裴樹仙，尤玉先(新地能源工程技術有限公司，河北 廊坊 065001)

0 引言

天然氣的應用規(guī)模、應用范圍、應用領域在不斷擴大，從居民、工業(yè)到采暖、制冷、汽車、發(fā)電等各個領域，從城市到農(nóng)村，用氣量不斷增加，因此對天然氣用氣負荷和用氣規(guī)律的研究也就越來越重視。用氣規(guī)律的研究分析要通過用氣指標來進行分析判斷，可以用來參考的指標有制冷用氣指標、采暖用氣指標、用戶用氣指標等。同時也要注意季節(jié)時間、各個城市的各個城市的發(fā)展、居民生活習慣、用氣結構的變化等因素帶來的不同影響變化[1]。

1 天然氣用戶用電負荷的研究內容及方法

進行天然氣用戶用電負荷及其用電規(guī)律的研究，首先應該對用戶群體進行用氣指標和用氣量的統(tǒng)計，數(shù)據(jù)是第一位的，然后根據(jù)收集的數(shù)據(jù)進行分析討論和研究。

1.1 用戶對象及用戶規(guī)模的確定

為了減少人力、物力、財力的投入以及使研究成果更加準備，在數(shù)據(jù)收集之前可以對用戶對象進行分類，然后根據(jù)相關的要求滿足試驗設計來確定用戶規(guī)模，以此來展開調查與統(tǒng)計。

用戶分類可以根據(jù)不同的目標進行分類，比如按照天然氣的用途分類，可以分為居民用戶、冬季采暖用戶、工業(yè)生產(chǎn)用戶等，也可以按照住房面積分類以及住房的人口數(shù)量分類，要根據(jù)不同的調查因素進行分類，下面簡單介紹天然氣用途分類的主要部分內容。

在針對工業(yè)生產(chǎn)用戶調查中，可以按照行業(yè)不同進行分類討論研究，比如分類有機械、建筑、電子、汽車、印刷等行業(yè)類別；采暖用戶可以根據(jù)房屋建筑的性質進行分類，分為住宅、學校、醫(yī)院、賓館等。

居民用戶信息的采集包含家庭人口狀況、收入情況、電熱水器的功率、洗浴情況、上下班情況、電氣炊具的使用情況、燃具種類及其使用情況等。采暖用戶信息收集包含建筑性質、建筑年代、采暖方式、建筑構造等。

工業(yè)用戶信息收集包含工業(yè)種類、產(chǎn)量、職工人數(shù)、產(chǎn)品性質、面積等，冷熱電三聯(lián)供電戶信息收集包含采暖溫度、用電量、燃氣大樓的面積等等。

1.2 抽樣方法以及樣本容量的確定

分類確定好之后要根據(jù)分類確定抽樣的方法和樣本容量，根據(jù)相關統(tǒng)計學原理，要從研究對象的總體中抽取一部分作為樣本，然后進行調查，常見的抽樣方法有隨機抽樣、分層抽樣等，樣本容量要根據(jù)規(guī)模的大小、用戶總體的數(shù)量、研究的內容等確定樣本計算方法。

1.3 用戶信息調查

根據(jù)樣本容量選擇特定的樣本，對于符合要求用戶要進一步的了解，不同的用戶都有其特定的生活習慣及自身條件的不同，受到多方面的因素、比如年齡、職業(yè)、生活狀態(tài)等等，所造成的每個用戶的用氣負荷和用氣規(guī)律都不相同，所以在進行用戶信息調查的時候，盡可能的收集全面的信息，比如居住的人口，洗澡方式、用餐方式、經(jīng)濟收入、住房面積等。對于不符合要求的用戶應該重新選擇樣本對象。

1.4 數(shù)據(jù)的處理和分析

調查完用戶以及滿足數(shù)量的情況下，進行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與處理，數(shù)據(jù)是分析規(guī)律的基礎，要通過實際數(shù)值建立用戶的日、月、季、年的用氣數(shù)據(jù)，建立相關數(shù)據(jù)庫，可以繪制相應的曲線，建立數(shù)據(jù)模型等等，這些數(shù)據(jù)對規(guī)劃和設計具有重要的意義，比如各類用戶的用氣指標及小時、日、月的高峰值系數(shù)，可以用來前期天然氣的規(guī)劃和設計；用戶信息的反饋以及定量的數(shù)據(jù)描述可以使燃氣公司建立更好的管理機制，具有實際的應用作用；用戶的用氣小時、日負荷曲線可以計算出年峰值量，可以為燃氣公司提供數(shù)據(jù)基礎，可以提高對其供氣能力，更好地服務于居民。

