基于能源类型的天然气需求量预测方法及系统

1.本发明涉及天然气需求量预测技术领域，尤其涉及一种基于能源类型的天然气需求量预测方法及系统。


背景技术：

2.能源绿色转型要求日益迫切，及时调整能源消费结构，加大天然气和其它绿色低碳能源的消费比重势在必行。因此，科学合理地预测未来几年甚至十几年天然气需求总量,为相关部门制定相应的发展规划和策略提供参考，更加具有现实意义。
3.但是，目前阶段针对天然气需求预测的研究尚处于起步阶段，预测模型相对匮乏，传统的天然气需求预测方法主要包括趋势外推和消费系数法两种。趋势外推法一般通过若干组历史数据建立时序方程进行简单的趋势外推；消费系数法，通过弹性系数量值间接预测未来天然气需求。由于天然气需求系统是一个复杂的动态系统，与经济、社会、政策环境等诸多方面有交互影响，既有线性关系又有非线性关系，如若简单的采用弹性系数指标的预测值，具有较强的主观性，难以精确赋值，且其微小的变化都会引起需求总量较大变动，因此其预测结构的准确性难以保证。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种基于能源类型的天然气需求量预测方法及系统，以解决如何提高天然气需求量预测准确率的技术问题。
5.本发明是采用以下技术方案实现的：基于能源类型的天然气需求量预测方法，包括如下步骤：
6.获取能源需求总量、原煤比例、原油比例、新能源比例以及气替煤比例数据；
7.根据能源需求总量、原煤比例以及气替煤比例数据，计算得到原煤需求中被天然气替换量；
8.根据能源需求总量、原油比例以及新能源比例数据，计算得到气煤需求合计量；
9.根据原煤需求中被天然气替换量和气煤需求合计量，计算得到天然气年需求量。
10.进一步的，所述能源需求总量的计算方法为：n
t
＝gdp
t
×
x
t
，其中，n
t
表示能源需求总量，gdp
t
表示当年国民生产总值，x
t
表示当年单位国民生产总值能耗。
11.进一步的，所述当年国民生产总值的计算方法为：gdp
t
＝gdp
t-1
×
(1+e
t
)，其中，gdp
t-1
表示上一年国民生产总值，e
t
表示当年经济增长率。
12.进一步的，所述天然气年需求量的计算方法为：ng
t
＝ng_i
t
－nc_i
t
'，其中，ng
t
表示天然气年需求量，ng_i
t
表示气煤需求合计量，nc_i
t’表示原煤需求中被天然气替换量。
13.进一步的，所述煤需求中被天然气替换量的计算方法为：nc_i
t
'＝nc_i
t
×
(1－c_g
t
)，其中，c_g
t
表示当年煤被气替换比例，nc_i
t
表示原煤需求量。
14.进一步的，所述原煤需求量的计算方法为：nc_i
t
＝n
t
×ct
，其中，c
t
表示当年原煤比例。
15.进一步的，所述气煤需求合计量的计算方法为：ng_i
t
＝n
t
×
(1－o
t
－w
t
)，其中，o
t
表示当年原油比例，w
t
表示当年新能源比例。
16.进一步的，采用趋势规划模型或趋势预测模型来获取参数信息，所述参数信息包括原煤比例、原油比例、新能源比例以及气替煤比例。
17.基于能源类型的天然气需求量预测系统，包括数据获取模块、修正模块、合计模块和预测模块，其中，所述数据获取模块用以获取能源需求总量、原煤比例、原油比例、新能源比例以及气替煤比例数据；修正模块用以根据能源需求总量、原煤比例以及气替煤比例数据，计算得到原煤需求中被天然气替换量；合计模块用以根据能源需求总量、原油比例以及新能源比例数据，计算得到气煤需求合计量；预测模块用以根据能源需求总量、原油比例以及新能源比例数据，计算得到气煤需求合计量。
18.一种电子设备，所述电子设备包括：
19.存储器，存储有可执行指令；
20.处理器，所述处理器运行所述存储器中的可执行指令，以实现上述的天然气需求量预测方法。
21.本发明的有益效果在于：本发明根据经济增长率的未来规划或趋势预测值，计算出预测期内的gdp值；通过规划或趋势预测，确定气、煤在预测期内的占能源总需求量的比例，结合规划或预测的气替煤比例，计算出预测期内的天然气需求量。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的架构获得其他的附图。
23.图1为本发明流程图。
具体实施方式
24.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
25.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
