摘要：介紹了燃氣供用照付不議合同執行過程中，對負荷預測和氣量預訂的要求。針對典型的商業合同條款，建立了燃氣負荷預測的經濟性評價模型，對提高預訂氣量、利用儲氣設施等風險控制方法的效果進行了量化分析，提出了降低燃氣負荷預測風險的控制策略。

關鍵詞：負荷預測；經濟性評價；照付不議；儲氣設施；風險控制

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

    隨著長距離管輸天然氣在城市燃氣行業的普遍應用和整個產業鏈的市場化，各燃氣生產、輸送、銷售和應用企業逐步成為市場中獨立運行的主體，承擔各自的經營成本和經濟風險[1～2]。對于城市燃氣運營企業，由于與上游供氣企業簽訂的是照付不議合同，就面臨著預訂氣量與實際用氣量差別造成的經濟風險。因此，對燃氣負荷預測結果進行經濟性評價，并提出相應的風險控制策略意義重大[2～3]。

2 燃氣供用的照付不議合同

    燃氣照付不議合同的實質是明確由買方承擔落實用氣市場、賣方承擔供氣能力的責任風險。合同規定了燃氣供用的合同總量、計劃氣量、最大供氣量、超提氣量、欠提氣量等諸多條款，以及這些條款對應的計量、質量、氣價、違約和仲裁條款。若買方沒有提足約定期限內的預訂氣量，對未提氣量也應支付一定氣款；對于買方要求超量提取的氣量，在不保障完全供應的情況下，還需額外加價。以日氣量為例，相關規定包括：

    ① 合同總量，即經買賣雙方協商確定，在合同有效期內，賣方向買方提供的總氣量。

    ② 日預訂氣量，即買方在合同總量的基礎上，根據用氣需求，預先在約定期限內向賣方申購的基本日用氣量。經認可后，該氣量賣方有義務供應，買方有權利提取。

    ③ 日超提氣量，即經賣方同意，日實際提取氣量超出日預訂氣量之外的氣量。

    ④ 日欠提氣量，即買方在某日實際提取的氣量少于該日預訂氣量的氣量。

    ⑤ 超提氣價，即對氣量的超提部分應支付的價格，與超提氣量有關。

    ⑥ 欠提氣價，即對氣量的欠提部分應支付的價格，與欠提氣量有關。

    燃氣負荷預測結果是簽訂和執行照付不議合同的基本依據之一。對于買方而言，若根據負荷預測結果確定的預訂氣量偏大，則白白流失氣款；若偏小，又不能滿足用氣需求，造成一定的經濟損失和社會影響。

3 燃氣負荷預測的經濟性評價

    通過經濟性評價，能更直接和有效地檢驗燃氣負荷預測的實際效果，并通過預測方法和風險控制策略的改進，降低企業的運行成本。

建立燃氣負荷預測經濟性評價模型的關鍵是氣價函數的確定。實際中的違約氣價一般采取階梯式價格方式，違約氣量越大，相應的單位氣價損失越大，具體的氣價函數一般屬于商業機密[4～5]。筆者從學術探討的角度，對預測誤差造成的經濟損失及其他損失(如對終端客戶違約造成的經濟賠償、社會影響、企業信譽損失等)均以違約氣款的形式體現。超提氣價往往高于欠提氣價[4～5]，設定的偏差率、違約氣價函數和燃氣負荷預測經濟性評價模型見式(1)～(5)。

式中ε——預訂氣量的偏差率

    Vr——日實際提取氣量，m3

    Vf——日預訂氣量(一般為負荷預測值)，m3

    當ε＞3%時，超提氣價PO和超提經濟損失LO的計算式為：

    PO=(1.2+1.5ε)P    (2)

式中PO——超提氣價，元/m3

    P——正常情況下的基準氣價，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——超提經濟損失，元

    VO——超提氣量，m3

    M——預訂氣量基準氣款，元

    當ε＜-3%時，欠提氣價PU和欠提經濟損失LU的計算式為：

    PU=0.2P    (4)

式中PU——欠提氣價，元/m3

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

式中LU——欠提經濟損失，元

    VU——欠提氣量，m3

    一般情況下，考慮到計量系統誤差、管網壓力變化和可操作性等因素，買賣雙方約定對日預訂氣量可有小幅度容許偏差，相應偏差氣量不計入違約氣量。本文取容許偏差率為3%。顯然，在某用氣水平下，超提氣量的經濟損失顯著大于欠提氣量，且隨著超提氣量的增長，經濟損失呈二次曲線增長。以基準氣款為30×104元/d為例，燃氣負荷預測誤差為15%時，超提和欠提情況下的經濟損失分別達1.9×104元/d和0.9×104元/d。可見，提高燃氣負荷預測精度具有重要的經濟意義。

    為能更準確地反映出各時間段的用氣規律和特征，將每個統計年劃分為4月1日至10月31日、11月1日至次年3月31日兩個統計區段，分別稱為當年的夏半年和冬半年[6～7]。根據燃氣負荷預測經濟性評價模型，以某城市為案例，對其2005年4月至2006年3月的燃氣負荷預測結果進行經濟性評價。假設基準氣價為1.5元/m3，得到的累計經濟損失見圖1。

    由圖1可知，2005年4月至2006年3月由燃氣負荷預測誤差導致的直接經濟損失達32.3×104元，其中冬半年的經濟損失為19.8×104元，日均損失1310元，大于夏半年的經濟損失12.5×104元和日均損失585元，這與燃氣負荷水平和預測的相對誤差有關。日最大經濟損失來自春節期間正月初六的欠提氣量，該日欠提氣量占預訂氣量的17%，損失氣款1.07×104元。

