关于城镇燃气工业负荷的预测方法的研究

孙寿超

摘要：阐述城镇燃气工业用户的用气特点，介绍了弹性系数法和比例系数法在负荷预测中的计算方法，并结合利用这两种方法对济南市工业负荷的进行了预测分析，并与实际负荷预测做对比分析，得出该2种方法均具有一定准确性，为以后的负荷预测提供了多种方法的论证。

关键词：能源消费弹性系数；比例系数法；负荷预测；工业用户

中图分类号：P754文献标识码： A

About town gas load forecasting method of industrial research

Sun Shou-chao，Tian Guan-san

Abstract：Elaborated town gas for industrial users of gas characteristics introduced elasticity coefficient method and proportional coefficient method in load forecasting method of calculating and using a combination of these two methods in Jinan City Industrial load is predicted analyzed and compared with the actual load forecast do comparative analysis of the two kinds of methods are drawn with a certain accuracy for future load forecast provides a variety of methods of argument.

Key word：Elasticity of energy consumption；Proportional coefficient method；Load Forecasting；Industrial users

0 引言

对城镇燃气负荷预测的准确性，直接影响燃气上游企业和燃气企业的燃气输配系统的接受能力和输送能力，因此合理的预测方法对城市和企业的经济发展至关重要。城镇燃气用户通常有居民用户、商业用户、工业用户、汽车用户、采暖和空调用户以及分布能源用户和热电用户，在气量许可的条件了，凡是具备使用条件的用户都是城镇燃气用户。根据国家“煤改气”政策，对于工业负荷的预测不能简简单单的利用一元回归分析法对其用气量的预测，因为工业燃煤锅炉的替代用气量也是算为工业负荷的一部分。本文利用能源消费弹性系数和比例系数法对工业用户用气量的预测，并与实际负荷预测结果相对比，得出该2种方法在预测工业负荷上具有一定的准确性和借鉴性。

1 能源弹性消费系数

能源弹性系数亦称能源弹性。弹性可简单地理解为反应性或敏感性，它是衡量某一变量的变化引起另一相关变量的相对变化的指标。通常表示为在某一变量变化1%时，另一变量变化的相对程度。

能源弹性系数的特点是，综合性强并能概况多种因素。能源与许多经济现象存在着相互依存和制约的数量关系。为研究能源在社会经济发展中的作用，分析能源生产的增长、能源消费的增长对经济增长的影响，可分别计算能源生产弹性系数和能源消费弹性系数，通过这些指标可反映出能源的发展与社会经济的发展相互适应的关系以及发展趋势和规律。

能源弹性系数基本计算公式为：

能源弹性系数（E）=能源量的增长率 / 经济总量的增长率 （1-1）

对城镇燃气用户的工业来说来说，其工业用气量主要是由于工业企业燃烧天然气带来的用气量增加。根据统计资料显示，工业用户的用气负荷只要与该地区的第二产业的生产总值有关。因此上式（1-1）变为：

能源消费弹性指数（K）=工业用煤能耗增长率/第二产业GDP增长率 (1-2)

通过分析该地区工业用煤能耗增加与第二产业的比值，测算出能源消费弹性指数，根据城市的总体规划第二产业经济发展目标，计算出工业用煤能耗，再根据一定比例折算出天然气气量，就可得出工业用气负荷。

2.济南市工业用气负荷测算与比较分析

2.1 工业用户的用气特点

工业企业用气主要是指工艺设备生产用气，其应用范围包括冶炼炉、融化炉、加热炉、退火炉、干燥炉、烘烤、熬制等。工业用户分为工艺上必须用燃气的用户，如玻璃、陶瓷、医药等行业；还有一种就是在工艺上使用天然气后可使产品的质量和产量由很大提高的用户，如有色金属加热和熔化，金属锻造和食品行业等。

工业用户的用气不均匀性受季节影响较小，冬季比夏季略高。季节不均匀性和日不均匀性主要受节假日和设备故障率的影响。而小时不均匀性主要受生产工艺的特点和生产班制的不同而影响。图1-1和图1-2分别为工业用户二班制和三班制的小时负荷延时曲线。