26.下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
27.实施例1
28.参见图1，基于能源类型的天然气需求量预测方法，包括如下步骤：
29.获取能源需求总量、原煤比例、原油比例、新能源比例以及气替煤比例数据；
30.根据能源需求总量、原煤比例以及气替煤比例数据，计算得到原煤需求中被天然气替换量；
31.根据能源需求总量、原油比例以及新能源比例数据，计算得到气煤需求合计量；
32.根据原煤需求中被天然气替换量和气煤需求合计量，计算得到天然气年需求量。
33.在本实施例当中，所述能源需求总量的计算方法为：n
t
＝gdp
t
×
x
t
，其中，n
t
表示能源需求总量，gdp
t
表示当年国民生产总值，x
t
表示当年单位国民生产总值能耗。
34.在本实施例当中，所述当年国民生产总值的计算方法为：gdp
t
＝gdp
t-1
×
(1+e
t
)，其中，gdp
t-1
表示上一年国民生产总值，e
t
表示当年经济增长率。
35.在本实施例当中，所述天然气年需求量的计算方法为：ng
t
＝ng_i
t
－nc_i
t
'，其中，ng
t
表示天然气年需求量，ng_i
t
表示气煤需求合计量，nc_i
t’表示原煤需求中被天然气替换量。
36.在本实施例当中，所述煤需求中被天然气替换量的计算方法为：nc_i
t
'＝nc_i
t
×
(1－c_g
t
)，其中，c_g
t
表示当年煤被气替换比例，nc_i
t
表示原煤需求量。
37.在本实施例当中，所述原煤需求量的计算方法为：nc_i
t
＝n
t
×ct
，其中，c
t
表示当年原煤比例。
38.在本实施例当中，所述气煤需求合计量的计算方法为：ng_i
t
＝n
t
×
(1－o
t
－w
t
)，其中，o
t
表示当年原油比例，w
t
表示当年新能源比例。
39.本技术当中，所涉及的参数(包括增长率以及各种比例等)可通过趋势规划模型或趋势预测模型等来获取，具体的，参数在预测期内的变化趋势，可采用趋势规划的预测模型确定参数在预测期内的变化值，或者采用历史趋势拟合的预测模型来确定。选择以下的趋势模型，给定的参数值，计算出天然气需求预测方法参数在预测期内的参数值：
40.线性趋势模型：y＝k(t-t0)+b，其中，y：预测期内模型参数规划值；k：变化步长值；b：基础值；t：预测年份(t0－预测基础年份)。
41.比例趋势模型：其中，y：预测期内模型参数规划值；k：变化比例值；b：基础值；t：预测年份(t0－预测基础年份)。
42.阶段趋势模型：其中，y：预测期内模型参数规划值；xi：第i阶段变量值；t
i-1
：第i阶段开始年份；ti：第i阶段结束年份；t：预测年份(t0－预测基础年份)。
43.选择线性趋势模型及以下趋势模型，对给定历史数据进行拟合，确定模型参数值，进而计算出天然气需求预测模型参数在预测期内的参数值：
44.对数趋势模型：y＝kln(t-t0)+b，其中，y：预测期内模型参数规划值；k：变化步长值；b：基础值；t：预测年份(t0－预测基础年份)。
45.乘幂趋势模型：y＝b(t-t0)k，其中，y：预测期内模型参数规划值；k：幂次值；b：基础值；t：预测年份(t0－预测基础年份)。
46.指数趋势模型：其中，k：指数值；b：基础值；t：预测年份(t0－预测基础年份)。
47.基于能源类型的天然气需求量预测系统，用以实现上述基于能源类型的天然气需求量预测方法，该系统包括数据获取模块、修正模块、合计模块和预测模块，其中，所述数据获取模块用以获取能源需求总量、原煤比例、原油比例、新能源比例以及气替煤比例数据；修正模块用以根据能源需求总量、原煤比例以及气替煤比例数据，计算得到原煤需求中被天然气替换量；合计模块用以根据能源需求总量、原油比例以及新能源比例数据，计算得到气煤需求合计量；预测模块用以根据能源需求总量、原油比例以及新能源比例数据，计算得到气煤需求合计量。
48.一种电子设备，所述电子设备包括：
49.存储器，存储有可执行指令；
50.处理器，所述处理器运行所述存储器中的可执行指令，以实现上述的天然气需求量预测方法。
51.本发明根据经济增长率的未来规划或趋势预测值，计算出预测期内的gdp值；通过规划或趋势预测，确定气、煤在预测期内的占能源总需求量的比例，结合规划或预测的气替煤比例，计算出预测期内的天然气需求量。
