摘要：介绍了燃气供用照付不议合同执行过程中，对负荷预测和气量预订的要求。针对典型的商业合同条款，建立了燃气负荷预测的经济性评价模型，对提高预订气量、利用储气设施等风险控制方法的效果进行了量化分析，提出了降低燃气负荷预测风险的控制策略。

关键词：负荷预测；经济性评价；照付不议；储气设施；风险控制

Economic Assessment and Risk Control for City Gas Load Forecasting

ZHANG Zhongxiu，HAO Tianwen

Abstract：The requirements for load forecasting and gas reservation in implementation of take-or-pay gas supply contracts are introduced.An economic evaluation model for gas load forecasting is established based on the typical commercial contract clauses.The quantitative analysis is made by the effects of risk control methods including increasing gas reservation and using gas storage facilities.Some strategies for reducing gas load forecasting risk are presented.

Key words：load forecasting；economic evaluation；take-or-pay；gas storage facility；  risk control

1 概述

    随着长距离管输天然气在城市燃气行业的普遍应用和整个产业链的市场化，各燃气生产、输送、销售和应用企业逐步成为市场中独立运行的主体，承担各自的经营成本和经济风险[1～2]。对于城市燃气运营企业，由于与上游供气企业签订的是照付不议合同，就面临着预订气量与实际用气量差别造成的经济风险。因此，对燃气负荷预测结果进行经济性评价，并提出相应的风险控制策略意义重大[2～3]。

2 燃气供用的照付不议合同

    燃气照付不议合同的实质是明确由买方承担落实用气市场、卖方承担供气能力的责任风险。合同规定了燃气供用的合同总量、计划气量、最大供气量、超提气量、欠提气量等诸多条款，以及这些条款对应的计量、质量、气价、违约和仲裁条款。若买方没有提足约定期限内的预订气量，对未提气量也应支付一定气款；对于买方要求超量提取的气量，在不保障完全供应的情况下，还需额外加价。以日气量为例，相关规定包括：

    ① 合同总量，即经买卖双方协商确定，在合同有效期内，卖方向买方提供的总气量。

    ② 日预订气量，即买方在合同总量的基础上，根据用气需求，预先在约定期限内向卖方申购的基本日用气量。经认可后，该气量卖方有义务供应，买方有权利提取。

    ③ 日超提气量，即经卖方同意，日实际提取气量超出日预订气量之外的气量。

    ④ 日欠提气量，即买方在某日实际提取的气量少于该日预订气量的气量。

    ⑤ 超提气价，即对气量的超提部分应支付的价格，与超提气量有关。

    ⑥ 欠提气价，即对气量的欠提部分应支付的价格，与欠提气量有关。

    燃气负荷预测结果是签订和执行照付不议合同的基本依据之一。对于买方而言，若根据负荷预测结果确定的预订气量偏大，则白白流失气款；若偏小，又不能满足用气需求，造成一定的经济损失和社会影响。

3 燃气负荷预测的经济性评价

    通过经济性评价，能更直接和有效地检验燃气负荷预测的实际效果，并通过预测方法和风险控制策略的改进，降低企业的运行成本。

建立燃气负荷预测经济性评价模型的关键是气价函数的确定。实际中的违约气价一般采取阶梯式价格方式，违约气量越大，相应的单位气价损失越大，具体的气价函数一般属于商业机密[4～5]。笔者从学术探讨的角度，对预测误差造成的经济损失及其他损失(如对终端客户违约造成的经济赔偿、社会影响、企业信誉损失等)均以违约气款的形式体现。超提气价往往高于欠提气价[4～5]，设定的偏差率、违约气价函数和燃气负荷预测经济性评价模型见式(1)～(5)。

式中ε——预订气量的偏差率

    Vr——日实际提取气量，m3

    Vf——日预订气量(一般为负荷预测值)，m3

    当ε＞3%时，超提气价PO和超提经济损失LO的计算式为：

    PO=(1.2+1.5ε)P    (2)

式中PO——超提气价，元/m3

    P——正常情况下的基准气价，元/m3

    LO=(P0-P)%=(0.2+1.5ε)P(Vr-Vf)=(0.2ε+1.5ε2)PK=(0.2ε+1.5ε2)M  (3)

式中LO——超提经济损失，元

    VO——超提气量，m3

    M——预订气量基准气款，元

    当ε＜-3%时，欠提气价PU和欠提经济损失LU的计算式为：

    PU=0.2P    (4)

式中PU——欠提气价，元/m3

    LU=PUVU=0.2P(Vf-Vf)=-0.2εPVf=-0.2εM    (5)

式中LU——欠提经济损失，元

    VU——欠提气量，m3

    一般情况下，考虑到计量系统误差、管网压力变化和可操作性等因素，买卖双方约定对日预订气量可有小幅度容许偏差，相应偏差气量不计入违约气量。本文取容许偏差率为3%。显然，在某用气水平下，超提气量的经济损失显著大于欠提气量，且随着超提气量的增长，经济损失呈二次曲线增长。以基准气款为30×104元/d为例，燃气负荷预测误差为15%时，超提和欠提情况下的经济损失分别达1.9×104元/d和0.9×104元/d。可见，提高燃气负荷预测精度具有重要的经济意义。

    为能更准确地反映出各时间段的用气规律和特征，将每个统计年划分为4月1日至10月31日、11月1日至次年3月31日两个统计区段，分别称为当年的夏半年和冬半年[6～7]。根据燃气负荷预测经济性评价模型，以某城市为案例，对其2005年4月至2006年3月的燃气负荷预测结果进行经济性评价。假设基准气价为1.5元/m3，得到的累计经济损失见图1。

