北京燃?xì)饧瘓F(tuán)

北京燃?xì)饧瘓F(tuán)擁有66年的歷史，始終堅(jiān)持“立足北京、內(nèi)外并舉；專(zhuān)注能源、上下延伸”的企業(yè)戰(zhàn)略，負(fù)責(zé)北京市天然氣的投資、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、管理，同時(shí)拓展京外城市燃?xì)忭?xiàng)目、參與上游資源開(kāi)發(fā)、長(zhǎng)輸管線(xiàn)及儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)運(yùn)營(yíng)，發(fā)展下游分布式能源、車(chē)用氣等業(yè)務(wù)，是覆蓋燃?xì)馊a(chǎn)業(yè)鏈的能源企業(yè)。

2  案例背景

北京燃?xì)饧瘓F(tuán)從對(duì)需求側(cè)用戶(hù)用氣行為的捕獲與量化出發(fā)，構(gòu)建短周期及中長(zhǎng)周期時(shí)間維度的城市用氣預(yù)測(cè)模型，進(jìn)而搭建“預(yù)測(cè)體系知識(shí)庫(kù)”，完成處理、分析、模型、預(yù)測(cè)等過(guò)程中各類(lèi)影響因素及天然氣需求量“基準(zhǔn)年”的可解釋性工作，有效提高需求預(yù)測(cè)精確度。進(jìn)而以此為基礎(chǔ)，推動(dòng)資源平衡和氣量管理業(yè)務(wù)的信息化建設(shè)，完成多資源組合供應(yīng)下供需兩側(cè)的有序銜接和精細(xì)化匹配管理目標(biāo)，是實(shí)現(xiàn)“安全+經(jīng)濟(jì)”保供目標(biāo)的有效實(shí)踐。

圖1 需求預(yù)測(cè)過(guò)程“智慧化”示意圖

一是，突出智慧智能化和技術(shù)先進(jìn)性，基于預(yù)測(cè)理論創(chuàng)新提升天然氣需求預(yù)測(cè)全過(guò)程、全要素管理。通過(guò)“特征感知-特征篩選-知識(shí)庫(kù)（特征列表）-模型方法-預(yù)測(cè)結(jié)果”的路徑，結(jié)合GRU循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、相似日匹配等數(shù)據(jù)分析方法，對(duì)氣溫、周末/節(jié)假日、寒潮/升溫、新發(fā)展類(lèi)型等預(yù)測(cè)全要素特征將進(jìn)行感知與篩選，實(shí)現(xiàn)各類(lèi)用戶(hù)用氣行為的捕獲與量化；利用“預(yù)測(cè)體系知識(shí)庫(kù)”中電廠與各類(lèi)城市用戶(hù)4大類(lèi)20小類(lèi)特征影響因素、極端天氣及節(jié)假日等6大類(lèi)規(guī)則/系數(shù)特的分析與提取，通過(guò)短周期和中長(zhǎng)周期城市用氣預(yù)測(cè)模型完成基準(zhǔn)要素量化，進(jìn)而在平衡供需的各類(lèi)因素影響量評(píng)估量化-熱值影響修正-整體需求預(yù)測(cè)-資源規(guī)劃與匹配全過(guò)程管理中減少人工干預(yù)，突出氣量預(yù)測(cè)過(guò)程的“智慧性”、“可追溯性和“可評(píng)估性”。

圖2 負(fù)荷預(yù)測(cè)管理體系示意圖

圖3 “預(yù)測(cè)體系知識(shí)庫(kù)”示意圖

二是，著重行業(yè)引領(lǐng)和普適性應(yīng)用，對(duì)現(xiàn)有需求預(yù)測(cè)和資源管理業(yè)務(wù)流程進(jìn)行深度梳理和優(yōu)化，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)信息化和平臺(tái)化。通過(guò)開(kāi)展城市燃?xì)舛噘Y源規(guī)劃及配置、用戶(hù)用氣行為感知預(yù)測(cè)體系等研究，持續(xù)深化“基準(zhǔn)年”理論創(chuàng)新成果，并以此為基礎(chǔ)在城燃企業(yè)中率先布局資源平衡和氣量管理業(yè)務(wù)的信息化建設(shè)，從資源供應(yīng)，到配氣環(huán)節(jié)，一直延伸到銷(xiāo)售用氣側(cè)，分階段、分步驟布局資源規(guī)劃、資源配置、結(jié)算管理、統(tǒng)計(jì)分析等功能模塊，構(gòu)建城燃企業(yè)可供氣源優(yōu)化調(diào)度、購(gòu)銷(xiāo)合同風(fēng)險(xiǎn)防控、需求側(cè)管理優(yōu)化的管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)過(guò)程的可解釋性、多種資源池的有序供應(yīng)以及供需平衡的最優(yōu)化管理，對(duì)當(dāng)前各級(jí)城燃企業(yè)處置提升預(yù)測(cè)精度、實(shí)現(xiàn)供需平衡、控制購(gòu)氣成本、保障供應(yīng)安全等多方面的共性挑戰(zhàn)具有普適性與啟發(fā)性。

