1.管道煤氣負荷分析的研究意義

　　隨著國家經濟水平的不斷提高，我公司管轄區域管網的不斷發展，煤氣用戶迅速的增加。由于我公司管轄區域內用戶的用氣情況各不相同，是不均勻的，它隨著時、日、月的變化而變化，除此之外，還與煤氣用戶的性質、供氣規模的大小、用戶結構構成、人口流動狀況以及居民的生活水平和生活習慣、國家節假日安排等因素有密切的關系。這些客觀性因素使管道煤氣系統從儲氣、調峰手段到管理和調度的方法發生了重大的變化。

　　另外，隨著居民商品住宅的不斷建設發展以及環境保護的要求，那些原先沒有煤氣管網的區域也將要面臨著煤氣管網的規劃設計，儲氣設施選型建設等一系列問題。管道煤氣負荷研究是管道煤氣建設的基礎性應用研究，不僅關系到煤氣輸配管網的規劃設計、儲氣設備的選型等重要因素，還關系到煤氣管網的合理管理運行和優化調度等問題，深化對我公司管轄區域內管道煤氣用氣規律以及負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中，煤氣負荷數據是重要的基礎性數據。不論是對現有管道煤氣輸配管網的優化設計、優化運行，還是對新建管道煤氣項目的規劃設計、相關煤氣設施和設備容量的確定以及整個項目的工程經濟技術的分析都有著根本性的意義。其重要性具體表現在以下幾個方面：煤氣負荷是煤氣管網設計、優化的基礎、是儲氣設施設計的重要依據、是進行各項工程技術分析的重要依據、是進行經濟調度的主要依據、是實現煤氣輸配管網現代化管理的重要依據、是煤氣買賣雙方簽訂“照付不議”銷售合同的基礎。綜上所述，對我公司管轄區域內的管道煤氣負荷的特性進行深入研究對我公司的日常煤氣輸配營運具有十分重要的實際意義。

　　2. 管道煤氣負荷概述

　　2.1 管道煤氣負荷概念及其分類。管道煤氣負荷又稱為煤氣用量，是指管道煤氣各個終端用戶在一段時間內對煤氣的需用量。煤氣負荷的因此是體積比上時間。按照時間長短的不同通常可以劃分為：年需用量、季度需用量、月需用量、日需用量和小時需用量等。這里的管道煤氣用戶主要是指居民生活用戶、商業用戶、工業企業生產用戶、采暖通風和溴化鋰空調用戶。

　　通常來說，管道煤氣負荷包括了煤氣用氣量和需用工況兩大部分內容。煤氣需用工況是指一段時間煤氣負荷隨著時間變化的情況;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間內管道煤氣負荷的累計值，用氣量的大小就是用氣量指標，一般換算為熱量單位來表述。常用的煤氣負荷數據是其總量、幅值以及時間序列的變化。

　　按照不同的分類標準，可以將管道煤氣負荷劃分為不同的類型。通常來說，可以按照以下幾個標準對管道煤氣負荷進行分類：

　　按照煤氣的不同使用性質來分，管道煤氣負荷可以劃分為居民用氣煤氣負荷、企事業團體用氣煤氣負荷、商業用氣煤氣負荷和工業用氣煤氣負荷。

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

　　此外，按照時間跨度的另一種劃分方法，也可將煤氣負荷分為季節性負荷和常年性負荷。季節性負荷主要受一年中季節性的影響，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、商業用氣和工業用氣。

　　2.2 管道煤氣負荷特點。管道煤氣輸配系統是一個多用途的系統，有著各種各樣的用戶，各用戶之間獨立供氣，彼此之間的用氣要求不一定相關，用氣負荷規律也各不相同，煤氣負荷隨時都在變化著，動態的構成了管道煤氣負荷的有機整體。

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

　　1、時間變化性。管道煤氣負荷隨著小時、日、星期、月、季節和年度的不同而變化;

　　2、隨機變化性。在一定的區間內，管道煤氣負荷會表現出某些相似的特性，但是由于影響因素的復雜性，會在某一時段發生異常的情況，具有較強的隨機性;

　　3、周期性。管道煤氣負荷圍繞日、周、季節、年變化，具有很強的周期性波動;

　　4、連續性。管道煤氣負荷是隨著時間進行變化的一個連續性變量，是非離散的。

　　除了以上的特點之外，短期煤氣負荷和中、長期煤氣負荷也表現出與自己的一些特點來。

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

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

　　1、宏觀的經濟性因素。管道煤氣輸配系統的發展情況和我公司管轄地區的宏觀經濟性因素密不可分，該地區所處的地理位置、地方政府的政策、地區經濟的發展情況、本地區能源結構狀況等直接影響著煤氣輸配系統負荷的增長;例如，本地區的人口多少，工業的發展水平如何，第三產業的發展規模等等。這些都是管道煤氣負荷特別是季節負荷和年負荷預測中要考慮的因素。

