天然气规划设计中燃气负荷预测指标的研究

上海燃气工程设计研究有限公司 孙永康

城市燃气是城市基础设施建设的重要方面，也是在城市燃气规划的框架下进行的，而燃气负荷预测指标与城市燃气规划设计文本编制的质量密切相关。燃气负荷预测数据对项目规划、工程设计中设施和设备容量的确定、运行与调度以及工程技术经济分析具有根本性的意义。本文就燃气负荷预测指标的方法发表一些看法:

1 燃气负荷预测指标的完整性

在规划设计中指标的选用十分重要的。每一个指标都具有不同的作用。哪些用气负荷是在设计中应予以考虑的呢？

在日常设计中，应注意二个燃气负荷的分类。一从时间角度分，可分为年用气量、月用气量、日用气量、小时用气量。它是设计计算的基础数据，每个数据起着不同的作用。而在实际设计中往往忽略它的完整性。有的只有小时用气量、有的只有年用气量，不是十分完整，这对工程技术经济的全面分析是不利的。如年用气量，它是关系到项目的可供气源资源的协调，确定输配系统配置规模、计算项目的经济性和建设所需资金的重要数据。

其次，是按用户类型划分。分为居民生活用气、商业用气、工业用气、汽车用气、采暖和空调用气或分布式供能系统用气、发电用气、化工原料用气。对大型工业用户用气量应列表单列，并对用气量与用气时间进度加以说明。

在燃气负荷预测中注意不要漏项。另外，需求预测中还必须考虑到编制范围外相关地域的用气情况，即要考虑转输流量。

根据实际情况在规划设计留不可预见量，一般不可预见量取5%～10%。

在燃气负荷指标的预测中，要注意预测指标的完整性，不要漏项。否则给燃气项目工程投资带来较大的影响。

2 负荷数据采集与确定的原则

燃气负荷指标最基本的性质是具有统计的规律性，一般都是正态分布的，其第三种特性就是随机变量，它具有影响用气的诸多因素的相关性。在规划设计中对数据的采集十分重要，应遵循如下的一些原则。

(1)依据的可靠性:在规划设计中每一项定量数据的采集与确定都应有依据，并对依据的可靠性作一个分析。对粗略估计的数据、凭个人臆想分析所得的数据是不能采用的。

(2)数据的时效性:有些数据是有一定的时效性。过于陈旧的数据应进行分析，有些数据的采集还应分析是否具有新的版本。不能采用已经过时的编制文本。

(3)数据的真实性:编制文本时所采用的数据应具有真实性。尽可能作详尽的调研，从中取得第一手资料与数据。

(4)指标预测的科学性:有些指标的预测是借助于建立数学模型，必须具有科学性。

定义2 设[Sθ1,Sθ2]，其中Sθ1,Sθ2∈S且0≤θ1≤θ2≤τ,S为语言短语集，则称为离散区间语言变量。特别地，当θ1=θ2时，退化为语言变量。

(5)数据的复核:在编制文本时，往往用户会提供一些数据，在市场需求调研时对用户自报的用气量应作分析，或者对其它文件中所采集的数据，必须进行复核。用户不一定全是这方面的专业人员。所以用户提供的数据应进行分析后采纳。

(6)预测的精准性要求:文本编制的不同阶段所采集数据预测的精准性要求是不同的，在规划编制阶段尚存在一些不确定性因素时，预测的误差可大一些，但规划设计在控制性详规已经批准的情况下，公建配套用气量应对各类公共建筑独立计算是必要的，也是可能的。目前规划设计中采用公建配套用气量按照社区居民用气量的百分比的习惯计算可能误差较大。

3 燃气负荷指标制定过程

燃气负荷指标的确定最根本的途径就是采集大量用户的用气数据，经过数理统计分析推断，从实测的数据中确定所需的指标。实践证明燃气负荷定额都服从正态分布的，由实测的数据样本可以得出这些指标的数学期望以及置信区间，从而提出这些指标的选用数据。

一般用气指标定额的选定有三个过程:

(1)选定一个样本数，并通过随机抽样的方法调查到若干数量的用气定额样本。选定一个样本数应具有科学性与代表性。因数据收集的质量将直接影响到数学模型的计算结果。所调查的居民用户数必须具有一定的量(≥100户)。

(2)居民用气定额分布类型的确定。首先分析可能影响用气指标的诸多因素，通过建立数学模型的方式，寻求各种变量之间的关系。一般情况下居民用气定额是正态分布的。

(3)寻找居民用气定额的取值范围。这是一种通过数理统计学的方法，确定用气定额并预测用气量的耗气情况。严铭卿老师所著的“天然气输配工程”一书对此有较详尽的说明。

燃气负荷指标的确定，最根本的途径就是采集大量用户的用气数据，经过数理统计分析推断，从实测的数据中确定所需的指标。实践证明燃气负荷定额都服从正态分布的，由实测的数据样本可以得出这些指标的数学期望以及置信区间，从而提出这些指标的选用数据。

4 燃气负荷预测的实际操作

目前上海在测算居民天然气用量所采用的指标为2 717 MJ/(人·年)(天然气热值为34.30 MJ/m3)或0.22 m3/(人·日)，远期的指标为3 135 MJ/(人·年)或0.25 m3/(人·日)。

此数据的采集主要来自于“上海市城市燃气市场需求预测与对策”的课题研究。是针对上海居民用气习惯所得的一些数据。不同的城市有不同的生活习惯，视情况作调整。

该数据已通过长期应用，基本上是可行的，提高了设计人员的工作效率。但有些数据还是需要适时作一些调整的，如目前上海对公建配套的用气量预测一般以居民用气总量的43%进行计算。此数据随着城乡差别的缩小，居民生活习惯的变化应定期作修正。据统计资料，见表1。

表1 居民和公建配套用气量比较

从表1看出。公建配套用气量已大大超过43%的比例。如我们仍引用此数据，与实际情况相比会有较大的差异。对于公建配套用气负荷的预测应进行适当调整。

在初步设计阶段，我们预测的量就应尽可能正确。如控制性详细规划已编制完成，在具备独立计算的条件下，尽可能进行独立计算取得较正确的用气量预测数据。

(1)对工业用气的指标预测确实具有一定的难度。在不明确某些规划用地的用气情况，通常有按土地面积折算的，当然这十分粗。

(2)工业企业年用气量与生产规模、班制和工艺特点有关，一般只进行粗略估算。

(3)工业企业年用气量可利用各种工业产品的用气定额及其年产量来确定。

(4)缺乏产品用气定额时，通常将工业其它燃料的年用量，折算成用气量确定，可通过公式换算。

(5)对大型工业用户的用气一般应单列，注意用气量、用气时间，工艺情况等三个方面。对用气的量与时间进度，以及用气工艺都应作较好的调研。

本文对其它性质的用气就不一一列举了。

5 小结

本文通过天然气负荷预测指标的完整性，即从时间角度与用气分类，尽可能对所应用的指标采集完整。并对如何采集数据及确定预测指标提出原则性的建议，从理论上提出用气量预测的方法，并对目前常用的实际预测方法发表自己的看法。