工商業(yè)用戶計量管理系統(tǒng)在城市燃?xì)獾膽?yīng)用

王思雨，田云祥，高強(陜西城市燃?xì)猱a(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司，陜西 西安 710000)

0 引言

燃?xì)夤╀N差直接影響燃?xì)馄髽I(yè)的經(jīng)濟效益，是反映燃?xì)馄髽I(yè)整體管理水平的綜合性指標(biāo)之一。如何加強供銷差的控制管理，使其處于合理水平，是每一個燃?xì)馄髽I(yè)必須重視和關(guān)注的管理難點，控制和降低供銷差是每一個燃?xì)馄髽I(yè)的重要工作任務(wù)之一。在此背景下引入計量管理系統(tǒng)可以快速、有效地降低燃?xì)馄髽I(yè)的供銷差。

1 供銷差

燃?xì)夤╀N差表示銷售給終端燃?xì)庥脩魵饬颗c城市燃?xì)夤鹃T站供應(yīng)量間的差額，其高低會帶給燃?xì)馄髽I(yè)直接性的經(jīng)濟效益影響，是燃?xì)馄髽I(yè)整體素質(zhì)、經(jīng)營管理水平的一個主要反映標(biāo)志。計算方法如式(1)所示：

式中：V1為供應(yīng)量，即出站的氣量總和(Nm3)；V2為銷售量，即用戶端使用的燃?xì)饬靠偤?Nm3)。

2 系統(tǒng)架構(gòu)

工商用戶計量管理分析系統(tǒng)基于SOA體系架構(gòu)和分布式多層體系架構(gòu)，以業(yè)務(wù)信息管理和資源管理為基礎(chǔ)、業(yè)務(wù)過程控制管理為核心，支持 Web Service、支持管理、支持業(yè)務(wù)流程重組、支持多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的統(tǒng)一架構(gòu)平臺。系統(tǒng)可以由使用者根據(jù)具體需求定制，滿足企業(yè)持續(xù)改進(jìn)的管理需求，還可以基于該平臺進(jìn)行開發(fā)和服務(wù)[1]。主要包括數(shù)據(jù)在線監(jiān)測、監(jiān)控模型管理、數(shù)據(jù)分析、業(yè)務(wù)管理等功能。系統(tǒng)總覽圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總覽圖

3 在線監(jiān)測

3.1 實時監(jiān)控

實時數(shù)據(jù)是實現(xiàn)計量數(shù)據(jù)管控分析的基礎(chǔ)，實時監(jiān)控主要對各種變量按照預(yù)定義的報警限值進(jìn)行統(tǒng)計處理，產(chǎn)生相應(yīng)的報警事項，并統(tǒng)計最大值、最小值及發(fā)生時間、平均值等；按不同條件查詢單一用戶的流量表運行數(shù)據(jù)，包括用氣量、壓力、溫度、流量等，可篩選出最大值及發(fā)生時間、最小值，統(tǒng)計平均值[2]。實施監(jiān)控的主要監(jiān)控對象包括溫度、壓力、瞬時流量、累計流量、設(shè)備狀態(tài)、用氣狀態(tài)等。

3.2 報警閾值設(shè)定

數(shù)據(jù)報警的傳統(tǒng)閾值多為最大值或最小值報警，但是單一的最值報警機制已無法滿足實際運轉(zhuǎn)需要。因此需要更為多元的報警閾值設(shè)定機制，包括固定值報警、預(yù)測值報警、混合值報警等。固定值報警即傳統(tǒng)的上下限限值報警，例如某壓力報警的上限可設(shè)置為0.3 MPa，下限為0.2 MPa，當(dāng)該壓力實際運轉(zhuǎn)數(shù)值不在0.2～0.3 MPa區(qū)間內(nèi)時，系統(tǒng)則會產(chǎn)生相應(yīng)的報警信息。