52.对于前述的实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本技术并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本技术，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本技术所必须的。
53.上述实施例中，描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.基于能源类型的天然气需求量预测方法，其特征在于，包括如下步骤：获取能源需求总量、原煤比例、原油比例、新能源比例以及气替煤比例数据；根据能源需求总量、原煤比例以及气替煤比例数据，计算得到原煤需求中被天然气替换量；根据能源需求总量、原油比例以及新能源比例数据，计算得到气煤需求合计量；根据原煤需求中被天然气替换量和气煤需求合计量，计算得到天然气年需求量。2.如权利要求1所述的基于能源类型的天然气需求量预测方法，其特征在于，所述能源需求总量的计算方法为：n
t
＝gdp
t
×
x
t
，其中，n
t
表示能源需求总量，gdp
t
表示当年国民生产总值，x
t
表示当年单位国民生产总值能耗。3.如权利要求2所述的基于能源类型的天然气需求量预测方法，其特征在于，所述当年国民生产总值的计算方法为：gdp
t
＝gdp
t-1
×
(1+e
t
)，其中，gdp
t-1
表示上一年国民生产总值，e
t
表示当年经济增长率。4.如权利要求2所述的基于能源类型的天然气需求量预测方法，其特征在于，所述天然气年需求量的计算方法为：ng
t
＝ng_i
t
－nc_i
t
'，其中，ng
t
表示天然气年需求量，ng_i
t
表示气煤需求合计量，nc_i
t’表示原煤需求中被天然气替换量。5.如权利要求4所述的基于能源类型的天然气需求量预测方法，其特征在于，所述煤需求中被天然气替换量的计算方法为：nc_i
t
'＝nc_i
t
×
(1－c_g
t
)，其中，c_g
t
表示当年煤被气替换比例，nc_i
t
表示原煤需求量。6.如权利要求5所述的基于能源类型的天然气需求量预测方法，其特征在于，所述原煤需求量的计算方法为：nc_i
t
＝n
t
×
c
t
，其中，c
t
表示当年原煤比例。7.如权利要求4所述的基于能源类型的天然气需求量预测方法，其特征在于，所述气煤需求合计量的计算方法为：ng_i
t
＝n
t
×
(1－o
t
－w
t
)，其中，o
t
表示当年原油比例，w
t
表示当年新能源比例。8.如权利要求1所述的基于碳排放约束的天然气需求量预测方法，其特征在于，采用趋势规划模型或趋势预测模型来获取参数信息，所述参数信息包括原煤比例、原油比例、新能源比例以及气替煤比例。9.基于能源类型的天然气需求量预测系统，用以实现权利要求1～8任意一项所述的基于能源类型的天然气需求量预测方法，其特征在于，包括数据获取模块、修正模块、合计模块和预测模块，其中，所述数据获取模块用以获取能源需求总量、原煤比例、原油比例、新能源比例以及气替煤比例数据；修正模块用以根据能源需求总量、原煤比例以及气替煤比例数据，计算得到原煤需求中被天然气替换量；合计模块用以根据能源需求总量、原油比例以及新能源比例数据，计算得到气煤需求合计量；预测模块用以根据能源需求总量、原油比例以及新能源比例数据，计算得到气煤需求合计量。10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：存储器，存储有可执行指令；处理器，所述处理器运行所述存储器中的可执行指令，以实现权利要求1～8任意一项所述的天然气需求量预测方法。

技术总结
本发明公开了基于能源类型的天然气需求量预测方法及系统，该方法包括如下步骤：获取能源需求总量、原煤比例、原油比例、新能源比例以及气替煤比例数据；根据能源需求总量、原煤比例以及气替煤比例数据，计算得到原煤需求中被天然气替换量；根据能源需求总量、原油比例以及新能源比例数据，计算得到气煤需求合计量；根据原煤需求中被天然气替换量和气煤需求合计量，计算得到天然气年需求量。本发明通过规划或趋势预测，确定气、煤在预测期内的占能源总需求量的比例，结合规划或预测的气替煤比例，计算出预测期内的天然气需求量。计算出预测期内的天然气需求量。计算出预测期内的天然气需求量。


技术研发人员：黄诚 赵素平 陈伟
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：2023.04.11
技术公布日：2023/8/24