图1-1 图1-1 工业二班制小时负荷延时曲线

图1-2 工业三班制小时负荷延时曲线

2.2 能源消费弹性系数法

弹性系数法是因果分析法中常用的燃气定量预测分析方法，通过计算某两个变量相对变化的弹性关系对因变量进行预测。俩个变量之间的关系越密切，那么两者之间的弹性指数越大。根据统计资料显示，工业用户的用煤只要与该地区的第二产业的生产总值有关。因此确定能源消费弹性指数（K）=工业用煤能耗增长率/第二产业GDP增长率。根据济南市统计年鉴得出，济南市2010年第二产业值为1637.5亿元，较去年增长率为11%，工业能耗为1702万吨，能耗增长率为25.3%，计算能源弹性系数为0.23。考虑经济社会和科技的进步及济南市煤炭工业发展“十二五”规划，2013-2020年取能源消费弹性指数0.2。根据山东省能源中长期规划目标和济南市经济发展水平，得到经济增长率为11%，由上式（1-2）计算得出工业能耗增长率2.2%，再计算出2015年和2020年的工业能耗，然后根据标煤和天然气的转换关系得出，天然气的用气量。根据工业燃煤的替代，考虑济南市关于“煤改气”政策的规定及济南市城市总体规划关于工业企业外迁。具体结果见下表1-2：

表1-1 利用能源弹性系数法计算结果

注：（1）本次计算结果天然气锅炉的效率高于煤锅炉的10%，按1亿立方米天然气替代14万吨标煤。

（2）此表中的工业能耗近期考虑9%的替代量，远期考虑5%的替代量。

2.3 比例系数法

该方法是在缺乏实地调研数据的情况下，以济南市总用气量为基准，根据历年济南市工业用气量占总用气量的比例，并立足于工业企业的构成进行分析，继而较合理地测算出工业用气量占总用气量的比例。根据济南市工业发展现状和工业燃料情况，从环境保护、社会效益以及经济效益方面考虑，近远期中心城耗气工业将主要以发展中小型工业为主。预测近期济南市区工业用气量占总用气量的比例分别为26％，远期由于市区部分工业城区外迁，造成工业用气量减少，因此按21%考虑。根据济南市燃气专项规划得出济南市2015年用气为10亿立方米，远期市区用气量达到42.5亿立方米。计算工业用气结果如下表1-2：

表1-2 济南市工业用户用气量需求表

2.4实际预测分析法

该方法是在实际调研数据较为充足的条件下进行的。根据济南市市区工业发展现状和工业燃料情况，从环境保护、社会效益以及经济效益方面考虑，以及国家“煤改气“政策，根据济南市的实际情况，不能大规模的进行燃煤锅炉改造，建议在2015年前对10吨以下的锅炉进行改造，2017年前把在城区二环以内的35吨锅炉进行改造，到远期改造市区内的燃气锅炉。对济南市119家燃煤锅炉工业企业进行测算，对负荷条件的企业进行燃煤锅炉改造。因此工业用户用气需求量包括现状和新增工业用户的用气量，以及天然气替代工业燃煤锅炉的需求量。市区工业耗气量预测如表1-3所示。

表1-3 济南市城区工业用户用气量预测单位（万Nm3）

2.5 三种方法的结果对比分析

通过把弹性系数法和比例系数法的结果与实际测算的结果对比分析得知，表1-4为三种计算方法的结果对比。

表1-4 三种计算方法方法的结果对比分析

通过计算比例系数法和弹性系数的误差率可以得知，这两种方法的结果都在允许的偏差范围内，其结果具有一定的准确性。

3.结论

1.合理的预测城市燃气用户用气量直接关系到城市燃气用气的供需平衡。多种方法对城市用气量的预测能更好的给上游供气企业和下游的城市配气系统提供准确的指导，为城市经济发展和用户用气稳定提供保障。

2.比例系数法和能源消费弹性系数法在实际调研数据不完整的情况下，均可作为城镇工业用户用气量的预测方法，精确度较好。为了保障预测结果的准确性，一方面要在帅选数据时保证数据的可靠性，一方面可以采用多种方法同时预测，保障结果的一致性。

3.比例系数法和能源消费弹性系数法均是建立在俩个变量之间的关系，由于经济发展的复杂性，而忽略了其他变量对城镇工业负荷的影响，因此此方法也具有一定的局限性。

参考文献

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