　　2、管道煤氣用戶的構成。管道煤氣輸配系統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的發展，各類用戶構成的比例也不斷的發展變化，例如，煤鍋爐改用煤氣鍋爐和溴化鋰空調這些新的用戶的增加必然會引起整個系統用氣負荷規律的變化。

　　3、時間影響因素。在所有的影響因素中，時間影響因素最具有代表性。管道煤氣輸配系統設計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荷中也呈現出于人們生活工作規律相似的周期性，例如，以每天二十四小時為周期的日周期中，中午和晚上兩個時間段的用氣負荷明顯的上升，出現兩個高峰;除此之外還有節假日周期等。

　　4、氣候影響因素。在管道煤氣輸配系統的規模穩定情況下，氣候因素，尤其是溫度，是影響管道煤氣輸配系統負荷的主要因素。最明顯的是夏季和冬季，這兩個季節的煤氣負荷與溫度表現出明顯的負相關性，即，夏季溫度高，燃氣負荷相對較低，冬天溫度低，煤氣負荷相對較高。

　　5、其他隨機性因素。除了上述的因素，一些隨機因素也會對城市燃氣管道煤氣輸配系統的負荷產生影響，在此不再贅述。

　　3 .管道煤氣負荷研究方法分析

　　對管道煤氣負荷的研究主要是對管道煤氣負荷的預測研究，核心就是利用現有的煤氣負荷歷史數據，在充分考慮整個管道煤氣輸配系統的擴容行、當地自然條件和社會經濟發展水平、系統的運行特性的基礎上，采用適當的方法和模型，在滿足一定精度條件的要求下，對未來某段時間的負荷值進行估算。管道煤氣負荷的預測一般包括短期負荷預測和中長期負荷預測。

　　現國內外對于管道煤氣負荷的預測已經有二十多種方法，這些預測方法在不同的領域中得到了廣泛的應用，發揮了巨大的經濟效益和社會效益。常用的預測方法主要為：

　　時間序列法，這是基于歷史煤氣負荷基礎上，按照時序進行預測的分析方法;時間序列模型可以分為自回歸模型，簡稱為AR模型;動平均模型，簡稱為MA模型;自回歸-動平均模型，簡稱為ARMA模型;累積式自回歸-動平均模型，簡稱為ARIMA模型等。

　　灰色系統預測分析法，這種方法是依據灰色系統共的定義衍生出來的一種預測方法，由于其對歷史負荷煤氣負荷數據要求少，運算簡便，檢驗方便等優點得到了廣泛的應用。

　　神經網絡預測法，這種方法是建立相應模型以歷史數據對模型進行訓練并進行預測;神經網絡方法的引進對煤氣負荷的預測來說是一個重大的歷史突破，這種方法近年來也得到了廣泛的應用，在此次基礎上也衍生出了BP神經網絡模型等預測方法。

　　模糊理論預測方法，這種方法是模仿人的思維模式基礎上，基于模糊的推理，對難以建立精確數學模型對象的一種預測方法，這種方法具有其無可比擬的優勢。

　　小波分析法，這種分析預測方法是二十世紀發展起來的發放，融合了泛函分析、調和分析等眾多學科分支的精華，再加上管道煤氣輸配系統負荷本身的小時、日、月、季度、年的周期性規律，使小波分析法在煤氣負荷預測中具有廣泛的應用前景。

　　4.結束語

　　不同的煤氣負荷分析方法各有其自身的優缺點和適用條件，沒有一種煤氣負荷分析方法能夠適用于所有的地區管道煤氣輸配系統，也沒有一種煤氣負荷預測方法是絕對準確的(從理論上說任何一種預測方法都不能實現對煤氣負荷的準確預測)，因此在實際的應用中需要結合區域內管道煤氣輸配系統的實際情況并結合工程技術人員的專業特長才能更好的分析。

　　參考文獻

　　[1]周軍, 盧春明, 楊鳳玲等.城鎮燃氣用氣不均勻性的探討.上海煤氣.2003, 34 (1):15-17.

　　[2] 嚴銘卿, 廉樂明, 焦文玲等. 燃氣負荷及若干應用問題. 煤氣與熱力.2002,(5) :400-404.

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

　　[4] 肖久明.城市燃氣負荷的特點與預測模型的特征. 煤氣與熱力.2005,22(1):67-70.