煤氣輸配系統(tǒng)是一個(gè)多用途的系統(tǒng)，有著各種各樣的用戶，各用戶之間獨(dú)立供氣，彼此之間的用氣要求不一定相關(guān)，用氣負(fù)荷規(guī)律也各不相同，煤氣負(fù)荷隨時(shí)都在變化著，動(dòng)態(tài)的構(gòu)成了管道煤氣負(fù)荷的有機(jī)整體。

　　本質(zhì)上說，由于煤氣負(fù)荷隨機(jī)性的變動(dòng)，管道煤氣輸配系統(tǒng)的負(fù)荷是不可控的，但是由于具有相似的用戶類型和用氣目的，在一定程度上表現(xiàn)出一些相似的特性。

　　1、時(shí)間變化性。管道煤氣負(fù)荷隨著小時(shí)、日、星期、月、季節(jié)和年度的不同而變化;

　　2、隨機(jī)變化性。在一定的區(qū)間內(nèi)，管道煤氣負(fù)荷會(huì)表現(xiàn)出某些相似的特性，但是由于影響因素的復(fù)雜性，會(huì)在某一時(shí)段發(fā)生異常的情況，具有較強(qiáng)的隨機(jī)性;

　　3、周期性。管道煤氣負(fù)荷圍繞日、周、季節(jié)、年變化，具有很強(qiáng)的周期性波動(dòng);

　　4、連續(xù)性。管道煤氣負(fù)荷是隨著時(shí)間進(jìn)行變化的一個(gè)連續(xù)性變量，是非離散的。

　　除了以上的特點(diǎn)之外，短期煤氣負(fù)荷和中、長期煤氣負(fù)荷也表現(xiàn)出與自己的一些特點(diǎn)來。

　　短期的管道煤氣負(fù)荷通常包括小時(shí)負(fù)荷和日負(fù)荷兩種(精確到分鐘的瞬時(shí)煤氣負(fù)荷在實(shí)際的研究中意義不大，一般不予研究)。小時(shí)煤氣負(fù)荷以每天二十四小時(shí)為周期進(jìn)行變化，呈現(xiàn)出強(qiáng)的周期性變化規(guī)律;由于影響管道煤氣日負(fù)荷的變化因素較多，使管道煤氣日負(fù)荷具有較強(qiáng)的隨機(jī)性。中長期管道煤氣負(fù)荷包括月負(fù)荷、季負(fù)荷和年負(fù)荷。月負(fù)荷一般以十二個(gè)月為周期，表現(xiàn)出很強(qiáng)的周期性變化規(guī)律;季節(jié)負(fù)荷與此類似，只不過其周期規(guī)律是以季度形式呈現(xiàn)。總的來說，中、長期煤氣負(fù)荷弱化了短期煤氣負(fù)荷的隨機(jī)性，趨勢性表現(xiàn)的更加明顯。

　　2.3 管道煤氣負(fù)荷相關(guān)影響因素。影響管道煤氣負(fù)荷的因素很多，總的歸結(jié)起來主要可以分為以下的幾大類：

　　1、宏觀的經(jīng)濟(jì)性因素。管道煤氣輸配系統(tǒng)的發(fā)展情況和我公司管轄地區(qū)的宏觀經(jīng)濟(jì)性因素密不可分，該地區(qū)所處的地理位置、地方政府的政策、地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展情況、本地區(qū)能源結(jié)構(gòu)狀況等直接影響著煤氣輸配系統(tǒng)負(fù)荷的增長;例如，本地區(qū)的人口多少，工業(yè)的發(fā)展水平如何，第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)模等等。這些都是管道煤氣負(fù)荷特別是季節(jié)負(fù)荷和年負(fù)荷預(yù)測中要考慮的因素。

　　2、管道煤氣用戶的構(gòu)成。管道煤氣輸配系統(tǒng)中包含著各種類型的用戶，用戶類型的不同意味著用戶特點(diǎn)的不同，這也造成了用戶用氣工況的不同。隨著管道煤氣輸配系統(tǒng)的發(fā)展，各類用戶構(gòu)成的比例也不斷的發(fā)展變化，例如，煤鍋爐改用煤氣鍋爐和溴化鋰空調(diào)這些新的用戶的增加必然會(huì)引起整個(gè)系統(tǒng)用氣負(fù)荷規(guī)律的變化。

　　3、時(shí)間影響因素。在所有的影響因素中，時(shí)間影響因素最具有代表性。管道煤氣輸配系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初衷就是滿足人們的日常生活和工作，為其帶來方便。人們的生活工作本身具有其自身固定的周期，這些周期反映到管道煤氣的負(fù)荷中也呈現(xiàn)出于人們生活工作規(guī)律相似的周期性，例如，以每天二十四小時(shí)為周期的日周期中，中午和晚上兩個(gè)時(shí)間段的用氣負(fù)荷明顯的上升，出現(xiàn)兩個(gè)高峰;除此之外還有節(jié)假日周期等。

