供需平衡輔助決策工具

1、 供需平衡輔助決策工具介紹胡嶸運(yùn)行管理部1.前言上海燃?xì)庑袠I(yè)長(zhǎng)久以來供需平衡工作主要依靠人工經(jīng)驗(yàn)判斷，所使用的計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算工具多為Excel軟件等。在當(dāng)前多氣源、大輸送量的主干網(wǎng)輸氣現(xiàn)狀下，供需平衡工作完全依賴原有方式，不僅給調(diào)度人員造成極大的精神壓力負(fù)擔(dān)，而且其無法給出準(zhǔn)確的定量預(yù)測(cè)分析，在應(yīng)對(duì)可見的計(jì)劃外變化時(shí)計(jì)算過程繁瑣、分析工作量大且效率低下。因此，為調(diào)度人員提供標(biāo)準(zhǔn)的、科學(xué)的快速分析方式，為其提供較為準(zhǔn)確的輔助決策工具勢(shì)在必行。供需平衡輔助決策工具自2013年2月至今，近半年的運(yùn)行，充分體現(xiàn)了在依靠該工具后，決策優(yōu)化對(duì)供需平衡工作帶來的便利以及較原決策過程的優(yōu)勢(shì)。2.供需平衡輔助決

2、策工具介紹供需平衡輔助決策工具建立的初衷是為了解決以下問題：分析上游氣源供應(yīng)變化對(duì)主干網(wǎng)運(yùn)行情況（壓力監(jiān)控點(diǎn)壓力值）的影響;分析下游用戶需求變化對(duì)主干網(wǎng)運(yùn)行情況（壓力監(jiān)控點(diǎn)壓力值）的影響;制定有效的供需平衡措施，保障主干網(wǎng)正常運(yùn)行。供需平衡輔助決策工具在編制過程中通過實(shí)現(xiàn)以下功能來解決上述問題：實(shí)現(xiàn)較為準(zhǔn)確的全市供需平衡趨勢(shì)線，趨勢(shì)變化可以跟蹤實(shí)際情況；提供全市銷售用戶日負(fù)荷預(yù)報(bào)，可用作公司周和月度供需平衡計(jì)劃的制定的參考；實(shí)現(xiàn)對(duì)短時(shí)主干網(wǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行快速分析，便于調(diào)度中心對(duì)供需平衡措施進(jìn)行設(shè)計(jì)、修改和評(píng)估，更為有效地應(yīng)對(duì)供需平衡突發(fā)情況，為主干網(wǎng)的運(yùn)行增加了安全系數(shù)。上述功能分解在工具的三個(gè)

3、界面及界面功能中。2.1操作界面及其功能2.1.1界面一全市銷售日和小時(shí)用量預(yù)測(cè)計(jì)算程序該界面如下圖所示：全市銷售日和小時(shí)用量預(yù)測(cè)計(jì)算程序日期最.高溫度最低溫度夭氣I日歷計(jì)超舒適疫全市韓售（萬立方米保存2013-05-21322083686.9472實(shí)際值I|2013-5-22二|282180673預(yù)測(cè)值|I分析&預(yù)測(cè)I2013-05-23242178656預(yù)測(cè)值|I短期預(yù)測(cè)I2013-05-24II21II*80636預(yù)測(cè)值報(bào)吿導(dǎo)出110013009700彳kooJf19oJ”E5CubicmX300為00|風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)歷史最大值1241HourLoad5Q607080的；嘰90Jr/*loo3

4、02011(素120I。(E4CubicM眾口30歷史最大值79.4645全市銷售用量預(yù)測(cè)（萬立方米206咽她渥te畑同期全市銷售用量（萬立方米78777675典昭.74r3一*仝市絹您量日用量歷史數(shù)據(jù)分析結(jié)果起始日期2012-04-29裁1E日期2013-06-03均方恨溟整17.808判定系數(shù)0.9936因變量血值754.101絕對(duì)偏羞3%85.405%絕對(duì)偏5%95.946%最大絕對(duì)偏差8.937%最小絕對(duì)偏差0.011%平均絕對(duì)偏差1.718%曼大絕對(duì)備差值79.772建小絕對(duì)偏荃值0.065平均絕對(duì)偏羞值12.860小用量歷史數(shù)據(jù)分析結(jié)果起始日期2012-03-30裁it日期2013