1.5 用氣負荷及用氣規(guī)律的分析

根據(jù)處理好的數(shù)據(jù)以及相關數(shù)據(jù)庫，采用科學的方法、統(tǒng)計學和經(jīng)濟學的方法進行分析研究討論，建立相關時間序列、神經(jīng)網(wǎng)絡模型，并結合新興的技術進行直觀的分析，根據(jù)用戶情況以及用戶的數(shù)據(jù)列出其相關的用戶負荷指標和用氣規(guī)律，建立負荷預測平臺。

1.6 最后的分析、討論

根據(jù)用戶規(guī)律，篩選出與實際不符合要求的，然后通過用氣負荷及用氣規(guī)律的影響因素來分析問題，不斷進行修正，并根據(jù)得出的研究規(guī)律進行討論，提高天氣然的推廣應用。

2 天然氣用戶用氣負荷及用氣規(guī)律分析

2.1 技術點和創(chuàng)新點

隨著科學技術的不斷發(fā)展，大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術的不斷突破，天然氣表可以結合相關的技術進行創(chuàng)新，比如可以在其燃氣表的基礎上安裝數(shù)據(jù)收集和檢測的功能，使收集的數(shù)據(jù)更加智能化、信息化、準確化，為數(shù)據(jù)采取提供了較大的便利。目前，常見的天然氣改造的有兩種，其一是用戶安裝遠程抄表監(jiān)測系統(tǒng)，一般是對具備安裝GSM/GPRS公眾無線網(wǎng)抄表監(jiān)測系統(tǒng)條件的；對不具備安裝該系統(tǒng)，可以安裝本地小時流量自動記錄存儲采集器，人工定期到用戶現(xiàn)場讀取數(shù)據(jù)[2]。

通過自動收集的數(shù)據(jù)進行專業(yè)的數(shù)據(jù)處理，結合多種知識和技術，比如數(shù)理統(tǒng)計、因子分析、自相關、回歸分析等進行分析研究，使其研究的結果更加具有代表性和準確性，得出用戶負荷影響因素之間的定量關系。結合多種情況分析考慮，考慮多種因素，比如當日氣溫、太陽輻射、季節(jié)、建筑物的蓄熱等因素，提出多元線性回歸模型，做出不同的回歸方程與供氣模型。

結合常用模型進行用戶的預測負荷，常用模型有ARMA模型、線性回歸模型、人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型，這些模型的建立與采用要根據(jù)不同的情況進行不同的使用。比如日負荷預測可以使用分段線性回歸建模方法，適用于天然氣在負荷變化平穩(wěn)期的一段時間，這樣才能更好地反應近期變化的因素；如果天然氣負荷急速的變化，可以采用采暖過渡期模型建立研究等。

2.2 天然氣用氣負荷預測

天然氣用氣負荷的準確性具有很重要的現(xiàn)實意義，首先在天然氣設計時提供了合理的供氣計劃和設備選用，其次可以確定相對準備的調度運營方式，保證天然氣的安全運行。

天然氣的迅速發(fā)展，使得必須要加強燃氣基礎建設，提高燃氣在居民生活、生產(chǎn)中的作用。要提升燃氣的建設質量，官網(wǎng)的規(guī)劃重點考慮的指標參考是城市的用氣規(guī)模，負荷預測可以為城市天然氣的規(guī)劃設計提供了有效的數(shù)據(jù)參考，因此要注重天然氣用氣負荷預測。

