燃气调峰与用户发展策略

摘 要

摘要：通过对各类型燃气用户用气不均匀特点的分析，从城市燃气调峰的角度提出用户发展的策略，从而最大限度利用管网供气能力，提高供气总量，降低供气成本，提升燃气企业的经济效益。关
摘要：通过对各类型燃气用户用气不均匀特点的分析，从城市燃气调峰的角度提出用户发展的策略，从而最大限度利用管网供气能力，提高供气总量，降低供气成本，提升燃气企业的经济效益。
关键词：城市燃气供应；用气不均匀性；调峰；用户发展策略
Strategy for Gas Peak Shaving and User Development
XU Songqiang
Abstract：Through analyzing the uneven gas consumption characteristics of different types of gas users，the strategy for the user development is proposed in terms of city gas peak shavin9，thus making full use of gas pipeline network capacity，increasing total gas supply，reducing gas supply cost and increasing the economic benefit of gas enterprises.
Key words：city gas supply；unevenness of gas consumption；peak shaving；strategy for user development
   受气温、作息时间、生活规律等影响，城市燃气存在月、日、时用气不均匀性，其中尤其以居民生活用气、餐饮用气和供暖用气最为明显。城市燃气企业首先要保证居民和学校、医院等非经营性用户的用气需求，这些用户往往对时调峰的要求非常高，同时对季节调峰也有一定的要求。在上游供气有限的情况下，有选择地合理发展用户，利用用户进行月、日甚至时调峰，将最大限度地利用管网的供气能力，提高供气总量，调整城市能源结构，改善大气环境，降低单位供气造价和运行成本，提升城市燃气企业的经济效益。
1 城市燃气用户类型与用气不均匀特点
    城市居民用户和商业餐饮用户具有基本相同的用气规律，由于地理位置和气候的原因，南方城市用气月高峰系数较小，而北方城市较大，在一个月或一周中，居民和餐饮用气的日波动性主要取决于生活习惯及工作制度。城市居民和餐饮用户的时用气不均匀性波动幅度较大，表现为晚上最大，中午次之，早晨再次之。但两者之间也有差别，居民用户单户的连续用气时间比较短，因此在用户数量大时，高峰用气时段并不是所有的用户同时在用气，同时工作系数较小；而餐饮用户的连续用气时间相对较长，且集中在城市用气的时高峰阶段，可以认为餐饮用户都是同时工作的，但每天总的用气时间并不长。
锅炉用气多数是提供生活用蒸汽和热水，也有部分是在冬季用于供暖。提供生活用蒸汽和热水的锅炉用户，受气温影响有一定的季节性波动，每天的用气时段一般用气量较为稳定，时不均匀性波动不大，同时为配合餐饮，高峰时段会比一般锅炉要早些，用气量也会稍大些。用于供暖的锅炉，夏季根本不用气，冬季用气量非常大，季节不均匀波动很大，部分企事业单位用的锅炉受工作时间影响，还有一定的日不均匀波动，而用气时每天的时波动则较小。事实上，供暖锅炉一般都同时提供生活用蒸汽和热水，这种锅炉总体上时不均匀波动较小，有一定的日不均匀波动，季节波动则很大，峰谷比可能会达到10:1甚至更大[1]。
    城市燃气商业用户中还有燃气空调用户，如大型商场、宾馆、写字楼等，一般夏季是用气最高峰季节，冬季也有一个用气高峰，但略低于夏季；在日用气上，受工作时间的影响，写字楼有一定的日不均匀波动，商场、宾馆的日不均匀波动较小；从时用气情况看，宾馆一般全天24h运行，商场则在营业时间内运行，每天约运行12h左右，而写字楼则集中在上班时间，因而写字楼的用气时间与居民和餐饮用户时用气高峰有一定的错峰。
    分布式能源用户作为综合供能系统，对燃气的使用总体较为平稳，但受气温和区域用能情况影响，也会有小幅的季节性波动。
    一般工业用户用气的不均匀性主要取决于生产工艺、气候变化及轮休和节假日。平日波动较小，而在轮休和节假日波动较大。正常生产情况下，工业用户月和日用气的变化很小，或基本不变，时不均匀性则由工业用户具体的工作时间而定。
    热电厂用户的用气一般比较平稳，如果要承担夏季电力调峰和冬季供暖，则会存在夏、冬两个用气高峰季节，特别是在冬季用气高峰需要同时承担发电和供暖功能时，冬季用气高峰会非常大，且供暖部分一般还不可中断。
    公交出租车辆的月、日用气不均匀性均较小，时用气受出租车交接班和公交车营业时间影响，但总体波动不大。
    从影响全年用气量的季节用气不均匀来讲，居民用气、商业餐饮和锅炉用气变化不大，受气温影响，冬季用气量最大，春秋季次之，夏季最小；燃气空调的用气则是夏季最大，冬季稍小些，而春秋两季基本不用气；分布式能源用户、一般工业用户和公交出租车用户季节性不均匀用气较小；热电厂用户则视其否承担电力调峰和供暖而有不同的用气季节高峰。从影响管网供气能力的时不均匀性来讲，居民用气和商业餐饮用气的不均匀性非常大，其他用户则相对较均匀。
2 城市燃气的调峰