預(yù)測值報警是先根據(jù)一段時間的歷史數(shù)據(jù)生成當(dāng)天的預(yù)測值，選擇的時間段可以根據(jù)實際需要來設(shè)定如最近三天、最近一周、或者去年同期等，然后根據(jù)實際值與預(yù)測值偏差率計算得出的報警閾值。偏差率根據(jù)實際需要手動設(shè)定。

報警閾值(上限)=預(yù)測值*(1+偏差率)；

報警閾值(下限)=預(yù)測值*(1+偏差率)。

混合值報警是在固定值報警和預(yù)測值報警的基礎(chǔ)上做分時段的設(shè)置，可支持到8個時段，時段可以交差。例如可在夜間0～3點時段設(shè)置固定值報警，在正常用氣時段17～21點設(shè)置預(yù)測值報警[3]。根據(jù)不同的用戶類型確定其用氣規(guī)律，并配合選用相應(yīng)的報警閾值設(shè)定方式，從而使系統(tǒng)的報警功能更加精準(zhǔn)。

4 數(shù)據(jù)分析

系統(tǒng)全天候掃描用戶用氣數(shù)據(jù)，對用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行不同維度(量程匹配分析、用量異常分析、壓力異常分析、夜間泄漏分析、報警分析)的大數(shù)據(jù)分析，將分析結(jié)果進(jìn)行匯總并直觀展現(xiàn)，精確定位異常用戶；對發(fā)生報警的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，并將異常的類型和事件進(jìn)行歸類分析，為提高采集穩(wěn)定性及設(shè)備穩(wěn)定性提供數(shù)據(jù)支持，同時可在氣源緊張的環(huán)境下對大用戶用氣限制提供信息反饋。

4.1 流量異常分析

對物聯(lián)設(shè)備數(shù)據(jù)采集的瞬時流量進(jìn)行預(yù)警分析，包括：數(shù)值波動、超過閾值、數(shù)值異常、微小流、恒流量等進(jìn)行告警，通過對異常數(shù)據(jù)給定時間段最大值、最小值，查詢所選區(qū)域內(nèi)表具用氣量異常的數(shù)據(jù)，對異常夜間過氣用戶進(jìn)行安檢提示。

通過最小流量夜間測漏法，檢測各個節(jié)點的泄漏情況。給定時間段最大值、最小值，查詢所選區(qū)域內(nèi)氣表用氣量超出最小值的數(shù)據(jù)，對異常夜間過氣用戶進(jìn)行安檢提示。

4.2 選型異常分析

流量表適配分析是對其設(shè)計參數(shù)和運行工況的分析，從而篩查出量程偏小、量程偏大等儀表選型問題。

量程匹配分析：根據(jù)顯示的流量分析過載、極小量情況，結(jié)合表具參數(shù)，分揀出大表小用、小表大用等情況，從而建議改用更加適合終端用戶用氣規(guī)律的表具型號規(guī)格，使計量數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。

分析方法：將流量表工況流量百分比分級，計算流量計處于各級段的時間，形成流量表分析表，分析用氣規(guī)律，結(jié)合該流量計下所有用氣設(shè)備額定流量的信息，得出量程匹配與計量器具選型的最佳結(jié)果。

口徑匹配分析：通過對流量表的流量監(jiān)測情況，分析低流量、正常流量、過載流量占流量表運行總時間的百分比，來查看計量器具選型是否合適，從而指導(dǎo)用戶選用更加合適的流量計，從而提高計量精度，減小供銷差。

4.3 用量異常分析

通過用氣規(guī)律分析，發(fā)現(xiàn)用戶私增用氣設(shè)備、調(diào)整計量儀表、私改管路等非法用氣，對讀數(shù)異常變小、逆行倒走進(jìn)行監(jiān)控；根據(jù)表具的用量分析，分析日用量與關(guān)鍵參數(shù)(最低耗氣量、日額定用量)的關(guān)系，篩選用量異常用戶，針對連續(xù)5天(可設(shè))以上越限用戶，進(jìn)行安檢提示。還包括：日用量與昨日用量對比分析、日用量與前5～20天(可設(shè))用量均值對比分析、月用量與上月用氣量對比分析、月用量與去年同期對比分析、月用量超過1萬立方米(可設(shè))用戶分析。

