贵州省天然气产供储销体系调度机制研究*

2022-09-14田守强

现代矿业 2022年8期

田守强郑伟

（1.贵州省煤炭设计队；2.贵州理工学院矿业工程学院）

2017 年国务院与国家发改委要求要将天然气培育成为我国现代清洁能源体系的主体能源之一，而天然气产供储销体系建设是保障天然气长期稳定供应的基础和关键［1-2］。天然气发展需要对产供储销等方面进行科学规划，积极建立供应来源多元、管网布局完善、储气调峰配套、用气结构合理的天然气产供储销体系，立足资源供应实际，统筹谋划推进天然气高效合理利用［3-4］。

为了推动贵州省天然气产供储销体系稳定有序协调发展，贵州省出台有关非常规气（页岩气、煤层气）勘探开发、天然气“县县通”工程、储气调峰设施规划实施方案、天然气价格变动等一系列天然气产业发展政策，加快了贵州省天然气上、中、下游快速发展，为实现“气化贵州”战略部署和能源结构的优化调整提供了强有力的保障。

在此背景下，为有效推进贵州省天然气市场稳定、合理、有效的发展，积极推进健全天然气产供储销体系运行调度机制，保证贵州省天然气上、中、下游合理有序发展。本研究调研了贵州省天然气管理经营经验，深入分析了贵州省天然气产供储销体系的现状与存在的问题，提出了构建天然气产供储销体系调度机制的思路，明确该调度机制应具备的功能，探讨分析了调度调度中心各类模块的搭建形式，对促进贵州省天然气上、中、下游协调稳定发展具有指导意义［5-6］。

1 贵州省天然气产供储销体系发展概况

1.1 天然气产供储销体系现状

（1）产出及供应情况。截至2019 年，贵州省共设有页岩气探矿权8 个、总面积约5 435 km2，全省页岩气共实施二维地震勘探1.25 万km，三维地震勘探593.4 km2，完钻页岩气调查井、探井、评价井41口，建成年产能6 000 万m3。共设煤层气探矿权20个、总面积1 510.9 km2，全省煤层气累计施工地面钻井240 口，形成年产能7 900 万m3，累计探明储量64亿m3。贵州省天然气供应量达16.4 亿m3，资源主要依托省外调入管道气和LNG，其中省外管道气资源量达 11.3 亿 m3，LNG 资源供应量达 5.07 亿 m3，省内页岩气、煤层气资源0.04亿m3，如图1所示，资源需求呈现逐年增加态势。

（2）管网布局现状。截至2019年，贵州省累计已建天然气管道里程数约为2 107.5 km，其中，中缅、中贵天然气主干管道902 km，天然气支线管道共1 205.5 km，总设计管输能力达332亿m3/a。已有贵安新区及48个县（市、区、特区）具备通管道天然气条件。

（3）储气设施现状。截至2019 年，贵州省已建和在建LNG 储罐储备能力达水容积70 240 m3，其中，已建库容42 980 m3，储气能力为2 686.3万m3，在建库容为27 260 m3，储气能力为1 703.7万m3。

（4）市场利用现状。由图2 可以看出，2019 年贵州省天然气消费量为16.4 亿m3，但天然气消费量占能源消费总量的2.1%，低于全国平均水平。2019 年贵州省的天然气消费分布主要集中在贵阳和遵义2个城市，用气量为12.4 亿m3，占全省消费总量的75.6%。天然气消费结构以工业用气为主，其次是城镇用气。

1.2 存在的问题

（1）应急保供能力差。由于贵州省天然气发展起步晚，主要依靠中缅线和中贵线调入，对外依存度高且气源单一、管道分散，未能形成有效的互联互通管网，且没有与周边省份联通的省际管道。

（2）储气能力低于国家水平，不利于管网安全运行和资源应急保供。

（3）产供储销各环节协调问题突出。天然气产业链是产、供、储、销4个板块的有机结合，缺一不可。不光需要改进和解决产、供、储、销各环节存在的问题，更需要理顺整个天然气产业链上各单位界面的协调、统筹工作，完善和改进对天然气利用市场有所阻碍的环节和机制，将各个环节有机的结合起来。