    由图1可知，2005年4月至2006年3月由燃气负荷预测误差导致的直接经济损失达32.3×104元，其中冬半年的经济损失为19.8×104元，日均损失1310元，大于夏半年的经济损失12.5×104元和日均损失585元，这与燃气负荷水平和预测的相对误差有关。日最大经济损失来自春节期间正月初六的欠提气量，该日欠提气量占预订气量的17%，损失气款1.07×104元。

4 燃气负荷预测的风险控制策略

    负荷预测值偏高易产生欠提经济损失，而负荷预测值偏低易产生超提经济损失，偏差量相同时超提经济损失明显大于欠提经济损失。即相同经济损失下，负荷预测值偏高的容许误差大于预测值偏低的容许误差。考虑到城市燃气供应企业有一定的储气设施(包括厂站储气、管网储气等)，欠提经济损失更容易通过合理调度进行一定程度地补救。因此，负荷预测风险控制的主要环节在于超提经济损失的合理降低，即尽量避免预测值偏低的情况。

    ① 适度提高预订气量

    确定日预订气量时，如果在负荷预测值的基础上增加一部分气量作为最终预订气量，即通过多报计划量降低超提损失的风险，同时对可能产生的欠提气量，通过储气设施进行一定程度地储存，可有效减少经济损失。但此调整量不宜太大，否则可能造成欠提损失的显著增加和企业信誉度下降，得不偿失。在本案例的基础上，计算按不同比例调整预订气量情况下的经济损失，见图2。

    由图2可知，在负调整比例区间，随着燃气预测调整幅度的增加，由于超提日数和超提气量增加，超提损失的增长速度明显大于欠提损失的降低速度，总损失快速增加；在正调整比例区间，随着燃气预测调整幅度的增加，由于欠提日数和欠提气量增加，欠提损失的增长速度大于超提损失的降低速度，总损失逐步增加。冬半年经济损失与总经济损失变化趋势基本相同，夏半年经济损失在调整比例为1.5%时最小。

    可见，在简单调整预订气量的前提下，如果超提单位损失与欠提单位损失的差距不够大，减少的超提损失无法弥补增加的欠提损失，对降低总损失所起的作用十分有限。

    ② 利用燃气储气设施

    要想进一步降低负荷预测带来的风险，必须考虑储气设施的建设。储气设施相当于燃气供用双方间的缓冲带，其合理调度和使用能够有效调节供需矛盾，降低负荷预测误差造成的经济风险。在欠提气量可能发生的时段进行储气，增加燃气总用气量；在超提气量可能发生的时段向外输气，增加燃气总供气量，减少对上游气源的使用。根据储气设施的储存情况，合理制定运行计划和调整预订气量，能够取得更好的经济效果。

    对于本案例，假设企业的储气设施中，可用于日调峰的储气量VS为计算月平均日负荷(以18×104m3/d计算)的一定比例，则式(1)中预订气量的超提、欠提偏差率分别调整为：

式中εO——预订气量超提偏差率

    VS——储气设施用于日调峰的储气量，m3

式中εU——预订气量欠提偏差率

    使用储气设施后的燃气负荷预测误差造成的经济损失见图3。

    可见，随着储气调峰能力的提高，燃气负荷预测误差带来的经济损失显著下降，特别是储气能力达到月平均日负荷的5%以上时，负荷预测带来的经济损失可降低到2×104元以下。夏半年负荷预测的最大绝对误差为6000m3/d，其中。在容许偏差范围内的绝对误差约为1500m3/d，如燃气供应系统的日调峰能力为4500m3/d以上，完全可以避免负荷预测误差带来的经济损失。冬季储气比例在3%以上能明显减少经济损失，而储气比例达5%以上时经济损失改善的程度有限，此时造成经济损失的主要原因是节假日和极端天气用气，此类事件发生的概率小，随机性强，通过增加储气设施进行控制的经济性显著下降。

5 结论

    在燃气供用照付不议合同执行过程中，针对燃气负荷预测导致的经济风险的主要控制策略包括：

    ① 提高燃气负荷预测精度。通过预测和方案的改进，进一步提高燃气负荷预测精度，是降低负荷预测经济风险最直接、最有效和成本最低的方式。

    ② 调整预订气量。如果根据天气或用户情况，判定超提气量的经济风险显著高于或低于欠提气量，则可在负荷预测的基础上附加一定的调整值，确定最终的日预订气量，以降低实际用气负荷不确定性的风险。但这只是一种特定情况下的调节，研究表明，如果超提单位损失与欠提单位损失的差距不够大，机械式地调整预订气量对降低总损失所起的作用十分有限。

    ③ 积极建设和合理使用燃气储气设施。储气设施的建设和使用，不但能够提高燃气输配系统整体的运行效率和供气可靠性，还能有效降低负荷预测误差造成的气价损失，有显著的经济效益。在确定储气设施容量和实际运行中，还应考虑储气设施是否兼具事故应急、小时调峰功能，以及建设和运行成本等。

    ④ 合理发展协议可中断的缓冲用户，如可使用替代燃料的采暖或工业用户等。在用气紧张时，通过对此类用户的调节，起到一定的削峰填谷作用，减少违约气价损失。

参考文献：

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[6] 中国城市燃气协会秘书处.建议开展城市天然气用气负荷指标及用气规律统计研究工作的意见[J].城市燃气，2004，13(4)：4-6.

[7] 张中秀，周伟国，潘艳，等.气象因素对城市燃气日用气量的影响[J].建筑热能通风空调，2008，27(4)：93-96.

(本文作者：张中秀 郝天文 中国城市规划设计研究院 北京 100037)