城市燃气负荷预测系统体系研究

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1、第２５卷第１期天然气工业加工利用与安全环保城市燃气负荷预测系统体系研究倡１１２焦文玲秦裕琨赵林波（１．哈尔滨工业大学２．东北林业大学）焦文玲等．城市燃气负荷预测系统体系研究．天然气工业，２００５；２５（１）：１５５～１５７摘要城市燃气负荷与调峰是连接天然气供气系统上游与下游的关键问题，是实现系统优化调度和智能控制的基础，加之我国城市天然气供应呈现快速发展的趋势，燃气负荷预测已经成为一种迫切需求的实用技术。为此，以时间序列分析理论为指导，根据燃气负荷变化的复杂性、多样性和特殊性，将有关负荷基础理论与应用方面的研究系统化，建

2、立了由负荷及相关资料调查、负荷工况分析、负荷变化规律、负荷预测、预测方法与预测模型和工程应用等六大模块构成的城市燃气负荷预测系统体系，以使燃气负荷这一领域的研究内容、研究方法和研究目标逐渐向系统化和高科技化发展，为丰富和完善天然气输气理论和技术奠定了重要的基础，有助于该领域的研究初步形成理论及从技术到实用的转化，并提供了目前燃气负荷预测能够达到的精度范围。主题词城市燃气负荷分析负荷预测系统研究应用我国天然气标志性工程“西气东输”长距离管道模型模块和工程应用模块，各模块间的相互关系见工程主干线已于２００４年全线贯通，这无疑

3、将进一步图１。下面阐述各模块研究的主要内容和意义。加快我国城市天然气化的进程，同时将促进天然气１．负荷及相关资料调查模块输气理论和技术向着高科技化发展。从早期的用气该模块所做的工作是所有负荷研究的基础，所〔１〕高峰系数统计、居民耗气定额的调查，到近期的负收集的资料要求全面、准确、有足够的容量，以满足〔２～７〕荷预测和负荷模型研究，涉及的内容和深度在负荷在建模时对数据的信息类型、数据质量和数据不断增加，并取得了许多研究成果。由于负荷工况长度方面的需求。要收集的数据一般包括负荷的历复杂、多变，所以关于负荷的研究一直处于零散的

4、状史数据及当地的历史气象资料和各类用户的发展情态。为此，笔者从负荷工况的多样性出发，以时间序况和供气量等。对负荷预测的各种需求来说，一般列分析理论为指导，建立了城市燃气负荷预测系统要有不少于４年的历史数据才能较好地满足负荷建研究体系，以阐述有关负荷的研究内容、研究方法和模的需要。研究目标等问题。２．负荷工况模块对收集到的数据首先进行定性的和定量的分一、城市燃气负荷预测系统体系析，这能使我们初步掌握负荷的变化规律。定量的城市燃气负荷是一个具有时变性、随机性、多样分析主要是确定规划设计中需要的各种工况的高峰性和非稳态的复杂系

5、统。笔者在综合研究了城市燃系数。当需要进一步探讨各种工况特征的本质原因气负荷多种工况变化规律的基础上，考虑燃气负荷时，就要进行相关的因果分析。值得一提的是，采用在工程实际应用中的作用，结合时间序列分析理论回归分析、概率统计以及其他一些数学方法如频谱的研究方法和燃气负荷的特点，建立了城市燃气负分析、小波分析等研究负荷与其影响参数之间的定荷预测系统研究体系，该体系主要包括六大模块，包量关系，不仅对解决燃气管网规划设计所需的参数括：负荷及相关资料调查模块、负荷工况分析模块、有重要的和普遍的指导意义，而且对燃气负荷预测负荷变化规

6、律模块、负荷预测模块、预测方法与预测模型的建立也可以起到关键的作用。根据负荷变化倡本成果属于国家自然科学基金（５０３７６０１４）、北京市“供热、供燃气、通风及空调工程”重点实验室、哈尔滨市青年科学研究基金（２００３AFXXJO２２）资助项目。作者简介：焦文玲，女，１９６２年生，副教授，博士后；现从事燃气输配技术与应用研究和教学工作。地址：（１５００９０）黑龙江省哈尔滨市哈尔滨工业大学二区２６４５信箱。电话：（０４５１）８２１９０８３３。E‐mail：wljiao＠１６３．com·１·加工利用与安全环保天然气工业２００５年

7、１月况特性研究的结果表明，趋势性和周期性的程度有〔４，５，７，８〕很大差别，而随机性是普遍存在的。４．用气负荷预测模块本系统提出了用气负荷预测和负荷特性曲线预测２项研究内容。负荷预测分为一步预测和多步预测。一步预测是在某一个时间点上对未来一个时刻的负荷值预测；而多步预测是在某一个时间点上对未来多个时刻的负荷值预测；负荷预测又分为短期预测、中期预测和长期预测。短期预测是根据日的、小时的，甚至几分钟的燃气负荷历史数据及影响负荷的因素，对未来时刻的负荷进行一步或多步预测，其预测的目的主要是用于城市燃气供气管网或城市间的区域性天

8、然气供气系统的调度与控制管理。中期和长期预测分别是对月负荷、季度负荷或周负荷及年负荷进行预测，主要用于制定发展规划、签订供气合同和安排设备检修等。燃气负荷小时工况波动最为突出，在由低峰向高峰过渡时，负荷变化速率相当大，这时可以缩短负图１城市燃气负荷预测系统研究体系示意图荷预测时段而以分钟计量，以适应系统运行的要求，决