2 产供储销调度机制构建及其科学功能

为推动贵州省天然气产供储销稳定有序协调发展，满足民生用气需要，构建天然气产供储销运行调度机制势在必行。组建贵州省天然气调度中心，实施“集中调度为主，区域管理为辅；统一调度指挥，分级管控负责；计量交接电子化，交易结算精准化”的调度模式，在贵阳建立调度中心，对相关管辖站场的历史数据集中备份和监视，实现调度交易中心对站场设备远程控制，交易结算电子化，从而达到贵州省天然气资源、管网、天然气储备、天然气销售等一系工作远程集中调度的目的。最终实现以贵州省天然气调度中心为载体，打造天然气资源供应有序、管道输送灵活、资源储存有保障、销售机制完善的综合性调度机制的目的。结合上文中分析的产供储销各个环节乃至整个产业链的问题，产供储销调度机制构成及其功能如下。

2.1 全省科学调度系统

调度系统相当于战略保障体系的“神经系统”，构筑有形与无形相结合的天然气战略保障体系，实现上游气源、中游管网、下游市场联动。统筹协调上中下游央企、省企、民营外资不同类型企业单位和天然气产业涉及的各级政府、能源局、住建厅、商务厅、国土资源部等政府主管部门，建立协调联动管理机制，明确职责分工，提高运行管理效率。整合省内上中下游资源，形成利益共同体，强化资源配置，促进上游增产、下游市场拓展，积极引进优质气源，增加供应渠道，不断做大做强贵州省天然气产业链。

2.2 天然气供需预测预警机制

综合考虑社会发展、人民消费水平、能源结构变化等因素，提高天然气需求预测能力，尽最大努力保证供需平衡。构建天然气供需预警机制，针对出现突发情况，能够有效快速应对，完善信息收集分析能力，保障供需问题得到合理解决。

2.3 建立完善天然气供应保障应急体系

有关部门应综合利用煤电油气保障工作协调功能，积极推进部门之间合作的天然气供需平衡应急机制建设，按照因地制宜，合理分配，充分高效利用各种能源治理大气污染，切实保障特殊情况下的区域、用户的用气需求。强调树立民生用气保供责任意识，严格按照“压非保民”原则做好分级保供预案和用户调峰方案。构建天然气保供成本科学计算标准及合理分配机制，对保供不力的责任方施加相应处罚，而参与保供的第三方企业的利益应当得到合理保障。

2.4 建立完善天然气安全运行机制

各类供气类、管道运营类和城镇燃气类等企业要认真落实安全生产主体责任，完善安全生产工作机制和管理制度，严格控制工程质量，加强设施维护检查，及时有效处理潜在风险，消除安全隐患。

2.5 提高产业链的动态管理能力

针对天然气安全管理工作，要树立完整性管理理念，运用科学方法建立相应数据库，对天然气产、供、储、销进行动态管理，提升动态管理水平，及时发现并处理问题，减少事故发生，如图3所示。此外，还需要进一步完善管理理念，使天然气安全管理工作更加科学、合理、规范，切实保障人民生命财产安全。

2.6 推进建立有效竞争的天然气市场体系

通过调度中心，推进建立有效竞争的天然气市场体系，帮助实体经济提高交易效率、降低交易成本、提供应对市场价格波动的避险机制。先期可通过搭建规范、可靠、高效、优质的市场交易平台，为需求侧、供给侧、管输方、仓储方提供天然气现货、管容、库容等交易及相关信息服务。在充分保障民生用气的前提下，通过市场手段实现资源优化配置、公平公正交易，促进降本增效，实现“企业利益共同化，全省利益最大化”。

3 天然气调度运行机制功能及模块搭建

3.1 运作机制功能介绍

天然气运行调度工作，明确调度管理工作流程，保障运行“安全、平稳、受控、高效、最优”，主要包括贵州天然气调度中心与省内天然气公司之间、调度中心与省内天然气公司调度机构之间以及各级调度之间的职责权限、工作程序、工作制度、调度纪律等内容；天然气运行调度系统是由调度中心、省内天然气公司、省内天然气公司所属调度机构及天然气站场等组成，包括组织、人员、通信、资源、设施和工作制度、程序等。为更好地了解天然气调度运行机制，下面对调度运行机制的基础模块、调度模块、权限模块及交易管理模块分别进行说明。