4.4 溫度壓力異常分析

通過實時上傳的表具端溫度、壓力數(shù)值，及時發(fā)現(xiàn)計量器具異常，同時通過測量值不變、激增、陡降、跳變、異常波動等儀表故障或人為破壞，避免由于計量數(shù)據(jù)關(guān)鍵因素有誤而導(dǎo)致的計量失準(zhǔn)。

4.5 其他維度分析

時段用量異常：時段用量異常，支持用戶根據(jù)自身用氣規(guī)律，在不同時段設(shè)置不同的報警限值，從而大大提高了系統(tǒng)監(jiān)測的靈敏度。

行業(yè)特征分析：根據(jù)用戶標(biāo)注的行業(yè)屬性統(tǒng)計用氣數(shù)據(jù)，并用曲線繪制出特征，支持不同行業(yè)或同行業(yè)用戶用氣特征對比。根據(jù)每個行業(yè)的當(dāng)月用量和往年同期用量分析行業(yè)的用氣峰值時段，了解行業(yè)特征，針對不同行業(yè)統(tǒng)計用氣的用量，輔助用氣計劃填報。

月用量對比分析：對各燃?xì)庥脩舻漠?dāng)月用氣量與上月用氣量，去年同期用氣量進(jìn)行對比，分析同比變化率及環(huán)比變化率，使燃?xì)夤緦υ撚脩舻挠脷庖?guī)律有更好的了解。

月連續(xù)未用分析：對連續(xù)N(可自定義)月未用氣的用戶進(jìn)行統(tǒng)計，從而使操作人員對大型用戶的用氣情況有更好的掌握，以便合理填報用氣計劃。

月用量連續(xù)下降分析：對用氣量連續(xù)N(可自定義)天下降的燃?xì)庥脩暨M(jìn)行統(tǒng)計分析，使操作人員及時掌握用戶動態(tài)，提醒操作人員與燃?xì)庥脩魷贤私庥脷庥媱潱瑥亩雍侠淼剡M(jìn)行燃?xì)庹{(diào)度管理，同時提示是否需要現(xiàn)場查看該用戶是否存在用氣異常現(xiàn)象。

季節(jié)特性分析：按季節(jié)分析用戶用氣特征，四季同比、跨年同季節(jié)同比，幫助判斷用氣規(guī)律；篩選出最大值及發(fā)生時間，分析不均勻性，采暖季用氣分析等對各燃?xì)庥脩舻脑掠脷饬俊⑸显掠脷饬颗c季度用量，去年同期用氣量進(jìn)行對比，分析同比變化率及環(huán)比變化率，使燃?xì)夤緦τ脩舻挠脷庖?guī)律有更好的了解。可根據(jù)各個用戶節(jié)點用氣的歷史數(shù)據(jù)、季節(jié)、天氣等情況進(jìn)行用氣預(yù)測，對峰谷用氣情況進(jìn)行預(yù)測預(yù)警，提供削峰填谷的供氣方案。

5 業(yè)務(wù)管理

報警監(jiān)控：異常報警趨勢監(jiān)控及新增用戶報警提醒。

異常處理：可與工單維修系統(tǒng)聯(lián)動，形成對異常報警的閉環(huán)處理流程，并且返回處理結(jié)果。系統(tǒng)對異常報警篩查結(jié)果進(jìn)行維修工單派單，派單結(jié)果發(fā)送到工單維修系統(tǒng)，待處理完成后，工單系統(tǒng)結(jié)果反饋至本系統(tǒng)，并完成統(tǒng)計結(jié)果。

用戶監(jiān)控：針對一戶多流量表的情況，系統(tǒng)支持合并計算，可自定義公式完成各種運算，計算周期可選擇設(shè)定，滿足不同的應(yīng)用要求。

