摘要：介紹了燃?xì)夤┯谜崭恫蛔h合同執(zhí)行過程中，對負(fù)荷預(yù)測和氣量預(yù)訂的要求。針對典型的商業(yè)合同條款，建立了燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測的經(jīng)濟(jì)性評價(jià)模型，對提高預(yù)訂氣量、利用儲氣設(shè)施等風(fēng)險(xiǎn)控制方法的效果進(jìn)行了量化分析，提出了降低燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測風(fēng)險(xiǎn)的控制策略。

關(guān)鍵詞：負(fù)荷預(yù)測；經(jīng)濟(jì)性評價(jià)；照付不議；儲氣設(shè)施；風(fēng)險(xiǎn)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?xì)庑袠I(yè)的普遍應(yīng)用和整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的市場化，各燃?xì)馍a(chǎn)、輸送、銷售和應(yīng)用企業(yè)逐步成為市場中獨(dú)立運(yùn)行的主體，承擔(dān)各自的經(jīng)營成本和經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)[1～2]。對于城市燃?xì)?/span>運(yùn)營企業(yè)，由于與上游供氣企業(yè)簽訂的是照付不議合同，就面臨著預(yù)訂氣量與實(shí)際用氣量差別造成的經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)。因此，對燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測結(jié)果進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評價(jià)，并提出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制策略意義重大[2～3]。

2 燃?xì)夤┯玫恼崭恫蛔h合同

    燃?xì)庹崭恫蛔h合同的實(shí)質(zhì)是明確由買方承擔(dān)落實(shí)用氣市場、賣方承擔(dān)供氣能力的責(zé)任風(fēng)險(xiǎn)。合同規(guī)定了燃?xì)夤┯玫暮贤偭俊⒂?jì)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(yīng)的計(jì)量、質(zhì)量、氣價(jià)、違約和仲裁條款。若買方?jīng)]有提足約定期限內(nèi)的預(yù)訂氣量，對未提氣量也應(yīng)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(yīng)的情況下，還需額外加價(jià)。以日氣量為例，相關(guān)規(guī)定包括：

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

    ② 日預(yù)訂氣量，即買方在合同總量的基礎(chǔ)上，根據(jù)用氣需求，預(yù)先在約定期限內(nèi)向賣方申購的基本日用氣量。經(jīng)認(rèn)可后，該氣量賣方有義務(wù)供應(yīng)，買方有權(quán)利提取。

    ③ 日超提氣量，即經(jīng)賣方同意，日實(shí)際提取氣量超出日預(yù)訂氣量之外的氣量。

    ④ 日欠提氣量，即買方在某日實(shí)際提取的氣量少于該日預(yù)訂氣量的氣量。

    ⑤ 超提氣價(jià)，即對氣量的超提部分應(yīng)支付的價(jià)格，與超提氣量有關(guān)。

    ⑥ 欠提氣價(jià)，即對氣量的欠提部分應(yīng)支付的價(jià)格，與欠提氣量有關(guān)。

    燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測結(jié)果是簽訂和執(zhí)行照付不議合同的基本依據(jù)之一。對于買方而言，若根據(jù)負(fù)荷預(yù)測結(jié)果確定的預(yù)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(jīng)濟(jì)損失和社會影響。

3 燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測的經(jīng)濟(jì)性評價(jià)

    通過經(jīng)濟(jì)性評價(jià)，能更直接和有效地檢驗(yàn)燃?xì)?/span>負(fù)荷預(yù)測的實(shí)際效果，并通過預(yù)測方法和風(fēng)險(xiǎn)控制策略的改進(jìn)，降低企業(yè)的運(yùn)行成本。

建立燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測經(jīng)濟(jì)性評價(jià)模型的關(guān)鍵是氣價(jià)函數(shù)的確定。實(shí)際中的違約氣價(jià)一般采取階梯式價(jià)格方式，違約氣量越大，相應(yīng)的單位氣價(jià)損失越大，具體的氣價(jià)函數(shù)一般屬于商業(yè)機(jī)密[4～5]。筆者從學(xué)術(shù)探討的角度，對預(yù)測誤差造成的經(jīng)濟(jì)損失及其他損失(如對終端客戶違約造成的經(jīng)濟(jì)賠償、社會影響、企業(yè)信譽(yù)損失等)均以違約氣款的形式體現(xiàn)。超提氣價(jià)往往高于欠提氣價(jià)[4～5]，設(shè)定的偏差率、違約氣價(jià)函數(shù)和燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測經(jīng)濟(jì)性評價(jià)模型見式(1)～(5)。

式中ε——預(yù)訂氣量的偏差率

    Vr——日實(shí)際提取氣量，m3

    Vf——日預(yù)訂氣量(一般為負(fù)荷預(yù)測值)，m3

    當(dāng)ε＞3%時(shí)，超提氣價(jià)PO和超提經(jīng)濟(jì)損失LO的計(jì)算式為：

    PO=(1.2+1.5ε)P    (2)