5、-05-04國(guó)大絕對(duì)偏差值6.1664最小絕對(duì)偏差值0.0000平旳絕對(duì)偏差值0.5356站點(diǎn)列表|小時(shí)預(yù)測(cè)|供需平衝|0小時(shí)預(yù)測(cè)略|埶上鄰嵋菽&艮電農(nóng)戦氣鑽用戶;5朿同乂&氏代的矣妣十巾徵用戶彳5；5朮間PFH3raC.StJ%ISMDLrMBlMdndJCIS21xK斗甜|%幀I上卿的區(qū)、朋氣用戶石廉冋氣&空化的天雄人吿“笑乞用戶4、er；5*Fi3HU畏空化矣財(cái)SHDLH氏巾1也毋22皿(來也侗氏)喇尷耀宦厶、芒嘲u11-1匚iTJ1jhk-:iiiii丨ii100:0006:0012:0018:0000:0006:0012:0018:0000:0005/22時(shí)間05/23今日擬合680

6、明日擬含67706:0006/24小時(shí)溫度預(yù)測(cè)值（攝氏度）(祕(mì)出腿)本假序申未&說陰的用旻單位均為萬立方米程序制作幵發(fā)：運(yùn)行管理郛胡粽版本號(hào)：20130131B)SHDLFB圖1全市銷售日和小時(shí)用量預(yù)測(cè)計(jì)算程序（主界面）該界面的功能包括：輸入日期、最高溫度、最低溫度、天氣、日歷以及第一天的全市銷售日用量（例如2013-2-24的全市銷售日用量993.3482萬立方米）；輸出后三天的全市銷售日用量，并以圖形方式顯示這四天的全市銷售用量及去年同期四天的數(shù)據(jù)；導(dǎo)入昨日和當(dāng)前DMS小時(shí)報(bào)表數(shù)據(jù)，計(jì)算自當(dāng)前日0時(shí)至后日6時(shí)（例如2013-2-250時(shí)至2013-2-276時(shí)）的全市銷售用戶小時(shí)用量和全市

7、小時(shí)溫度數(shù)據(jù)，同時(shí)根據(jù)已發(fā)生數(shù)據(jù)修正預(yù)測(cè)結(jié)果；將全市銷售用戶日用量預(yù)測(cè)結(jié)果生成Word文檔保存；將全市銷售用戶小時(shí)用量預(yù)測(cè)結(jié)果生成Excel文檔保存；提供對(duì)銷售用戶用量可能對(duì)主干網(wǎng)供需平衡影響的初步風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估結(jié)果（包括：正常、低風(fēng)險(xiǎn)和高風(fēng)險(xiǎn)三個(gè)等級(jí)）；以碼表形式顯示歷史數(shù)據(jù)最大值、最小值和當(dāng)前預(yù)測(cè)值（日用量和小時(shí)用量）。2.1.2界面二全市小時(shí)用量供需平衡計(jì)算程序該界面如下圖所示：數(shù)據(jù)保存報(bào)告生成縮放趨勢(shì)復(fù)制壓力監(jiān)控全市小時(shí)用量供需衡計(jì)算程序喇地萍te厶、祀畑時(shí)間00:0006:0012:0018:0000:0006:0012:0018:0000:00HRnn05/22時(shí)間05/2305/2

8、4胸旺Z1旺400:0006:0012:0018:0000:0006:0012:0018:0000:0006:00翌fcwrp處12:0035/2306:005/247395122111墨fc厶sMre00:00計(jì)箕參數(shù)西氣一期洋山LNG西氣二期川氣SPC&LNG全市銷售大用戶燃機(jī)06:0012:0018:0000:0006:0012:00上限下限今日擬合明日擬合計(jì)冀參數(shù)上限3480816802981023469114414881658氣源合計(jì)需求合計(jì)102104*IWM*咽sfe厶、r-_fW秋石zONUds18:0000:0006:00下限今日擬含明日擬合43175018414518261