主備表監(jiān)控：當(dāng)同時存在主備表或并行表時可進(jìn)行對比監(jiān)控，對比分析，通過用氣分析發(fā)現(xiàn)異常計量，輔助選擇最優(yōu)表計進(jìn)行計量。

采集缺漏查詢：系統(tǒng)通過不同條件查詢各類采集數(shù)據(jù)，如有缺漏能發(fā)現(xiàn)和篩選，對缺漏數(shù)據(jù)可進(jìn)行手工補錄或系統(tǒng)自動召測(需現(xiàn)場硬件支持)。

6 工商戶燃?xì)夤╀N差原因與解決方法

6.1 原因

一是用戶燃?xì)獗砭呔炔町悺Ｏ啾染用裼脩舳裕ど虘粲脷饬棵黠@更大，相關(guān)設(shè)備熱負(fù)荷具備較明顯的區(qū)別，且會有較大范圍的波動情況存在于用氣量中，多數(shù)商業(yè)用戶為提前完成天然氣的安裝，在燃燒器具尚未確定時便提出安裝申請，此時可能會有偏離實際情況的設(shè)計參數(shù)存在，燃燒器具最終會形成額定流量或用氣壓力不符合計量表型號的問題，導(dǎo)致計量精度受影響；小流量時或許不計量或精確性不足，功效產(chǎn)率更高。二是安裝工程質(zhì)量。如果工作人員施工中未能嚴(yán)格參照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行，稍有不慎就會有焊渣進(jìn)入表內(nèi)，或是試壓和吹掃中造成雜物、泥水進(jìn)入表內(nèi)的情況，此時表具出現(xiàn)丟量或不走字的問題。同時，如果渦輪表前后直管段未滿足規(guī)定的要求，也會影響后續(xù)計量的準(zhǔn)確性。

6.2 解決方法

首先，在設(shè)計初期應(yīng)當(dāng)?shù)竭_(dá)現(xiàn)場認(rèn)真落實勘查工作，以用戶資料、用氣設(shè)備參數(shù)為中心，在全面把握用氣規(guī)律、規(guī)模等信息的基礎(chǔ)上，合理擺放用氣設(shè)備與勘查計量表，并聯(lián)系用戶做好表具位置的確定，盡量在單獨的表房或有維修通道的室外安裝表具，以免過于惡劣的使用環(huán)境或可能被破壞的空間位置影響后續(xù)燃?xì)獗砭叩木S修保養(yǎng)。其次，設(shè)計方案確定中，相同單位生活、采暖和空調(diào)、工業(yè)生產(chǎn)等性質(zhì)不同的用氣，此時應(yīng)當(dāng)分表計量，以免有誤差出現(xiàn)在計量結(jié)果中。煲仔爐等多臺性質(zhì)一致的用氣設(shè)備，出現(xiàn)不低于40 m3/h的用氣量時，計量中也有必要引入分表分流，以單塊表下用氣設(shè)備消耗的總共氣量乘以同時工作系數(shù)后即可獲取計量表額定流量，25%～85%的計量表量程范圍可確定為用氣量。最后，面向各個領(lǐng)出的工商業(yè)流量計貫徹落實封裝處理工序，在確保輕拿輕放的前提下搬運、運輸。在監(jiān)理公司現(xiàn)場監(jiān)督的前提下進(jìn)行表具拆封、安裝施工、吹掃等，且安裝中需要密切關(guān)注表內(nèi)是否進(jìn)入雜物，消除安裝單位施工中不規(guī)范施工的情況，從源頭上嚴(yán)格控制燃?xì)夤╀N差率。

7 結(jié)語

供銷差問題直接影響著城燃企業(yè)的經(jīng)濟指標(biāo)，借助信息化手段可以高效降低供銷差，提高城燃企業(yè)的管理水平與經(jīng)濟效益，提高資源利用率，助力國家實現(xiàn)雙碳戰(zhàn)略。