天然氣規(guī)劃設(shè)計(jì)中燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測指標(biāo)的研究

上海燃?xì)夤こ淘O(shè)計(jì)研究有限公司 孫永康

城市燃?xì)馐浅鞘谢A(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要方面，也是在城市燃?xì)庖?guī)劃的框架下進(jìn)行的，而燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測指標(biāo)與城市燃?xì)庖?guī)劃設(shè)計(jì)文本編制的質(zhì)量密切相關(guān)。燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)對項(xiàng)目規(guī)劃、工程設(shè)計(jì)中設(shè)施和設(shè)備容量的確定、運(yùn)行與調(diào)度以及工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析具有根本性的意義。本文就燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測指標(biāo)的方法發(fā)表一些看法:

1 燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測指標(biāo)的完整性

在規(guī)劃設(shè)計(jì)中指標(biāo)的選用十分重要的。每一個指標(biāo)都具有不同的作用。哪些用氣負(fù)荷是在設(shè)計(jì)中應(yīng)予以考慮的呢？

在日常設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意二個燃?xì)庳?fù)荷的分類。一從時間角度分，可分為年用氣量、月用氣量、日用氣量、小時用氣量。它是設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，每個數(shù)據(jù)起著不同的作用。而在實(shí)際設(shè)計(jì)中往往忽略它的完整性。有的只有小時用氣量、有的只有年用氣量，不是十分完整，這對工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)的全面分析是不利的。如年用氣量，它是關(guān)系到項(xiàng)目的可供氣源資源的協(xié)調(diào)，確定輸配系統(tǒng)配置規(guī)模、計(jì)算項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性和建設(shè)所需資金的重要數(shù)據(jù)。

其次，是按用戶類型劃分。分為居民生活用氣、商業(yè)用氣、工業(yè)用氣、汽車用氣、采暖和空調(diào)用氣或分布式供能系統(tǒng)用氣、發(fā)電用氣、化工原料用氣。對大型工業(yè)用戶用氣量應(yīng)列表單列，并對用氣量與用氣時間進(jìn)度加以說明。

在燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測中注意不要漏項(xiàng)。另外，需求預(yù)測中還必須考慮到編制范圍外相關(guān)地域的用氣情況，即要考慮轉(zhuǎn)輸流量。

根據(jù)實(shí)際情況在規(guī)劃設(shè)計(jì)留不可預(yù)見量，一般不可預(yù)見量取5%～10%。

在燃?xì)庳?fù)荷指標(biāo)的預(yù)測中，要注意預(yù)測指標(biāo)的完整性，不要漏項(xiàng)。否則給燃?xì)忭?xiàng)目工程投資帶來較大的影響。

2 負(fù)荷數(shù)據(jù)采集與確定的原則

燃?xì)庳?fù)荷指標(biāo)最基本的性質(zhì)是具有統(tǒng)計(jì)的規(guī)律性，一般都是正態(tài)分布的，其第三種特性就是隨機(jī)變量，它具有影響用氣的諸多因素的相關(guān)性。在規(guī)劃設(shè)計(jì)中對數(shù)據(jù)的采集十分重要，應(yīng)遵循如下的一些原則。

(1)依據(jù)的可靠性:在規(guī)劃設(shè)計(jì)中每一項(xiàng)定量數(shù)據(jù)的采集與確定都應(yīng)有依據(jù)，并對依據(jù)的可靠性作一個分析。對粗略估計(jì)的數(shù)據(jù)、憑個人臆想分析所得的數(shù)據(jù)是不能采用的。

(2)數(shù)據(jù)的時效性:有些數(shù)據(jù)是有一定的時效性。過于陳舊的數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行分析，有些數(shù)據(jù)的采集還應(yīng)分析是否具有新的版本。不能采用已經(jīng)過時的編制文本。

(3)數(shù)據(jù)的真實(shí)性:編制文本時所采用的數(shù)據(jù)應(yīng)具有真實(shí)性。盡可能作詳盡的調(diào)研，從中取得第一手資料與數(shù)據(jù)。

(4)指標(biāo)預(yù)測的科學(xué)性:有些指標(biāo)的預(yù)測是借助于建立數(shù)學(xué)模型，必須具有科學(xué)性。

定義2 設(shè)[Sθ1,Sθ2]，其中Sθ1,Sθ2∈S且0≤θ1≤θ2≤τ,S為語言短語集，則稱為離散區(qū)間語言變量。特別地，當(dāng)θ1=θ2時，退化為語言變量。

(5)數(shù)據(jù)的復(fù)核:在編制文本時，往往用戶會提供一些數(shù)據(jù)，在市場需求調(diào)研時對用戶自報(bào)的用氣量應(yīng)作分析，或者對其它文件中所采集的數(shù)據(jù)，必須進(jìn)行復(fù)核。用戶不一定全是這方面的專業(yè)人員。所以用戶提供的數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行分析后采納。

(6)預(yù)測的精準(zhǔn)性要求:文本編制的不同階段所采集數(shù)據(jù)預(yù)測的精準(zhǔn)性要求是不同的，在規(guī)劃編制階段尚存在一些不確定性因素時，預(yù)測的誤差可大一些，但規(guī)劃設(shè)計(jì)在控制性詳規(guī)已經(jīng)批準(zhǔn)的情況下，公建配套用氣量應(yīng)對各類公共建筑獨(dú)立計(jì)算是必要的，也是可能的。目前規(guī)劃設(shè)計(jì)中采用公建配套用氣量按照社區(qū)居民用氣量的百分比的習(xí)慣計(jì)算可能誤差較大。