9、823.99-7618供需缺口6.0MPa容壓力監(jiān)控點(diǎn)上限下限當(dāng)前0時(shí)回壓力紐偏白鶴首站4.663.574522.62-統(tǒng)計(jì)管輸差I(lǐng)04.41551564臨捲首站4.984.074.86594602本程序申未及說陰的用曼單位均為萬立方米棍序制作開發(fā)：運(yùn)行管理都胡燈版本號(hào)：20130522B圖2全市小時(shí)用量供需平衡計(jì)算程序（主界面）注：圖2中趨勢(shì)線（九條）由左至右、由上至下分別是全市銷售小時(shí)用量趨勢(shì)西氣一期小時(shí)供量趨勢(shì)、大用戶小時(shí)用量趨勢(shì)、洋山小時(shí)供量趨勢(shì)、燃機(jī)小時(shí)用量趨勢(shì)、西氣二期小時(shí)供量趨勢(shì)全市小時(shí)供需趨勢(shì)川氣小時(shí)供量趨勢(shì)、SPC和LNG小時(shí)供量趨勢(shì)。該界面功能包括：顯示全市銷售用戶（當(dāng)前0

10、時(shí)至后天6時(shí)，共55個(gè)小時(shí)，下同）實(shí)際發(fā)生量和預(yù)測(cè)量；顯示大用戶（化工、摻混、寶鋼）實(shí)際發(fā)生量和預(yù)測(cè)量；顯示燃機(jī)用戶實(shí)際發(fā)生量和預(yù)測(cè)量；顯示西氣一期氣源實(shí)際發(fā)生量和預(yù)測(cè)量；顯示洋山氣源實(shí)際發(fā)生量和預(yù)測(cè)量；顯示西氣二期氣源實(shí)際發(fā)生量和預(yù)測(cè)量；顯示川氣氣源實(shí)際發(fā)生量和預(yù)測(cè)量；合并顯示SPC和五號(hào)溝LNG站氣氣源實(shí)際發(fā)生量和預(yù)測(cè)量；提供西氣一期、洋山、西氣二期、川氣、SPC和五號(hào)溝LNG站小時(shí)供應(yīng)量手工繪點(diǎn)功能，繪點(diǎn)功能中包含內(nèi)插值計(jì)算功能，下同；提供大用戶和燃機(jī)用戶小時(shí)用量手工繪點(diǎn)功能；自動(dòng)統(tǒng)計(jì)并顯示各氣源和銷售、大用戶、燃機(jī)用戶的小時(shí)量上下限（最值加減5并圓整）、今日和明日合計(jì)量，壓力監(jiān)控點(diǎn)當(dāng)前

11、0時(shí)壓力和55個(gè)小時(shí)的壓力最大值和最低值；自動(dòng)生成全市小時(shí)供需趨勢(shì)線（包括實(shí)際發(fā)生量和預(yù)測(cè)量），自動(dòng)統(tǒng)計(jì)并顯示氣源和需求小時(shí)量上下限值、今日和明日合計(jì)量；將全市小時(shí)供需平衡結(jié)果生成Word文檔保存；將全市小時(shí)供需平衡數(shù)據(jù)生成Excel文檔保存；提供界面圖形縮放功能；提供對(duì)前一日的氣源、大用戶和燃機(jī)用氣趨勢(shì)復(fù)制功能；對(duì)由供需平衡結(jié)果造成的6.0MPa管網(wǎng)壓力監(jiān)控點(diǎn)預(yù)測(cè)壓力值自動(dòng)進(jìn)行偏差校正。2.1.3界面三主干網(wǎng)6.0MPa管道壓力模擬顯示界面該界面如下圖所示：12:0005/2306:0005/24壓力盟控點(diǎn).日期建高壓力最低壓力早Ei時(shí)壓力枚日E時(shí)壓力壓力監(jiān)控點(diǎn)臨港首站日期2013-05-2

12、2層高壓力4.94層低壓力4.41早6時(shí)壓力次日B時(shí)壓力?SHLFHBPressure數(shù)據(jù)孰敎據(jù)刷新選項(xiàng)壓皆駅2013-05-234.644.13.4.134.19白鶴首站2013-05-22圖3主干網(wǎng)6.0MPa管道壓力模擬顯示界面（輔助界面）(WM-R田咂擷翳4.984.414.414.542013-05-234.584.07本住序申未心說明的壓力Sfc均jMPa很序制柞幵發(fā)：運(yùn)行曽理酣胡罐版本號(hào)：20130515B該界面功能包括：顯示兩個(gè)壓力監(jiān)控點(diǎn)（當(dāng)前0時(shí)至后天6時(shí)，共55個(gè)小時(shí)）的壓力，其中包括已發(fā)生的壓力和根據(jù)短期供需平衡計(jì)算程序預(yù)測(cè)的壓力值；提供6.0MPa管網(wǎng)壓力監(jiān)控點(diǎn)預(yù)測(cè)壓力