4 燃氣負荷預測的風險控制策略

    負荷預測值偏高易產生欠提經濟損失，而負荷預測值偏低易產生超提經濟損失，偏差量相同時超提經濟損失明顯大于欠提經濟損失。即相同經濟損失下，負荷預測值偏高的容許誤差大于預測值偏低的容許誤差。考慮到城市燃氣供應企業有一定的儲氣設施(包括廠站儲氣、管網儲氣等)，欠提經濟損失更容易通過合理調度進行一定程度地補救。因此，負荷預測風險控制的主要環節在于超提經濟損失的合理降低，即盡量避免預測值偏低的情況。

    ① 適度提高預訂氣量

    確定日預訂氣量時，如果在負荷預測值的基礎上增加一部分氣量作為最終預訂氣量，即通過多報計劃量降低超提損失的風險，同時對可能產生的欠提氣量，通過儲氣設施進行一定程度地儲存，可有效減少經濟損失。但此調整量不宜太大，否則可能造成欠提損失的顯著增加和企業信譽度下降，得不償失。在本案例的基礎上，計算按不同比例調整預訂氣量情況下的經濟損失，見圖2。

    由圖2可知，在負調整比例區間，隨著燃氣預測調整幅度的增加，由于超提日數和超提氣量增加，超提損失的增長速度明顯大于欠提損失的降低速度，總損失快速增加；在正調整比例區間，隨著燃氣預測調整幅度的增加，由于欠提日數和欠提氣量增加，欠提損失的增長速度大于超提損失的降低速度，總損失逐步增加。冬半年經濟損失與總經濟損失變化趨勢基本相同，夏半年經濟損失在調整比例為1.5%時最小。

    可見，在簡單調整預訂氣量的前提下，如果超提單位損失與欠提單位損失的差距不夠大，減少的超提損失無法彌補增加的欠提損失，對降低總損失所起的作用十分有限。

    ② 利用燃氣儲氣設施

    要想進一步降低負荷預測帶來的風險，必須考慮儲氣設施的建設。儲氣設施相當于燃氣供用雙方間的緩沖帶，其合理調度和使用能夠有效調節供需矛盾，降低負荷預測誤差造成的經濟風險。在欠提氣量可能發生的時段進行儲氣，增加燃氣總用氣量；在超提氣量可能發生的時段向外輸氣，增加燃氣總供氣量，減少對上游氣源的使用。根據儲氣設施的儲存情況，合理制定運行計劃和調整預訂氣量，能夠取得更好的經濟效果。

    對于本案例，假設企業的儲氣設施中，可用于日調峰的儲氣量VS為計算月平均日負荷(以18×104m3/d計算)的一定比例，則式(1)中預訂氣量的超提、欠提偏差率分別調整為：

式中εO——預訂氣量超提偏差率

    VS——儲氣設施用于日調峰的儲氣量，m3

式中εU——預訂氣量欠提偏差率

    使用儲氣設施后的燃氣負荷預測誤差造成的經濟損失見圖3。

    可見，隨著儲氣調峰能力的提高，燃氣負荷預測誤差帶來的經濟損失顯著下降，特別是儲氣能力達到月平均日負荷的5%以上時，負荷預測帶來的經濟損失可降低到2×104元以下。夏半年負荷預測的最大絕對誤差為6000m3/d，其中。在容許偏差范圍內的絕對誤差約為1500m3/d，如燃氣供應系統的日調峰能力為4500m3/d以上，完全可以避免負荷預測誤差帶來的經濟損失。冬季儲氣比例在3%以上能明顯減少經濟損失，而儲氣比例達5%以上時經濟損失改善的程度有限，此時造成經濟損失的主要原因是節假日和極端天氣用氣，此類事件發生的概率小，隨機性強，通過增加儲氣設施進行控制的經濟性顯著下降。

5 結論

    在燃氣供用照付不議合同執行過程中，針對燃氣負荷預測導致的經濟風險的主要控制策略包括：

    ① 提高燃氣負荷預測精度。通過預測和方案的改進，進一步提高燃氣負荷預測精度，是降低負荷預測經濟風險最直接、最有效和成本最低的方式。

    ② 調整預訂氣量。如果根據天氣或用戶情況，判定超提氣量的經濟風險顯著高于或低于欠提氣量，則可在負荷預測的基礎上附加一定的調整值，確定最終的日預訂氣量，以降低實際用氣負荷不確定性的風險。但這只是一種特定情況下的調節，研究表明，如果超提單位損失與欠提單位損失的差距不夠大，機械式地調整預訂氣量對降低總損失所起的作用十分有限。

    ③ 積極建設和合理使用燃氣儲氣設施。儲氣設施的建設和使用，不但能夠提高燃氣輸配系統整體的運行效率和供氣可靠性，還能有效降低負荷預測誤差造成的氣價損失，有顯著的經濟效益。在確定儲氣設施容量和實際運行中，還應考慮儲氣設施是否兼具事故應急、小時調峰功能，以及建設和運行成本等。

    ④ 合理發展協議可中斷的緩沖用戶，如可使用替代燃料的采暖或工業用戶等。在用氣緊張時，通過對此類用戶的調節，起到一定的削峰填谷作用，減少違約氣價損失。

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(本文作者：張中秀 郝天文 中國城市規劃設計研究院 北京 100037)