負荷預測不僅可以提供數(shù)據(jù)支持，而且還是燃氣輸配調度的重大需求。在居民的生活中，燃氣特別重要。一旦燃氣無法供應，將對居民的生活帶來很不便。因此在城市燃氣的供應過程中，要格外重視這種情況發(fā)生。首先，不同居民的用氣量因各個因素是不斷產(chǎn)生變化的，工業(yè)用氣也收到生產(chǎn)計劃的影響，商業(yè)用戶收到節(jié)假日的影響，這些因素都是不確定的因素，導致負荷量也不盡相同，負荷總量總是在不斷地產(chǎn)生變化。但是城市的燃氣供應量不能隨時發(fā)生變化，它的含量是相對均衡的，因此需要通過負荷預測的研究，使得燃氣公司相關的設計、輸配調度人員可以提前預制用戶的用氣量，保證燃氣供應量，保障管網(wǎng)壓力的運行穩(wěn)定。

負荷預測是保障供應的前提，同時也是實現(xiàn)智能燃氣管網(wǎng)管理的基礎。隨著科技的發(fā)展，目前信息以及通訊網(wǎng)路技術的迅速發(fā)展，燃氣公司基本都實行了燃氣SCADA系統(tǒng)，官網(wǎng)的運行需要大量的數(shù)據(jù)。因此，必須要對用戶的流量，溫度等數(shù)據(jù)進行收集、分析和判斷、要發(fā)揮技術在工程中的應用，不斷推陳出新，實現(xiàn)官網(wǎng)的智能化、數(shù)據(jù)化、工業(yè)化，這樣才能使得天然氣供應更加順暢，可以提高企業(yè)的安全生產(chǎn)以及居民的生活質量，具有現(xiàn)實的社會效益和經(jīng)濟效益。

2.3 建立數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫的主要內容如下：儀表的信息，包含儀表名稱、編號，安裝位置、安裝時間，用途等；儀表數(shù)據(jù)，包含編號、溫度，接受時間、瞬時流量、報警描述、次數(shù)故障等；天氣信息，包括室內外溫度、最高溫度、最低溫度、風力等情況；用戶信息，包含用戶名稱、年齡、職業(yè)能信息；其他信息，比如特殊情況的處理方法、用氣匹配等。

2.4 數(shù)據(jù)的整理和分析研究

數(shù)據(jù)的處理非常重要，首先，在數(shù)據(jù)整理時，應對可疑的數(shù)據(jù)進行分析判斷，判斷是否為有效的數(shù)據(jù)信息，如果無效，那么稱之為無效數(shù)據(jù)，不具有統(tǒng)計的意義，可以稱之為異常值。面對這種情況，我們要查找原因，然后以后在收集數(shù)據(jù)的過程中要避免這種情況的發(fā)生。常用的方法有很多，比如格拉布斯準則等，不同的方法適用于不同的情況，比如數(shù)據(jù)較多，處理比較復雜時，應優(yōu)先考慮拉依達準則；數(shù)據(jù)較少情況下，可以用格拉布準則。一般來說，要想提高其準備性，那么數(shù)據(jù)必須要足夠的多，數(shù)據(jù)越多，那么產(chǎn)生的誤差也會越小，數(shù)據(jù)出錯誤的地方也越少，其準確性越高[3]。

2.5 效果與實際意義

根據(jù)研究得出的用戶負荷指標和用氣規(guī)律，可以有效地核算用戶用氣計量，避免了用戶因氣量而造成的經(jīng)濟損失。同時為公司提供了計量的數(shù)據(jù)，一旦有數(shù)據(jù)突變，可以檢測到相應的變化，便于及時發(fā)現(xiàn)原因減少危害。為設計依據(jù)提供了更大的理論數(shù)據(jù)支持，因為在設計時要考慮居民、商業(yè)等用戶的燃氣供應流量、燃氣管網(wǎng)的建立、管徑的選擇等因素，這樣為人們提供了安全保障同時也減少了投資浪費，降低了工程和居民的成本，在長期的過程中減少了資源的不必要浪費等，因此要格外注重天然氣用戶用氣負荷及其規(guī)律的研究。

3 結語

綜上所述，天然氣的迅速發(fā)展，加快了天然氣的應用范圍及應用領域，使得天然氣的用量水平越來越高，為了更加有效地使用天然氣，減少不必要的浪費，用戶的用氣負荷指標及其規(guī)律是天然氣設計、調度運營的重要基礎數(shù)據(jù)，因此特別需要對其天然氣用戶進行用戶負荷和規(guī)律的研究，從而使天然氣更好地為居民服務，更好地指導當?shù)厝細饩W(wǎng)管的設計以及控制。