圖4 北京燃?xì)赓Y源平衡和氣量管理系統(tǒng)示意圖

三是，打造應(yīng)用創(chuàng)新性，建立全市以熱電廠為中心的氣熱電協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)保障機(jī)制。通過(guò)整理應(yīng)用北京市熱電氣企業(yè)機(jī)組設(shè)計(jì)性能及運(yùn)行參數(shù)，并分析北京燃?xì)饧瘓F(tuán)、中石油、國(guó)家管網(wǎng)現(xiàn)有天然氣保供方式及政策，以及電力、熱力調(diào)度策略等，建立以熱電廠為中心的氣熱電運(yùn)行效益分析模型，開(kāi)展以電力、熱力需求為基礎(chǔ)的熱電廠天然氣需求特性研究；進(jìn)而以信息化技術(shù)管理手段為基礎(chǔ)，以協(xié)同管理模式為核心理念，建立統(tǒng)一的城市熱電氣聯(lián)調(diào)聯(lián)供的能源協(xié)同管理技術(shù)平臺(tái)；最后，基于現(xiàn)行熱電氣聯(lián)合調(diào)度機(jī)制，開(kāi)展北京市電氣熱運(yùn)行保障支撐政策研究，促使能源企業(yè)在保障供應(yīng)安全同時(shí)，主動(dòng)降低能耗，從而促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈健康發(fā)展，提升氣熱電運(yùn)行保障韌性。

1  應(yīng)用場(chǎng)景

一是，有效應(yīng)對(duì)需求預(yù)測(cè)過(guò)程中的多因素融合影響，提升預(yù)測(cè)精準(zhǔn)度。通過(guò)提升需求預(yù)測(cè)全過(guò)程、全要素的可解釋性，并完善上中下游企業(yè)在計(jì)劃管理、調(diào)度運(yùn)行、應(yīng)急保障等領(lǐng)域協(xié)同機(jī)制，從而提升全市氣熱電聯(lián)調(diào)聯(lián)供協(xié)同效果，有效應(yīng)對(duì)極端天氣變化、沼氣/綠電等新能源替代利用過(guò)程中引發(fā)的城市需求負(fù)荷變化、電廠發(fā)電用量增減等不穩(wěn)定性干擾，有效提升需求分析及預(yù)測(cè)精度。

2  示范效應(yīng)

1  應(yīng)用成果及經(jīng)濟(jì)/社會(huì)效益方面

基于運(yùn)營(yíng)調(diào)度精細(xì)化管理水平的進(jìn)步，從資源供應(yīng)到配氣環(huán)節(jié)，一直延伸到銷(xiāo)售用氣側(cè)，協(xié)助北京燃?xì)饧瘓F(tuán)調(diào)度運(yùn)行人員更好的適應(yīng)新的供需形勢(shì)，提高天然氣計(jì)劃平衡管理的響應(yīng)速度，實(shí)現(xiàn)供需平衡控制、用戶(hù)服務(wù)、購(gòu)氣成本控制、供應(yīng)安全保障等多方面的關(guān)鍵業(yè)務(wù)管理能力的提升。

一是，天然氣資源優(yōu)化配置的能力得到提升。氣源調(diào)度方案編制、發(fā)布以及監(jiān)控功能可以輔助調(diào)度人員充分把握保障首都供氣安全和管網(wǎng)公平開(kāi)放后的可自主調(diào)配氣源供應(yīng)等有利因素，符合北京市實(shí)際情況的氣源調(diào)配的基本原則和可行性流程，在商務(wù)談判、技術(shù)條款確定合理準(zhǔn)確的規(guī)則，把控“偏差結(jié)算”罰則、“合同外氣量”價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)，保障北京市天然氣供應(yīng)安全。匯總近五年氣量數(shù)據(jù)，合同約定氣量完成率由95%升至97-100%，調(diào)峰保障成本控制在年度購(gòu)氣成本的2%內(nèi)，有效實(shí)現(xiàn)了“安全+經(jīng)濟(jì)”的保供目標(biāo)。

二是，上中下游調(diào)度計(jì)劃管理能力得到完善。基于模型預(yù)測(cè)綜合考慮下游用戶(hù)和上游資源多元條件，建立以需定供模式下的計(jì)劃管理體系，并開(kāi)發(fā)計(jì)劃管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集團(tuán)天然氣負(fù)荷預(yù)測(cè)和計(jì)劃管理工作全面高效的電子化、信息化管理的同時(shí)，推進(jìn)預(yù)測(cè)氣量精準(zhǔn)、時(shí)間分辨率精細(xì)，更加精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)天然氣年、月、周、日計(jì)劃，為合同簽訂、資源調(diào)配、管網(wǎng)調(diào)度提供重要決策依據(jù)。

三是，多維度嚴(yán)控預(yù)測(cè)精度，保障平穩(wěn)供氣。在合理測(cè)算增量氣的同時(shí)，規(guī)范存量氣預(yù)測(cè)流程，嚴(yán)肅大用戶(hù)計(jì)劃對(duì)接、高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)控規(guī)律性用戶(hù)預(yù)測(cè)精度，實(shí)現(xiàn)與華北電網(wǎng)、北京電力雙通道、多頻次對(duì)接，及時(shí)掌握燃?xì)怆姀S日常調(diào)峰、應(yīng)急調(diào)峰及為新能源消納讓道對(duì)天然氣需求的影響量，合理安排合同內(nèi)、外氣量，在全市整體需求逐年攀升的環(huán)境下，供需整體平穩(wěn)。近年來(lái)，北京燃?xì)饧瘓F(tuán)周/日預(yù)測(cè)精度超過(guò)95%，預(yù)測(cè)手段及精度實(shí)現(xiàn)穩(wěn)步提升。

2  獲獎(jiǎng)情況

（1）第三十六屆北京市企業(yè)管理現(xiàn)代化創(chuàng)新成果一等獎(jiǎng)

（2）第18屆北京發(fā)明創(chuàng)新大賽銀獎(jiǎng)