　　4、氣候影響因素。在管道煤氣輸配系統(tǒng)的規(guī)模穩(wěn)定情況下，氣候因素，尤其是溫度，是影響管道煤氣輸配系統(tǒng)負(fù)荷的主要因素。最明顯的是夏季和冬季，這兩個(gè)季節(jié)的煤氣負(fù)荷與溫度表現(xiàn)出明顯的負(fù)相關(guān)性，即，夏季溫度高，燃?xì)庳?fù)荷相對較低，冬天溫度低，煤氣負(fù)荷相對較高。

　　5、其他隨機(jī)性因素。除了上述的因素，一些隨機(jī)因素也會(huì)對城市燃?xì)夤艿烂簹廨斉湎到y(tǒng)的負(fù)荷產(chǎn)生影響，在此不再贅述。

　　3 .管道煤氣負(fù)荷研究方法分析

　　對管道煤氣負(fù)荷的研究主要是對管道煤氣負(fù)荷的預(yù)測研究，核心就是利用現(xiàn)有的煤氣負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)，在充分考慮整個(gè)管道煤氣輸配系統(tǒng)的擴(kuò)容行、當(dāng)?shù)刈匀粭l件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、系統(tǒng)的運(yùn)行特性的基礎(chǔ)上，采用適當(dāng)?shù)姆椒ê湍Ｐ停跐M足一定精度條件的要求下，對未來某段時(shí)間的負(fù)荷值進(jìn)行估算。管道煤氣負(fù)荷的預(yù)測一般包括短期負(fù)荷預(yù)測和中長期負(fù)荷預(yù)測。

　　現(xiàn)國內(nèi)外對于管道煤氣負(fù)荷的預(yù)測已經(jīng)有二十多種方法，這些預(yù)測方法在不同的領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，發(fā)揮了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。常用的預(yù)測方法主要為：

　　時(shí)間序列法，這是基于歷史煤氣負(fù)荷基礎(chǔ)上，按照時(shí)序進(jìn)行預(yù)測的分析方法;時(shí)間序列模型可以分為自回歸模型，簡稱為AR模型;動(dòng)平均模型，簡稱為MA模型;自回歸-動(dòng)平均模型，簡稱為ARMA模型;累積式自回歸-動(dòng)平均模型，簡稱為ARIMA模型等。

　　灰色系統(tǒng)預(yù)測分析法，這種方法是依據(jù)灰色系統(tǒng)共的定義衍生出來的一種預(yù)測方法，由于其對歷史負(fù)荷煤氣負(fù)荷數(shù)據(jù)要求少，運(yùn)算簡便，檢驗(yàn)方便等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。

　　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測法，這種方法是建立相應(yīng)模型以歷史數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行訓(xùn)練并進(jìn)行預(yù)測;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的引進(jìn)對煤氣負(fù)荷的預(yù)測來說是一個(gè)重大的歷史突破，這種方法近年來也得到了廣泛的應(yīng)用，在此次基礎(chǔ)上也衍生出了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等預(yù)測方法。

　　模糊理論預(yù)測方法，這種方法是模仿人的思維模式基礎(chǔ)上，基于模糊的推理，對難以建立精確數(shù)學(xué)模型對象的一種預(yù)測方法，這種方法具有其無可比擬的優(yōu)勢。

　　小波分析法，這種分析預(yù)測方法是二十世紀(jì)發(fā)展起來的發(fā)放，融合了泛函分析、調(diào)和分析等眾多學(xué)科分支的精華，再加上管道煤氣輸配系統(tǒng)負(fù)荷本身的小時(shí)、日、月、季度、年的周期性規(guī)律，使小波分析法在煤氣負(fù)荷預(yù)測中具有廣泛的應(yīng)用前景。

　　4.結(jié)束語

　　不同的煤氣負(fù)荷分析方法各有其自身的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件，沒有一種煤氣負(fù)荷分析方法能夠適用于所有的地區(qū)管道煤氣輸配系統(tǒng)，也沒有一種煤氣負(fù)荷預(yù)測方法是絕對準(zhǔn)確的(從理論上說任何一種預(yù)測方法都不能實(shí)現(xiàn)對煤氣負(fù)荷的準(zhǔn)確預(yù)測)，因此在實(shí)際的應(yīng)用中需要結(jié)合區(qū)域內(nèi)管道煤氣輸配系統(tǒng)的實(shí)際情況并結(jié)合工程技術(shù)人員的專業(yè)特長才能更好的分析。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]周軍, 盧春明, 楊鳳玲等.城鎮(zhèn)燃?xì)庥脷獠痪鶆蛐缘奶接?上海煤氣.2003, 34 (1):15-17.

　　[2] 嚴(yán)銘卿, 廉樂明, 焦文玲等. 燃?xì)庳?fù)荷及若干應(yīng)用問題. 煤氣與熱力.2002,(5) :400-404.

　　[3] 李雅蘭, 劉燕, 馮軍, 邵震宇, 賈林.天然氣負(fù)荷指標(biāo)及用氣規(guī)律的研究. 城市煤氣. 2007, (4):15-23.

　　[4] 肖久明.城市燃?xì)庳?fù)荷的特點(diǎn)與預(yù)測模型的特征. 煤氣與熱力.2005,22(1):67-70.