基于灰色理论的城市燃气负荷预测摘要城市燃气负荷预测对保证城市供气的相对稳定尤为重要，为了有效地实现城市燃气调峰和管网规划以及燃气公司利益最大化，基于某北方城市的燃气历史负荷数据，根据燃气负荷变化的不确定性，采用灰色理论，借用Matlab工具箱进行建模和模型求解预测未来一段时间的燃气负荷值，实践表明只要选择合适的模型参数值，利用该方法能够有效的、准确的预测该城市未来一段时间的燃气负荷值。关键词灰色理论；城市燃气；负荷预测TU996文献标识码A1674-6708(2014)109-0130-020引言随着中亚油气管道、西南中缅油气管道和东部海上通道的投入运营以及城镇化步伐的加快，如何有效地调峰，合理的处理供气公司和天然气公司的供求关系，燃气供需达到一个平衡将是实现供气双方利益最大化和管网优化运行的关键因素之一，成为当前研究的一个重点问题。保障燃气安全、稳定、经济地运行是各城市燃气公司口常运营的主要工作。因此，着力加大城市燃气负荷预测研究以便解决能源调度运行至关重要。天然气负荷预测是基于过去某一段时间的数据和历史负荷值，在深入研究影响燃气负荷影响因素的基础上，综合数学理论方法进行分析和归纳其变化趋势和变化规律，对未来一段时间的燃气负荷预测值进行预测，以便确定燃气储存量、新旧管网更换、确定气田生产能力以及安排设备的更新和维修。---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---1国内外现状1.1国外天然气负荷预测技术目前，欧美等国家天然气的应用非常普及，对天然气负荷影响因素的分析和预测技术及模型建立己有较深入的研究，能够针性的开发出天然气负荷预测软件。对于短期负荷预测，根据灰色理论、BP神经网络、时间序列法等方法建立组合模型，已经开发发出可以实时预测的软件，并且精度保证在测量仪器水平。我国现已建成的陕京输气管道就是使用ESI公司的管道仿真系统，通过ESCADA系统融合，对管道负荷值进行预测。1.2国内天然气负荷预测技术我国天然气负荷研究起步较晚，并旦缺少系统性和品牌性成果，没有形成一个完整的系统。随着技术进步，我国能源行业以相继开展相关学科的研究工作，各个城市能源公司与各大院校科研院所联合开发相关预测分析软件，例如中国石油规划总院就开展了天然气负荷预测研究，上海市与哈尔滨工业大学联合开发的上海城市燃气负荷预测系统等。我国目前对于天然气负荷预测的研究主要采用了三类方法，即以时间序列模型法为主的统计学方法；以模糊逻辑推理和神经网络算法为主的人工智能方法和以灰色模型法为主的其他方法。但是这些研究都存在局限性，还没有系统研究建立需求预测模型，没有对燃气负荷影响因素进行过系统性和深入性的分析和论断，缺少专业的数据处理和模型分析团队，在软件平台集成和精度方面有待提高和更进一步研究。2灰色预测的建模过程---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---灰色理论是我国著名学者邓聚龙教授在1982年提出的，该理论通过分析研究影响燃气负荷值波动的影响因素和燃气负荷值的发展规律，对未来一段时间的燃气负荷值进行定量分析预测，其本质是将“随机过程”当作“灰色过程”来分析处理，将“随机变量”当作“灰变量”进行量化分析。灰色系统预测的优点先将原始数列进行一次累加，形成明显的具有指数规律的新数据，然后借用Mallab工具包用一条曲线去拟和累加生成数据，再通过控制时间序列，对拟合数据进行累减还原操作即可得到未来一段时间的燃气负荷预测值。为了提高模型实用性和预测精度，我们采用灰色模型中较经典的GM（1,1）模型建立燃气负荷预测模型，该模型的建模过程主要有以下步骤：1）对历史负荷数列进行一次累加，生成数列，其中：；2）对生成数列，建立微分方程（1）其中a,b可由最小二乘法求得：，；3）求解上述微分方程得：（2）；4）对一次累减得到初始数据序列的拟合值：（3）对公式（3）分别令t=l,2,n-1,得到原始负荷数列的拟合数列，记作：对公式（3）分别令t=n+l,n+2,...，n+k,得到原始负荷后的预测值数列，记作：灰色预测方法的优点在于改变过去那种纯粹定性描述的方法，从变化不...