城市燃氣負荷預測方法及其分析

馬鑫龍

摘 要：對城市燃氣進行負荷預測在城市燃氣的運行調度方面以及系統規劃方面有著十分重要的意義。負荷預測體現出來的經濟效益十分明顯。文章從負荷預測的重要意義入手，分析了燃氣負荷預測的重要方法。

關鍵詞：燃氣負荷；負荷預測；方法

隨著我國經濟水平和人民生活水平的提高，燃氣作為城市使用的主要能源之一，發展迅猛。其中，負荷預測工作是燃氣企業工作中較為重要的一個部分，同時也受到了城市相關管理和規劃部門的極度重視。燃氣的負荷預測是一個非常值得深入研究的命題，它為燃氣的調度、控制以及運行計劃和相關規劃提供了基礎，也為城市相關的管理和規劃部門提供了可控參考的信息參數。不斷地提高燃氣負荷預測的水平，研究符合預測的相關技術，對于城市燃氣的計劃于管理有著積極的輔助作用，對于城市燃氣的運行以及維修的合理安排有著重要意義，使用科學的建設與規劃方法，能夠大大提升城市燃氣方面的經濟以及社會效益。

1 燃氣負荷的預測基本過程

1.1 負荷預測

所謂負荷預測指的是通過對于相關系統運行的特性、自然因素、社會因素以及增容決策等因素進行分析，找出一套完整的、有規律性的可以對過去、現在和未來的負荷進行處理的數學方法。如果精度達到了一定的標準，則可以對未來特定的某一具體時刻的負荷值起到決定性作用。負荷預測的含義包括以下兩個方面：其一是，預測未來的需求量；其二是預測未來的用氣量。燃氣負荷預測的本質方法就是對過去的一些負荷數值進行分析，依據舊的負荷值和精度分析，決定未來某一時刻的負荷值。

負荷預測的研究起源于二十世紀五六十年代，在二十世紀八十年代得到了迅猛的發展?，F如今，計算機技術迅速的發展，隨著信息化時代的到來，負荷預測的數值精度越來越高，負荷預測的速度也越來越快。

1.2 負荷預測的基本過程

1.2.1 對于歷史數據以及基本數據的整合收集

科學使用描述性數據的匯總技術可以有效地識別出數據具有的典型性質，將噪聲數據和離群點突出地表現出來。這個技術主要是對一些相關數據中體現的中心趨勢以及離散程度進行度量。

1.2.2 對于原始數據進行科學化處理

在對一些原始數據的處理方面，一般都會遇到一些無精確的數據和信息，面對這些數據，必須進行反復的考量，否則使用精確度低的數據會直接對最終的結果造成影響。因此，對于原始數據必須進行科學的分析和處理，對一些精確度低的、較為異常的數據進行及時的調整，有助于最終經過精度的提升。

1.2.3 數據關聯和相關分析

相關關聯指的是通過對兩個及兩個以上的數據變量的相關性進行研究，并通過一些函數形式將現象表達出來，一般分成兩種形式，一是函數關系，另一個是相關關系。函數關系中的各個變量相互依存，而相關關系中的變量并不確定。

1.2.4 燃氣負荷預測方法

負荷技術的預測方法有很多中，每種方法都有自身的局限性和長處，采用哪種方法進行燃氣負荷的預測需要根據具體的情況進行具體的分析。

2 城市燃氣負荷預測方法分析

2.1 時間序列法

時間序列是由對于負荷的記錄構成的。它是一組通過觀察以及記錄得到的按時間先后進行排列的數據。將數據按照時間順序排列，可以明晰地為人們展示出所研究的數據在規定的時間段內的一些變化與發展，通過分析數據之間的變化、趨勢得出一定的規律，進而作出預測。把一些對負荷產生影響的因素用時間來替代，依據數據建立模型進行分析和預測，提高預測結果的準確度。時間序列方法包括隨機型和確定型兩種。確定型方法包括移動平均方法以及指數平滑方法等，隨機型則包括移動平均模型 MA（q）、自回歸模型 AR（p）以及自回歸-移動平均模型 ARMA等方法（p，q）等?？紤]到城市的燃氣負荷時間會收到很多方面因素的影響，所以，所掌握的數據本身都有著明顯的變化性，所以使用隨機型方法得出的預測精度要高于確定型。

2.2 灰色預測法

使用灰色理論對負荷進行預測的方法是一種不太嚴格的方法?；疑A測以灰色理論為基礎，在數據不夠充足的時候，可以運用灰色預測找到一定時期內起到明顯作用的數據規律，建立起模型進行預測。這種預測方法對于數據要求少，建立模型的過程清晰簡單，而且運算起來較為簡便，但是，這種方法并不適合于長期的負荷預測。

2.3 回歸分析法

所謂回歸分析指的是通過對于歷史數據中存在的規律和變化進行分析，列出變量之間的回歸方程，根據確定的模型參數進行預測?；貧w分析適合于中長期的負荷預測，在使用這種方法的時候必須找到一個恰當好處的自變量，減少計算量，增加模型穩定性，達到控制誤差的目的。

2.4 專家系統法

這種方法主要是利用一些相關領域的專家的研究成果和豐富的經驗進行權威預測和判斷，結合經驗豐富的負荷預測工作人員的知識積累對負荷進行預測。專家系統一般都有五個重要部分組成即知識庫、推理機、綜合的數據庫、知識獲取以及解釋程序。使用這種方法可以很好的發揮人的能力，將相關領域的豐富經驗和科學知識匯聚在一起，得到較大的信息量和較多的資料，具有權威性。因此，專家系統方法有著廣闊的發展前景，這種方法對于中長期的預測十分適用。

2.5 人工神經網絡法

人工神經網絡指的是通過對人腦行為的模擬形成的網絡系統，這種計算方法不同于傳統的方法，是一種創新的處理信息的工具。通過一些學習中獲得的參數映射出非線性關系，通過模擬人腦對數據進行智能化的分析，自動適應一些不夠準確的數據，對于短期負荷預測極為有效。

3 結束語

對城市燃氣進行負荷預測對于一個城市的燃氣發展和使用有著重要的意義。燃氣作為一種重要的城市使用能源得到越來越廣泛的研究和重視。只有根據城市燃氣的不同情況進行具體的分析，使用不同的方法對燃氣負荷進行預測，才能有效的提高負荷預測的準確度，更好的推動城市燃氣行業的發展，創造更多的社會效益和經濟效益。

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