式中PO——超提氣價(jià)，元/m3

    P——正常情況下的基準(zhǔn)氣價(jià)，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(jīng)濟(jì)損失，元

    VO——超提氣量，m3

    M——預(yù)訂氣量基準(zhǔn)氣款，元

    當(dāng)ε＜-3%時(shí)，欠提氣價(jià)PU和欠提經(jīng)濟(jì)損失LU的計(jì)算式為：

    PU=0.2P    (4)

式中PU——欠提氣價(jià)，元/m3

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

式中LU——欠提經(jīng)濟(jì)損失，元

    VU——欠提氣量，m3

    一般情況下，考慮到計(jì)量系統(tǒng)誤差、管網(wǎng)壓力變化和可操作性等因素，買賣雙方約定對日預(yù)訂氣量可有小幅度容許偏差，相應(yīng)偏差氣量不計(jì)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(jīng)濟(jì)損失顯著大于欠提氣量，且隨著超提氣量的增長，經(jīng)濟(jì)損失呈二次曲線增長。以基準(zhǔn)氣款為30×104元/d為例，燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測誤差為15%時(shí)，超提和欠提情況下的經(jīng)濟(jì)損失分別達(dá)1.9×104元/d和0.9×104元/d?？梢?，提高燃?xì)?/span>負(fù)荷預(yù)測精度具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。

    為能更準(zhǔn)確地反映出各時(shí)間段的用氣規(guī)律和特征，將每個(gè)統(tǒng)計(jì)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(gè)統(tǒng)計(jì)區(qū)段，分別稱為當(dāng)年的夏半年和冬半年[6～7]。根據(jù)燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測經(jīng)濟(jì)性評價(jià)模型，以某城市為案例，對其2005年4月至2006年3月的燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測結(jié)果進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評價(jià)。假設(shè)基準(zhǔn)氣價(jià)為1.5元/m3，得到的累計(jì)經(jīng)濟(jì)損失見圖1。

    由圖1可知，2005年4月至2006年3月由燃?xì)?/span>負(fù)荷預(yù)測誤差導(dǎo)致的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)32.3×104元，其中冬半年的經(jīng)濟(jì)損失為19.8×104元，日均損失1310元，大于夏半年的經(jīng)濟(jì)損失12.5×104元和日均損失585元，這與燃?xì)庳?fù)荷水平和預(yù)測的相對誤差有關(guān)。日最大經(jīng)濟(jì)損失來自春節(jié)期間正月初六的欠提氣量，該日欠提氣量占預(yù)訂氣量的17%，損失氣款1.07×104元。

4 燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測的風(fēng)險(xiǎn)控制策略

    負(fù)荷預(yù)測值偏高易產(chǎn)生欠提經(jīng)濟(jì)損失，而負(fù)荷預(yù)測值偏低易產(chǎn)生超提經(jīng)濟(jì)損失，偏差量相同時(shí)超提經(jīng)濟(jì)損失明顯大于欠提經(jīng)濟(jì)損失。即相同經(jīng)濟(jì)損失下，負(fù)荷預(yù)測值偏高的容許誤差大于預(yù)測值偏低的容許誤差?？紤]到城市燃?xì)夤?yīng)企業(yè)有一定的儲氣設(shè)施(包括廠站儲氣、管網(wǎng)儲氣等)，欠提經(jīng)濟(jì)損失更容易通過合理調(diào)度進(jìn)行一定程度地補(bǔ)救。因此，負(fù)荷預(yù)測風(fēng)險(xiǎn)控制的主要環(huán)節(jié)在于超提經(jīng)濟(jì)損失的合理降低，即盡量避免預(yù)測值偏低的情況。

    ① 適度提高預(yù)訂氣量

    確定日預(yù)訂氣量時(shí)，如果在負(fù)荷預(yù)測值的基礎(chǔ)上增加一部分氣量作為最終預(yù)訂氣量，即通過多報(bào)計(jì)劃量降低超提損失的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)對可能產(chǎn)生的欠提氣量，通過儲氣設(shè)施進(jìn)行一定程度地儲存，可有效減少經(jīng)濟(jì)損失。但此調(diào)整量不宜太大，否則可能造成欠提損失的顯著增加和企業(yè)信譽(yù)度下降，得不償失。在本案例的基礎(chǔ)上，計(jì)算按不同比例調(diào)整預(yù)訂氣量情況下的經(jīng)濟(jì)損失，見圖2。

    由圖2可知，在負(fù)調(diào)整比例區(qū)間，隨著燃?xì)忸A(yù)測調(diào)整幅度的增加，由于超提日數(shù)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(diào)整比例區(qū)間，隨著燃?xì)忸A(yù)測調(diào)整幅度的增加，由于欠提日數(shù)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(jīng)濟(jì)損失與總經(jīng)濟(jì)損失變化趨勢基本相同，夏半年經(jīng)濟(jì)損失在調(diào)整比例為1.5%時(shí)最小。

