燃气负荷

对于燃气学科的工程技术分析，燃气负荷也是基础性的。在进行工程技术问题分析时，往往要将其放在用气 工况的背景下进行研究。例如对液化石油气瓶组供气的技术分析，对输配系统的有效性的分析等。
负荷与应用
燃气终端用户在一段时间内对燃气的需用即形成燃气负荷。燃气负荷的因次是[体积] [时间]。燃气负荷和 时间一般都以离散形式取值。燃气负荷在一个时段内随时间的变化即称为燃气需用工况。燃气需用工况的表象即 用气不均匀性。在一段时间内燃气负荷的累积值即用气量，用气量大小的原始表述就是用气量指标(常采用热量单 位)。一般，往往将需用量也称为燃气负荷。
存在问题
在我国,多年来从教科书到一般工程运用，燃气负荷问题一般局限于确定用气量指标与用气不均匀系数(用气 工况)等。
用气量指标定义为单个居民或单位设施年耗气量(耗热量)。而用气工况用月不均匀系数、日不均匀系数以及 小时不均匀系数由按时间序列排列的离散的标准化的一系列数值给出。或者只用其峰值即月高峰系数、日高峰系 数、小时高峰系数表示。对用气量指标一般结合燃气工程的规划或项目的可行性研究进行确定，采用简单的算术 的统计方法，采集部分数据加以整理，针对工程项目的具体情况对影响用气量指标的因素作定性评估，制订出用 气量指标。这些数据的积累又可能编入各种手册资料，转而形成以后工程设计的参考依据。
研究意义
在任何工程技术中，负荷都是最基础性的数据。燃气负荷也不例外。在燃气系统中，燃气负荷数据(负荷大小 和负荷的变化形态)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分析都有根本的意 义。
最常用的燃气负荷的数据是其总量、幅值和时间序列变化。在城镇燃气规划、设计中需要年供气总量基础数 据，以便确定系统的配置规模，计算项目的经济性和确定建设所需资金。在工程项目的设计阶段,燃气负荷是各种 计算的基础，传统的燃气负荷有关指标有用气量指标和代表用气不均匀性的高峰系数(月、日、小时高峰系数)。 在长输管线设计和计算中，根据用气负荷的逐时变化数据对长输管道进行不稳定工况计算和分析。
居民生活用气主要与生活习惯、气候条件、社会经济环境等因素有关系。在用气工况方面，一日之内的变化 与饮食习惯、食物类型、热水用量及用气设备配置等多种因素有关。
负荷预测
20世纪国内外对燃气负荷预测就开始研究，进入21世纪后，负荷预测研究出现了更加活跃的局面，不断有新 的理论和方法被引入到负荷预测方面，采用较多的是时间序列方法、灰色理论、模糊理论以及人工神经络理论。 一般常用的方法有线性回归、非线性回归、灰色理论、时间序列分析、人工神经络预测技术等。影响负荷预测软 件正确性、实用性、准确性的因素很复杂，如原始数据的可靠性、模型的完善程度、预测时间的范围、用户需求 的滞后以及燃气应用设施的特性等。因此，燃气负荷预测的过程需要进行城市燃气负荷变化规律的研究、燃气负 荷影响因素的研究和燃气负荷预测软件的开发。总体来讲，燃气负荷预测主要包括如下过程。
在终端用户的构成上会发生巨大的变化。由原来以居民生活用气为主变为工业、采暖制冷、机动车用气、发 电动力等用气为主，以至在燃气系统上接有天然气化工终端用户。据预测，到2015年，各种终端用户用气量比例 将为:发电42%，化工16%，民用燃气22%，工业及其他20%。其中，城市燃气(民用，工业及其他)占42%。居民生 活方式发生变化，包括生活水平提高和社会化程度增加，使热水用量增加，外购食物制作成品比例加大，更多地 在外餐饮娱乐或旅游，都会影响到燃气需求情况的变化。
③我国许多城市燃气公司已经建有 SCADA系统，要加快燃气负荷预测技术与城市燃气 SCADA系统的结合，提 高城市燃气的智能调度水平。
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所有这些变化将改变燃气负荷在量和性质方面的状态和规律。处在燃气事业这样一个新发展阶段，产生了对 燃气负荷问题进行研究的迫切要求。而燃气负荷的构成状态、具有的规律性及变化趋势则是燃气负荷问题的基本 内容。
背景简介
近年来，许多城市用上了天然气，对于优化我国城市燃气的结构、促进节能减排的实施发挥了重要的作用。 但是要看到，城市天然气供应形势也越来越严峻，2005年底及 2009年 11月中旬我国局部地区出现的“气荒”就 是突出的征兆。因此，天然气供应可靠性问题已经引起人们的。
燃气负荷
燃气学科术语
01 背景简介
03 研究意义
பைடு நூலகம்目录
02 问题提出 04 负荷与应用
05 负荷预测
07 存在问题
目录
06 预测分类 08 展望
燃气作为城市能源的一部分，还将受到城市能源需求类型的结构性变化的影响。例如用电代替用气，都会使 传统的用气量指标、用气不均匀系数等燃气负荷参数发生显著的变化。