3 燃?xì)庳?fù)荷指標(biāo)制定過程

燃?xì)庳?fù)荷指標(biāo)的確定最根本的途徑就是采集大量用戶的用氣數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析推斷，從實(shí)測的數(shù)據(jù)中確定所需的指標(biāo)。實(shí)踐證明燃?xì)庳?fù)荷定額都服從正態(tài)分布的，由實(shí)測的數(shù)據(jù)樣本可以得出這些指標(biāo)的數(shù)學(xué)期望以及置信區(qū)間，從而提出這些指標(biāo)的選用數(shù)據(jù)。

一般用氣指標(biāo)定額的選定有三個過程:

(1)選定一個樣本數(shù)，并通過隨機(jī)抽樣的方法調(diào)查到若干數(shù)量的用氣定額樣本。選定一個樣本數(shù)應(yīng)具有科學(xué)性與代表性。因數(shù)據(jù)收集的質(zhì)量將直接影響到數(shù)學(xué)模型的計(jì)算結(jié)果。所調(diào)查的居民用戶數(shù)必須具有一定的量(≥100戶)。

(2)居民用氣定額分布類型的確定。首先分析可能影響用氣指標(biāo)的諸多因素，通過建立數(shù)學(xué)模型的方式，尋求各種變量之間的關(guān)系。一般情況下居民用氣定額是正態(tài)分布的。

(3)尋找居民用氣定額的取值范圍。這是一種通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法，確定用氣定額并預(yù)測用氣量的耗氣情況。嚴(yán)銘卿老師所著的“天然氣輸配工程”一書對此有較詳盡的說明。

燃?xì)庳?fù)荷指標(biāo)的確定，最根本的途徑就是采集大量用戶的用氣數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析推斷，從實(shí)測的數(shù)據(jù)中確定所需的指標(biāo)。實(shí)踐證明燃?xì)庳?fù)荷定額都服從正態(tài)分布的，由實(shí)測的數(shù)據(jù)樣本可以得出這些指標(biāo)的數(shù)學(xué)期望以及置信區(qū)間，從而提出這些指標(biāo)的選用數(shù)據(jù)。

4 燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測的實(shí)際操作

目前上海在測算居民天然氣用量所采用的指標(biāo)為2 717 MJ/(人·年)(天然氣熱值為34.30 MJ/m3)或0.22 m3/(人·日)，遠(yuǎn)期的指標(biāo)為3 135 MJ/(人·年)或0.25 m3/(人·日)。

此數(shù)據(jù)的采集主要來自于“上海市城市燃?xì)馐袌鲂枨箢A(yù)測與對策”的課題研究。是針對上海居民用氣習(xí)慣所得的一些數(shù)據(jù)。不同的城市有不同的生活習(xí)慣，視情況作調(diào)整。

該數(shù)據(jù)已通過長期應(yīng)用，基本上是可行的，提高了設(shè)計(jì)人員的工作效率。但有些數(shù)據(jù)還是需要適時作一些調(diào)整的，如目前上海對公建配套的用氣量預(yù)測一般以居民用氣總量的43%進(jìn)行計(jì)算。此數(shù)據(jù)隨著城鄉(xiāng)差別的縮小，居民生活習(xí)慣的變化應(yīng)定期作修正。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，見表1。

表1 居民和公建配套用氣量比較

從表1看出。公建配套用氣量已大大超過43%的比例。如我們?nèi)砸么藬?shù)據(jù)，與實(shí)際情況相比會有較大的差異。對于公建配套用氣負(fù)荷的預(yù)測應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

在初步設(shè)計(jì)階段，我們預(yù)測的量就應(yīng)盡可能正確。如控制性詳細(xì)規(guī)劃已編制完成，在具備獨(dú)立計(jì)算的條件下，盡可能進(jìn)行獨(dú)立計(jì)算取得較正確的用氣量預(yù)測數(shù)據(jù)。

(1)對工業(yè)用氣的指標(biāo)預(yù)測確實(shí)具有一定的難度。在不明確某些規(guī)劃用地的用氣情況，通常有按土地面積折算的，當(dāng)然這十分粗。

(2)工業(yè)企業(yè)年用氣量與生產(chǎn)規(guī)模、班制和工藝特點(diǎn)有關(guān)，一般只進(jìn)行粗略估算。

(3)工業(yè)企業(yè)年用氣量可利用各種工業(yè)產(chǎn)品的用氣定額及其年產(chǎn)量來確定。

(4)缺乏產(chǎn)品用氣定額時，通常將工業(yè)其它燃料的年用量，折算成用氣量確定，可通過公式換算。

(5)對大型工業(yè)用戶的用氣一般應(yīng)單列，注意用氣量、用氣時間，工藝情況等三個方面。對用氣的量與時間進(jìn)度，以及用氣工藝都應(yīng)作較好的調(diào)研。

本文對其它性質(zhì)的用氣就不一一列舉了。

5 小結(jié)

本文通過天然氣負(fù)荷預(yù)測指標(biāo)的完整性，即從時間角度與用氣分類，盡可能對所應(yīng)用的指標(biāo)采集完整。并對如何采集數(shù)據(jù)及確定預(yù)測指標(biāo)提出原則性的建議，從理論上提出用氣量預(yù)測的方法，并對目前常用的實(shí)際預(yù)測方法發(fā)表自己的看法。