背景概述

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关注。

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、燃气管网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。

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。

基于上述分析，在进行燃气系统的负荷预测时，一般情况是按照下列步骤完成的：

（1）确定燃气系统负荷预测的内容（年度负荷、月度负荷、日负荷或者小时负荷），搜集相应的历史数据等材料；

（2）分析整理统计资料，使其具有正确性、完整性、可比性和连惯性，能够反映负荷发展的规律性；

（3）选择适合于预测对象的预测模型；

（4）用预测模型进行预测；

（5）预测结果的分析和修正。

燃气负荷问题的提出

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。

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。

研究燃气负荷的意义

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。

在储气设施设计以及分配管网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。