城市燃气负荷预测方法及其分析

马鑫龙

摘 要：对城市燃气进行负荷预测在城市燃气的运行调度方面以及系统规划方面有着十分重要的意义。负荷预测体现出来的经济效益十分明显。文章从负荷预测的重要意义入手，分析了燃气负荷预测的重要方法。

关键词：燃气负荷；负荷预测；方法

随着我国经济水平和人民生活水平的提高，燃气作为城市使用的主要能源之一，发展迅猛。其中，负荷预测工作是燃气企业工作中较为重要的一个部分，同时也受到了城市相关管理和规划部门的极度重视。燃气的负荷预测是一个非常值得深入研究的命题，它为燃气的调度、控制以及运行计划和相关规划提供了基础，也为城市相关的管理和规划部门提供了可控参考的信息参数。不断地提高燃气负荷预测的水平，研究符合预测的相关技术，对于城市燃气的计划于管理有着积极的辅助作用，对于城市燃气的运行以及维修的合理安排有着重要意义，使用科学的建设与规划方法，能够大大提升城市燃气方面的经济以及社会效益。

1 燃气负荷的预测基本过程

1.1 负荷预测

所谓负荷预测指的是通过对于相关系统运行的特性、自然因素、社会因素以及增容决策等因素进行分析，找出一套完整的、有规律性的可以对过去、现在和未来的负荷进行处理的数学方法。如果精度达到了一定的标准，则可以对未来特定的某一具体时刻的负荷值起到决定性作用。负荷预测的含义包括以下两个方面：其一是，预测未来的需求量；其二是预测未来的用气量。燃气负荷预测的本质方法就是对过去的一些负荷数值进行分析，依据旧的负荷值和精度分析，决定未来某一时刻的负荷值。

负荷预测的研究起源于二十世纪五六十年代，在二十世纪八十年代得到了迅猛的发展。现如今，计算机技术迅速的发展，随着信息化时代的到来，负荷预测的数值精度越来越高，负荷预测的速度也越来越快。

1.2 负荷预测的基本过程

1.2.1 对于历史数据以及基本数据的整合收集

科学使用描述性数据的汇总技术可以有效地识别出数据具有的典型性质，将噪声数据和离群点突出地表现出来。这个技术主要是对一些相关数据中体现的中心趋势以及离散程度进行度量。

1.2.2 对于原始数据进行科学化处理

在对一些原始数据的处理方面，一般都会遇到一些无精确的数据和信息，面对这些数据，必须进行反复的考量，否则使用精确度低的数据会直接对最终的结果造成影响。因此，对于原始数据必须进行科学的分析和处理，对一些精确度低的、较为异常的数据进行及时的调整，有助于最终经过精度的提升。

1.2.3 数据关联和相关分析

相关关联指的是通过对两个及两个以上的数据变量的相关性进行研究，并通过一些函数形式将现象表达出来，一般分成两种形式，一是函数关系，另一个是相关关系。函數关系中的各个变量相互依存，而相关关系中的变量并不确定。

1.2.4 燃气负荷预测方法

负荷技术的预测方法有很多中，每种方法都有自身的局限性和长处，采用哪种方法进行燃气负荷的预测需要根据具体的情况进行具体的分析。

2 城市燃气负荷预测方法分析

2.1 时间序列法

时间序列是由对于负荷的记录构成的。它是一组通过观察以及记录得到的按时间先后进行排列的数据。将数据按照时间顺序排列，可以明晰地为人们展示出所研究的数据在规定的时间段内的一些变化与发展，通过分析数据之间的变化、趋势得出一定的规律，进而作出预测。把一些对负荷产生影响的因素用时间来替代，依据数据建立模型进行分析和预测，提高预测结果的准确度。时间序列方法包括随机型和确定型两种。确定型方法包括移动平均方法以及指数平滑方法等，随机型则包括移动平均模型 MA（q）、自回归模型 AR（p）以及自回归-移动平均模型 ARMA等方法（p，q）等。考虑到城市的燃气负荷时间会收到很多方面因素的影响，所以，所掌握的数据本身都有着明显的变化性，所以使用随机型方法得出的预测精度要高于确定型。

2.2 灰色预测法

使用灰色理论对负荷进行预测的方法是一种不太严格的方法。灰色预测以灰色理论为基础，在数据不够充足的时候，可以运用灰色预测找到一定时期内起到明显作用的数据规律，建立起模型进行预测。这种预测方法对于数据要求少，建立模型的过程清晰简单，而且运算起来较为简便，但是，这种方法并不适合于长期的负荷预测。

2.3 回归分析法

所谓回归分析指的是通过对于历史数据中存在的规律和变化进行分析，列出变量之间的回归方程，根据确定的模型参数进行预测。回归分析适合于中长期的负荷预测，在使用这种方法的时候必须找到一个恰当好处的自变量，减少计算量，增加模型稳定性，达到控制误差的目的。

2.4 专家系统法

这种方法主要是利用一些相关领域的专家的研究成果和丰富的经验进行权威预测和判断，结合经验丰富的负荷预测工作人员的知识积累对负荷进行预测。专家系统一般都有五个重要部分组成即知识库、推理机、综合的数据库、知识获取以及解释程序。使用这种方法可以很好的发挥人的能力，将相关领域的丰富经验和科学知识汇聚在一起，得到较大的信息量和较多的资料，具有权威性。因此，专家系统方法有着广阔的发展前景，这种方法对于中长期的预测十分适用。

2.5 人工神经网络法

人工神经网络指的是通过对人脑行为的模拟形成的网络系统，这种计算方法不同于传统的方法，是一种创新的处理信息的工具。通过一些学习中获得的参数映射出非线性关系，通过模拟人脑对数据进行智能化的分析，自动适应一些不够准确的数据，对于短期负荷预测极为有效。

3 结束语

对城市燃气进行负荷预测对于一个城市的燃气发展和使用有着重要的意义。燃气作为一种重要的城市使用能源得到越来越广泛的研究和重视。只有根据城市燃气的不同情况进行具体的分析，使用不同的方法对燃气负荷进行预测，才能有效的提高负荷预测的准确度，更好的推动城市燃气行业的发展，创造更多的社会效益和经济效益。

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