3.2 基础模块

根据天然气“产供储销”运行调度的需求，建立贵州省天然气调度中心。调度中心的主要职能是对贵州省天然气调度中心已建、在建、规划的页岩气、煤层气等采气站场、天然气输气管道、天然气调峰储备站、天然气下载站场实现监视、调度和管理，如下达命令、采集各种数据、协调各个工艺站场和线路截断阀的运行、处理全线的事故，以此保障生产运营的安全平稳。围绕此职能，数据中心的建设应能整合页岩气、煤层气等采气站、管网底层各类业务数据，为各类生产应用系统的建设提供数据资源支持。基本需求如下：①资源方面，将贵州省页岩气、煤层气、县县通资源、进口资源等一系列资源进行衔接；②管网方面，将已建管道、在建管道、规划管道通过不同颜色进行显示，输量和下载量进行统一调度管理；③储备方面，结合典型的天然气储备库情况进行监控管理；④天然气销售方面，与住建厅进行数据交换和衔接、统一监管。

SCADA 系统是贵州省天然气产供储销运行调度的核心系统，新建SCADA 系统示意图如图4 所示，它对全省天然气资源、天然气管网输气、天然气储备、天然气销售进行连续的监督、调度和管理，可实现数据采集、运行监督、数量调节以及各类信号报警等各项功能。因此保证它的可靠性、稳定性、安全性是至关重要的。调度中心新建SCADA 系统按客户机/服务器（C/S）结构设置，支持分布式多服务器结构，SCADA 系统主要由实时数据服务器、历史数据服务器、Web 服务器、工作站、网络设备及网络等构成，可根据用户要求对配置进行调整。SCADA 系统服务器采用Windows/Unix 实时多任务操作系统，客户机采用标准、可靠、先进、高稳定性版本的Windows操作系统。操作员站、工程师站等均作为局域网上的一个节点，共享各服务器的资源。

3.3 调度模块

在贵州省天然气调度中心设置模拟仿真系统，模拟仿真服务器完成SCADA 数据采集或导入、管网水力模型计算、工艺预测、优化和培训仿真工作，系统所有数据应存放在商用数据库中，为管理者提供送、配置等计划的下达、执行的数据支持和服务。

综合指挥调度系统可满足输气管道工程通信需求，除具备语音指挥调度业务功能外，能满足处理突发事件所需的传真、短信、宽带集群、视频调度、录音录像、广播等接入与集中管理、统一调用，并能监控和展示火灾信息、SCADA 告警信息及GIS 信息等。调度中心语音、视频、数据子系统之间的智能化联动，从而达到便捷管理、直观操作、多媒体综合调度等目的。

为加强管道工程的安全运行管理，应对突发事故，提高事故应急处理能力，确保在第一时间将事故现场的数据、图像、语音等资料信息传送给指挥中心，能够实时同步事故现场的情况，实现对事故现场的远程现场指挥。应急抢险指挥中心建在调度中心，在维抢修中心配置通信车及通信设备组成现场临时指挥部；共同组成一套提供语音、视频、数据多媒体业务在内的综合通信系统，以有效提高应急抢修指挥管理水平。

3.4 权限模块

为了保证贵州省天然气产供储销运行管理系统用户权限清晰可控，需要对应用系统的角色及权限进行统一的规划设计，在贵州省天然气调度中心设置用户管理系统，如图5所示。根据应用系统的业务特点，共设计三大类用户：数据操作账号、系统管理账号、系统使用账号。在用户管理、身份鉴别方面采用“用户集中管理、统一身份认证”的思路进行设计。集中管理用户及账号信息，实现应用系统的强身份鉴别和认证，提升系统安全性。

3.5 交易管理模块

系统采用模块化设计、以实时数据库和历史数据库为管理平台，安装在冗余的服务器上运行。服务器安装在独立的网络，和SCADA 网络通过交换机相连，和企业网通过路由器和防火墙相连。气体管理系统软件结构分为以下几个部分：实时数据库和历史数据库管理平台、天然气管道运行计划、天然气交易结算管理系统、气体计量系统等。