城镇燃气的供应对象传统上包括居民生活用气、商业用气、工业企业生产用气和建筑物采暖用气。此外燃气 车辆用气及制冷用气都需列入狭义城镇燃气负荷之中。发电动力燃料用气可能在燃气负荷中占有很大的比例，发 电动力燃料用气的方式也将不限于用于燃气锅炉的直接燃烧，将发展燃料电池的化学转化，可能直接从分输站接 入。燃气负荷可以按天然气使用性质划分为作为燃料的广义城镇燃气负荷(包括居民生活用气、商业用气、工业企 业生产用气、建筑物采暖及制冷用气、燃气汽车用气及发电动力燃料用气)和作为化工原料天然气在内的全系统燃 气负荷。天然气化工原料用气负荷基本不变。接入电的天然气发电用气负荷取决于电力负荷,发电用气负荷的规律 性取决于电力负荷的规律性。在考虑长输管线的负荷时，要采用全系统燃气负荷，在考虑城镇输配管时，则要按 化工原料用气或发电动力燃料用气是否被包括在系统之中而采用全系统燃气负荷、广义城镇燃气负荷或狭义城镇 燃气负荷。在研究燃气负荷时，主要狭义城镇燃气负荷。
历史数据和基础数据的收集与汇总
描述性数据汇总技术可以用来识别数据的典型性质，突显噪声数据或离群点。该技术主要度量数据的中心趋 势和度量数据的离散程度。
原始数据的处理
实际收集的原始数据往往存在一些不完整的、有噪声的、不一致和冗余的数据信息。如果直接对这些数据进 行挖掘分析，必将因低质量的数据而产生低质量的挖掘效果。因此在实施数据挖掘前，及时检测数据异常，尽早 调整数据，以有助于提高其后数据挖掘过程的精度和性能。
燃气负荷参数的确定方法和具体取值中存在下列若干有待改进的问题。
展望
①我国在燃气负荷预测技术的研究方面，已经取得一系列成果，建立了各种负荷预测的方法，为城市燃气负 荷预测的实际应用提供了技术基础。
②由于燃气负荷的影响因素较多，负荷预测的实践证明，在多种因素的作用下，单一预测技术的预测结果难 免与实测值有较大的差别，建议根据实际条件，采用多种预测方法相结合的方法进行预测。
预测分类
对于燃气企业来说，燃气负荷预测是一个完整的理论体系。所采用的负荷预测软件按照其预测的周期性通常 包括以下几个模块，即短期负荷预测、中期负荷预测和长期负荷预测。
（1）短期负荷预测通常指未来几小时至一周内的负荷预测。短期预测可对燃气调峰起指导作用，用于安排燃 气生产计划，确定燃气的产量、存储量。
天然气供应可靠性是一个系统性的问题，涉及到天然气生产、储运、应用的整个产业链，涉及到燃气负荷的 预测与平衡问题。燃气负荷预测的主要内容有两个方面，即用于供气系统设计和发展的天然气消费不均衡性预测 (远景预测)和用于现有输气系统工况的天然气消费预测(操作预测)。燃气负荷的准确预测目的是提高城市气源的 科学决策、燃气管的合理规划和燃气运行的优化调度水平，以提高燃气供应的可靠性和更好地发挥城市燃气设施 的投资效益。
（2）中期负荷预测通常为一个月至一年的负荷预测。中期负荷预测可用于安排后期工程，确定生产能力，安 排设备的更新维修等。
（3）长期负荷预测指未来一年或者几年的负荷预测。用于气源和燃气管的发展，需要数年至数十年的负荷值， 其目的在于提供宏观决策的依据，使燃气管建设满足国民经济增长和人民生活水平提高的需要。
燃气负荷预测的核心问题是利用现有的历史数据（如历史负荷运行数据和相应的气象数据等），采用适当的 数学预测模型对预测对象的负荷值进行估计。因此，有效的进行燃气负荷预测工作需要具备两方面的条件，一是 历史数据的完整可靠性，二是预测方法和相应手段的可行性。
问题提出
我国城市燃气正在经历一场阶段性转变，西气东输工程已经全面启动。天然气将成为城市气体燃料的主导， 燃气系统的输送、分配、储存各部分都将相应发生一系列变化。我国燃气系统将从单个城市范围的系统变为跨区 域的大系统。从燃气负荷的角度分析，我国城市燃气由天然气主导将引起各方面一系列的变化。供气将可能从多 气源、多储库进行调度，在系统中存在着气体容量(气容)环节。在平衡燃气负荷时，要从系统全局进行调度。
在储气设施设计以及分配管设计或确定制气设备能力(容量)时，也需要知道用气负荷随时间变化的规律。为 确定储罐容量，用一周内168 h逐小时供需气量差的累积数的最大值与最小值的差作为依据。
燃气负荷对燃气经营企业是重要的，特别关于燃气负荷的预测尤为重要。燃气企业需要利用关于燃气负荷的 数据计划生产和制订经营策略，安排燃气输入计划、落实气源、调度燃气储库，计划燃气系统中各种设备装置的 检修。
燃气作为城市能源的一部分，还将受到城市能源需求类型的结构性变化的影响。例如用电代替用气，都会使 传统的用气量指标、用气不均匀系数等燃气负荷参数发生显著的变化。
所有这些变化将改变燃气负荷在量和性质方面的状态和规律。处在燃气事业这样一个新发展阶段，产生了对 燃气负荷问题进行研究的迫切要求。而燃气负荷的构成状态、具有的规律性及变化趋势则是燃气负荷问题的基本 内容。
与用气量指标调研工作类似，在对城市进行燃气工程规划时都要投入很多时间和人力对已供应燃气城市的现 状进行用气不均匀性的调查。在现状数据基础上由对相关因素变化的定性估计做出对用气不均匀性的定量的修正， 形成规划设计的基础数据。城镇燃气设计规范也给出了一般用气量指标及用气高峰系数的范围，它只能作为参考， 而不应当替代对具体工程对象实际的调研工作。