摘要 天然氣作為清潔能源在城市能源消費結構中所占比例越來越高,供氣安全關系到千家萬戶和國計民生,建立供氣保障指標體系和數學模型對認識供氣影響因素,提升保障措施具有重要意義。為此,從資源供應、輸配能力、市場地位、責任能力和應急管理五大方面,構建了含有l(wèi)8個評價指標的城市天然氣供應保障指標體系,并根據行業(yè)特點給出了各指標體系的定義,以評價城市能否得到足量、及時的天然氣供應。將保障指標體系應用于國內某城市,選擇層次分析法計算各項指標權重,定性與定量相結合分析可知影響其供氣安全的主要制約因素,進一步可得到提高該城市供氣保障安全的方向和措施。所建模型在分析影響城市供氣安全不利因素,增強城市供氣保障措施和安全系數上,具有一定的輔助作用。
關鍵詞?城市?天然氣供應?安全保障?指標體系?層次分析法?數學模型
城市天然氣供應安全關系到千家萬戶和國計民生,進行保障體系研究非常必要[1]。天然氣供應保障安全的內涵是指在正常工況下,目標市場能夠足量、及時、經濟地獲取天然氣;在事故工況下,政府、供應方和燃氣企業(yè)各司其職、相互配合,保障天然氣資源應急供應。天然氣供應保障體系的建立,使產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的管理保持一個統(tǒng)籌兼顧的關系,實現(xiàn)產、運、銷一體化的協(xié)調發(fā)展,以保障城市天然氣供應安全[2]。
1 天然氣供應安全保障指標體系
天然氣供應保障涉及資源[3]、輸配、市場、責任和應急5大方面,通過借鑒其他行業(yè)的經驗。[4-6],按照全面性、可行性、科學性、層次性等原則從資源供應、輸配能力、市場地位、責任能力和應急管理5個方面[7],確定了由18個指標構成天然氣供應安全保障指標體系(圖1)。
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對外依存度(C1):表示城市天然氣調入量占消費總量的比值。
氣源集中度(C2):表示天然氣氣源最大供應商供應量占消費總量的比值。
氣源保障率(C3):表示天然氣總消費量占需求總量的比值。
合同氣量比例(C4):表示合同氣量占消費總量的比值。
長輸管道(C5):表示已建和新建的長輸管道的輸氣量占需求總量的比值。
城市管網(C6):表示城市管道的配氣能力占高峰小時需求量的比值。
城市門站(C7):表示城市門站的小時接收能力占高峰小時需求量的比值。
調峰設施(C8):表示調峰設施的調峰能力與高峰時期的調峰氣量的比值。
以上各指標中,C1、C2值與供氣安全成反比,C3~C8值與供氣安全成正比,為統(tǒng)一實現(xiàn)正比關系,分別采用C1'=1-C1、C2'=1-C2替代對外依存度和氣源集中度。另外,C5~C8值要同時考慮天然氣基礎設施的運行狀態(tài)。
政策因素(C9):表示天然氣利用符合國家發(fā)展和改革委員會發(fā)布的《天然氣利用政策》的程度,按優(yōu)先類、允許類、限制類和禁止類4類用戶設計隸屬函數分別賦值。
社會因素(C10):表示城市級別和競爭力,根據城市級別的高低和《中國城市競爭力年鑒》的排名,分別賦予權重計算該值。
商業(yè)因素(C11):商業(yè)因素包括客戶的用氣水平、用氣特性、信用狀況和發(fā)展?jié)摿?個方面l0個指標。評價商業(yè)因素的具體量化計算方法,引用文獻《天然氣客戶評價指標體系與數學模型》的研究成果[8]。
地方政府(C12):表示城市的行政劃分,一般認為行政劃分越靠前,其獲得資源和組織協(xié)調的能力越強。量化計算方法可按照中國的城市行政劃分,采用內插法賦值。
上游供氣企業(yè)(C13):一般認為供應商所承擔的社會經濟責任與其實力規(guī)模成正比,量化計算方法可根據供氣企業(yè)的實力規(guī)模采用內插法賦值。
燃氣經營企業(yè)(C14):與上游供氣企業(yè)C13評價指標類似,量化計算方法可根據燃氣經營企業(yè)的實力規(guī)模采用內插法賦值。
基礎設施管理(C15):按資源供應企業(yè)和燃氣經營企業(yè)對可能發(fā)生的事故的預測預防能力,對可能存在的安全隱患的排除能力和對事故的預警能力3項指標分別做出評價,根據完善程度的不同分別賦值。
應急響應機制(C16):按政府、資源供應企業(yè)和燃氣經營企業(yè)在事故工況下,是否提前做好聯(lián)合應急響應機制預案,并在事故工況下盡快付諸實施以避免造成重大損失的能力,根據完善程度的不同分別賦值。
事故應急處理(C17):按政府、資源供應企和燃氣經營企業(yè)三方在事故工況下,對事故辨別能力、事故緊急救援能力、減輕事故損失的能力3項指標分別做出評價,根據完善程度的不同分別賦值。
自我調節(jié)能力(C18):表示目標城市可中斷用戶用氣量占總消費量的比值。C18與供應安全呈正比,C18值越大,城市的自我調節(jié)能力越強,非正常工況下所造成的影響也越小。
2 數學模型
為評價國內某城市的天然氣供應保障安全程度,借鑒其他行業(yè)的經驗
[4-6],采用層次分析法
[9](Analytical Hierarchy Process,AHP)建立數學模型。層次分析法是一種定性與定量相結合的決策分析方法,具有思路清晰、適用性廣、系統(tǒng)性強等特點,適用于多準則、多目標或無結構特征的復雜問題的決策分析。