13、值偏差校正前后壓力數(shù)據(jù)顯示；提供壓力監(jiān)控點(diǎn)早6時(shí)和次日6時(shí)的壓力值人工干預(yù)功能。2.2適用范圍該工具適用于主干網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)期，主干網(wǎng)管線檢、維修期間可造成偏差增加。且該工具在每天連續(xù)使用時(shí)，所需的人工操作工作量最低。2.3計(jì)算偏差2.3.1全市銷售日負(fù)荷預(yù)測(cè)（當(dāng)天）偏差根據(jù)2013年38月共138天（不連續(xù)）統(tǒng)計(jì)結(jié)果，全市銷售用戶，包括市區(qū)銷售和郊區(qū)銷售，當(dāng)天日負(fù)荷初次預(yù)測(cè)絕對(duì)偏差小于3%的為100天，達(dá)標(biāo)率72.5%；小于5%的為134天，達(dá)標(biāo)率為97.1%。大于3%的偏差主要出現(xiàn)于氣溫大幅度變化、法定節(jié)日前后以及下游用戶發(fā)展。由于天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的偏差，因此對(duì)氣溫因素更為敏感的銷售用戶次日日負(fù)

14、荷預(yù)測(cè)偏差較當(dāng)天日負(fù)荷預(yù)測(cè)偏差大。另，軟件采用小時(shí)跟蹤模式來更新全市銷售負(fù)荷預(yù)測(cè)值，在初次預(yù)測(cè)之后，隨著更新次數(shù)的增加，全市銷售用戶日、小時(shí)負(fù)荷預(yù)測(cè)值精度隨之提高，通常在當(dāng)日16時(shí)可給出高精度（絕對(duì)偏差小于3%）的預(yù)測(cè)值。2.3.2主干網(wǎng)壓力監(jiān)控點(diǎn)預(yù)測(cè)壓力值偏差根據(jù)2013年58月共75天（不連續(xù)）統(tǒng)計(jì)結(jié)果，主干網(wǎng)壓力監(jiān)控點(diǎn)（白鶴首站出站壓力）24小時(shí)預(yù)測(cè)壓力值（共1800小時(shí)）絕對(duì)偏差小于0.2MPa的達(dá)標(biāo)率為95.4%。影響預(yù)測(cè)壓力值的因素主要包括，白鶴首站小時(shí)輸送量的大幅變化、通訊中斷導(dǎo)致壓力監(jiān)控點(diǎn)歷史小時(shí)壓力和流量數(shù)據(jù)失準(zhǔn)。3.輔助決策的現(xiàn)實(shí)意義該輔助決策工具的現(xiàn)實(shí)意義在于，通過建立并

15、跟蹤主干網(wǎng)實(shí)時(shí)供需平衡趨勢(shì)線，將供需平衡情況轉(zhuǎn)化為關(guān)鍵壓力監(jiān)控點(diǎn)壓力變化趨勢(shì)，一旦供需平衡計(jì)劃發(fā)生變化或者存在缺陷，該工具可以圖形形式直接反映給調(diào)度人員，調(diào)度人員通過快速修改供需計(jì)劃趨勢(shì)線，而非修改具體數(shù)據(jù)，即可調(diào)整供需計(jì)劃并同時(shí)評(píng)估新計(jì)劃的可行性。因此在使用輔助決策工具后，調(diào)度人員對(duì)主干網(wǎng)供需平衡情況變化的了解是主動(dòng)式的，通過干預(yù)和調(diào)整計(jì)劃，可以避免不利運(yùn)行工況的出現(xiàn)，進(jìn)而優(yōu)化主干網(wǎng)的運(yùn)行狀況。4.改進(jìn)和擴(kuò)展該工具在使用過程中尚有需要改進(jìn)及可供擴(kuò)展之處，主要包括：需要建立發(fā)布平臺(tái)，將供需平衡變化和計(jì)劃運(yùn)行結(jié)果動(dòng)態(tài)發(fā)布，以滿足相關(guān)部門和專業(yè)人員的需要；可以縮短供需方數(shù)據(jù)的更新周期，以便更快地響應(yīng)計(jì)劃實(shí)施的變化；操作界面優(yōu)化，以減少界面數(shù)量；建立更多的主干網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，以體現(xiàn)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)情況。鑒于該輔助工具自身就是一個(gè)模擬器，因此也可以作為調(diào)度