    城市燃气存在月、日、时用气不均匀性，从月不均匀性看，一般城市冬季平均用气量是夏季的2～3倍，北方冬季供暖城市甚至可以达到7～8倍或更高；从小时不均匀看，一般高峰用气量也可达到低谷用气量的2～3倍甚至更高些。上游对城市燃气的供应量是相对平衡的，尽管上游会基本满足城市燃气的月、日调峰，但时用气不均匀只能由城市燃气自己解决。城市燃气企业一般都需要建设高压管道、高压球罐及利用中压管网设施在用气低谷时储存燃气，或建设LNG站等储存燃气[2～3]，在用气高峰时向管网补气，城市燃气的调峰随时都在进行。
3 不同类型用户对燃气调峰的影响
    居民用户、商业餐饮用户对季节不均匀性的影响较小，但时用气不均匀性特别大，是产生城市燃气时高峰的主要因素。
    非供暖锅炉用户、分布式能源用户、一般工业用户、公交出租车用户的用气较为平稳，特别是分布式能源和一般工业用户，用气量大，用气稳定，自身对调峰的要求很小，当用气量足够大时，还可有效平抑城市燃气其他用户不均匀用气产生的高峰系数。
    供暖锅炉用户平时不用气，冬季则需要大量用气，是引起季节高峰的主要因素。
    燃气空调用气集中在夏季和冬季，正常情况下夏季是城市燃气用气的低谷，因此夏季窄调用气对城市燃气季节性高峰用气没有不利影响，但冬季空调用气会增加高峰用气负荷。从冬夏两季综合考虑，由于冬季空调用气量往往小于夏季空调用气量，因此燃气空调能对季节不均匀用气起到平衡作用，有助于平抑调峰系数。
    热电厂用户对燃气调峰的影响与其是否承担电力调峰和供暖有关，不承担电力调峰和供暖时，用气平稳，不会引起调峰需求；承担夏季用电高峰期的电力调峰时，能对季节不均匀用气起到平衡作用，而承担冬季供暖功能时，会明显加剧调峰要求。
4 用户发展策略
    对城市燃气不同类型用户用气特点的分析，有助于城市燃气企业合理发展用户，在保障城市基本用气需求的前提下，增加供气规模，改善城市能源结构，提高企业经济效益，促进燃气企业的持续稳定发展。
   ① 初期发展策略
城市燃气企业发展初期，用气规模小，无论是季节用气高峰还是时用气高峰，对燃气企业的供气都不会产生影响，企业面临的压力是用气量不足，此时的用户发展策略就是尽一切可能多发展用户。
   ② 长期发展策略
   当城市用气规模发展到一定程度，上游正常的供气规模不能满足高峰用气需求时，新增用户选择不当就可能会影响到整个城市的供气安全，此时应当有选择地发展用户。经营性餐饮用户时不均匀系数大，对时供气负荷占用比例大，会严重影响到城市整体的时设计供气能力；供暖锅炉用户季节性不均匀系数大，对年度供气总量有不利影响，因此，对这两类用户就应适当限制发展。用气量特别大而又没有自备气源或替代能源的大型工业用户和热电厂用户，对供气保障性要求较高，特别是热电厂用户要承担城市供暖任务时，会对城市用气带来很大的影响，应当谨慎发展。对于其他工商业用户，特别是分布式能源用户和一般工业用户(尤其是有自备气源或替代能源的用户[1])，这类用户对调峰要求低，甚至可以平抑城市调峰负荷，应当优先发展。
    ③ 初期策略与长期策略的衔接
    在城市燃气的发展过程中，为了快速提升用气量，初期发展的对象往往是经营性小餐馆、供暖锅炉等用户，燃气企业也需要这些用户来实现企业的起步和发展。但当用气量达到一定规模后，这些用户又会成为企业进一步发展的障碍。城市燃气企业有普遍服务的义务，对已经发展的用户不可能随意要求其退出，对有供气条件的用户也不可能拒绝其用气申请。因此，燃气企业在制定初期用户发展策略时，就要从发展需要出发，按长期发展需要制定用户发展策略，对不同性质的用户设立不同的开户条件和气价政策，充分利用经济手段，积极吸引优质用户。在发展初期，对经营性小餐饮用户、供暖锅炉用户等在开户费用、用气价格等方面可给予一定期限的优惠，用气总量发展到一定规模后，取消优惠措施，适当限制这类用户的发展。在制定用户发展策略时，要统筹兼顾，做到初期策略和长期策略的无缝衔接。
    ④ 大力发展调峰用户
    无论是在发展的哪个阶段，发展调峰用户始终是燃气企业用户发展的优先选择。如空调用户有一定的季节调峰作用，写字楼空调用户还有一定的小时调峰作用，应当大力发展；而在发展工业用户时，尽量发展有自备气源或替代能源的用户和可中断用户[1]，以此来支持城市燃气的调峰。
5 结合调峰发展用户的策略的意义
    发展时调峰用户，可平抑时调峰系数，在管网供气能力不变的情况下，时平均供气量得到提高，从而提高管网系统的日供气能力；发展季节调峰用户，可以平抑季节调峰系数，在上游供气能力不变的情况下，提升非高峰季节的供气量，从而提高上游年度供气总量。因此，发展调峰用户，在不增加上下游管网建设造价的情况下，可以提高管网系统的时平均供气能力和年度供气总量。
    因此，结合调峰发展用户，可以在上游供气能力和城市管网系统不变的情况下，提高燃气企业的实际供气能力和年度供气总量。一方面，使优质环保的燃气资源能得到更充分的利用，有利于改善城市大气环境，符合当前节能减排的大趋势；另一方面，在提高年度供气总量的同时，相应降低了单位燃气的建设造价和运行成本，有利于提高城市燃气企业的经济效益。
参考文献：
[1] 刘晓艳，姚安林，于培林.城市燃气调峰储气方案选择专家系统研究[J].煤气与热力，2008，28(1)：B18-B24.
[2] 韩金丽.基于开发可中断用户市场的调峰研究[J].煤气与热力，2008，28(3)：B49-B52.
[3] 叶毅邦.利用压缩天然气调峰的探讨[J].煤气与热力，2008，28(7)：B25-B26.
 
(本文作者：徐松强 嘉兴市燃气有限公司 浙江嘉兴 314033)