    可見，在簡單調(diào)整預(yù)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(bǔ)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?xì)鈨庠O(shè)施

    要想進(jìn)一步降低負(fù)荷預(yù)測帶來的風(fēng)險(xiǎn)，必須考慮儲氣設(shè)施的建設(shè)。儲氣設(shè)施相當(dāng)于燃?xì)夤┯秒p方間的緩沖帶，其合理調(diào)度和使用能夠有效調(diào)節(jié)供需矛盾，降低負(fù)荷預(yù)測誤差造成的經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)。在欠提氣量可能發(fā)生的時(shí)段進(jìn)行儲氣，增加燃?xì)饪傆脷饬浚辉诔釟饬靠赡馨l(fā)生的時(shí)段向外輸氣，增加燃?xì)饪偣饬?，減少對上游氣源的使用。根據(jù)儲氣設(shè)施的儲存情況，合理制定運(yùn)行計(jì)劃和調(diào)整預(yù)訂氣量，能夠取得更好的經(jīng)濟(jì)效果。

    對于本案例，假設(shè)企業(yè)的儲氣設(shè)施中，可用于日調(diào)峰的儲氣量VS為計(jì)算月平均日負(fù)荷(以18×104m3/d計(jì)算)的一定比例，則式(1)中預(yù)訂氣量的超提、欠提偏差率分別調(diào)整為：

式中εO——預(yù)訂氣量超提偏差率

    VS——儲氣設(shè)施用于日調(diào)峰的儲氣量，m3

式中εU——預(yù)訂氣量欠提偏差率

    使用儲氣設(shè)施后的燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測誤差造成的經(jīng)濟(jì)損失見圖3。

    可見，隨著儲氣調(diào)峰能力的提高，燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測誤差帶來的經(jīng)濟(jì)損失顯著下降，特別是儲氣能力達(dá)到月平均日負(fù)荷的5%以上時(shí)，負(fù)荷預(yù)測帶來的經(jīng)濟(jì)損失可降低到2×104元以下。夏半年負(fù)荷預(yù)測的最大絕對誤差為6000m3/d，其中。在容許偏差范圍內(nèi)的絕對誤差約為1500m3/d，如燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)的日調(diào)峰能力為4500m3/d以上，完全可以避免負(fù)荷預(yù)測誤差帶來的經(jīng)濟(jì)損失。冬季儲氣比例在3%以上能明顯減少經(jīng)濟(jì)損失，而儲氣比例達(dá)5%以上時(shí)經(jīng)濟(jì)損失改善的程度有限，此時(shí)造成經(jīng)濟(jì)損失的主要原因是節(jié)假日和極端天氣用氣，此類事件發(fā)生的概率小，隨機(jī)性強(qiáng)，通過增加儲氣設(shè)施進(jìn)行控制的經(jīng)濟(jì)性顯著下降。

5 結(jié)論

    在燃?xì)夤┯谜崭恫蛔h合同執(zhí)行過程中，針對燃氣負(fù)荷預(yù)測導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)的主要控制策略包括：

    ① 提高燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測精度。通過預(yù)測和方案的改進(jìn)，進(jìn)一步提高燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測精度，是降低負(fù)荷預(yù)測經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)最直接、最有效和成本最低的方式。

    ② 調(diào)整預(yù)訂氣量。如果根據(jù)天氣或用戶情況，判定超提氣量的經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)顯著高于或低于欠提氣量，則可在負(fù)荷預(yù)測的基礎(chǔ)上附加一定的調(diào)整值，確定最終的日預(yù)訂氣量，以降低實(shí)際用氣負(fù)荷不確定性的風(fēng)險(xiǎn)。但這只是一種特定情況下的調(diào)節(jié)，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(jī)械式地調(diào)整預(yù)訂氣量對降低總損失所起的作用十分有限。

    ③ 積極建設(shè)和合理使用燃?xì)鈨庠O(shè)施。儲氣設(shè)施的建設(shè)和使用，不但能夠提高燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)整體的運(yùn)行效率和供氣可靠性，還能有效降低負(fù)荷預(yù)測誤差造成的氣價(jià)損失，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。在確定儲氣設(shè)施容量和實(shí)際運(yùn)行中，還應(yīng)考慮儲氣設(shè)施是否兼具事故應(yīng)急、小時(shí)調(diào)峰功能，以及建設(shè)和運(yùn)行成本等。

    ④ 合理發(fā)展協(xié)議可中斷的緩沖用戶，如可使用替代燃料的采暖或工業(yè)用戶等。在用氣緊張時(shí)，通過對此類用戶的調(diào)節(jié)，起到一定的削峰填谷作用，減少違約氣價(jià)損失。

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(本文作者：張中秀 郝天文 中國城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院 北京 100037)