田守強 鄭 偉

（1.貴州省煤炭設計隊；2.貴州理工學院礦業(yè)工程學院）

2017 年國務院與國家發(fā)改委要求要將天然氣培育成為我國現(xiàn)代清潔能源體系的主體能源之一，而天然氣產供儲銷體系建設是保障天然氣長期穩(wěn)定供應的基礎和關鍵［1-2］。天然氣發(fā)展需要對產供儲銷等方面進行科學規(guī)劃，積極建立供應來源多元、管網(wǎng)布局完善、儲氣調峰配套、用氣結構合理的天然氣產供儲銷體系，立足資源供應實際，統(tǒng)籌謀劃推進天然氣高效合理利用［3-4］。

為了推動貴州省天然氣產供儲銷體系穩(wěn)定有序協(xié)調發(fā)展，貴州省出臺有關非常規(guī)氣（頁巖氣、煤層氣）勘探開發(fā)、天然氣“縣縣通”工程、儲氣調峰設施規(guī)劃實施方案、天然氣價格變動等一系列天然氣產業(yè)發(fā)展政策，加快了貴州省天然氣上、中、下游快速發(fā)展，為實現(xiàn)“氣化貴州”戰(zhàn)略部署和能源結構的優(yōu)化調整提供了強有力的保障。

在此背景下，為有效推進貴州省天然氣市場穩(wěn)定、合理、有效的發(fā)展，積極推進健全天然氣產供儲銷體系運行調度機制，保證貴州省天然氣上、中、下游合理有序發(fā)展。本研究調研了貴州省天然氣管理經營經驗，深入分析了貴州省天然氣產供儲銷體系的現(xiàn)狀與存在的問題，提出了構建天然氣產供儲銷體系調度機制的思路，明確該調度機制應具備的功能，探討分析了調度調度中心各類模塊的搭建形式，對促進貴州省天然氣上、中、下游協(xié)調穩(wěn)定發(fā)展具有指導意義［5-6］。

1 貴州省天然氣產供儲銷體系發(fā)展概況

1.1 天然氣產供儲銷體系現(xiàn)狀

（1）產出及供應情況。截至2019 年，貴州省共設有頁巖氣探礦權8 個、總面積約5 435 km2，全省頁巖氣共實施二維地震勘探1.25 萬km，三維地震勘探593.4 km2，完鉆頁巖氣調查井、探井、評價井41口，建成年產能6 000 萬m3。共設煤層氣探礦權20個、總面積1 510.9 km2，全省煤層氣累計施工地面鉆井240 口，形成年產能7 900 萬m3，累計探明儲量64億m3。貴州省天然氣供應量達16.4 億m3，資源主要依托省外調入管道氣和LNG，其中省外管道氣資源量達 11.3 億 m3，LNG 資源供應量達 5.07 億 m3，省內頁巖氣、煤層氣資源0.04億m3，如圖1所示，資源需求呈現(xiàn)逐年增加態(tài)勢。

（2）管網(wǎng)布局現(xiàn)狀。截至2019年，貴州省累計已建天然氣管道里程數(shù)約為2 107.5 km，其中，中緬、中貴天然氣主干管道902 km，天然氣支線管道共1 205.5 km，總設計管輸能力達332億m3/a。已有貴安新區(qū)及48個縣（市、區(qū)、特區(qū)）具備通管道天然氣條件。

（3）儲氣設施現(xiàn)狀。截至2019 年，貴州省已建和在建LNG 儲罐儲備能力達水容積70 240 m3，其中，已建庫容42 980 m3，儲氣能力為2 686.3萬m3，在建庫容為27 260 m3，儲氣能力為1 703.7萬m3。

（4）市場利用現(xiàn)狀。由圖2 可以看出，2019 年貴州省天然氣消費量為16.4 億m3，但天然氣消費量占能源消費總量的2.1%，低于全國平均水平。2019 年貴州省的天然氣消費分布主要集中在貴陽和遵義2個城市，用氣量為12.4 億m3，占全省消費總量的75.6%。天然氣消費結構以工業(yè)用氣為主，其次是城鎮(zhèn)用氣。

1.2 存在的問題

（1）應急保供能力差。由于貴州省天然氣發(fā)展起步晚，主要依靠中緬線和中貴線調入，對外依存度高且氣源單一、管道分散，未能形成有效的互聯(lián)互通管網(wǎng)，且沒有與周邊省份聯(lián)通的省際管道。

（2）儲氣能力低于國家水平，不利于管網(wǎng)安全運行和資源應急保供。

（3）產供儲銷各環(huán)節(jié)協(xié)調問題突出。天然氣產業(yè)鏈是產、供、儲、銷4個板塊的有機結合，缺一不可。不光需要改進和解決產、供、儲、銷各環(huán)節(jié)存在的問題，更需要理順整個天然氣產業(yè)鏈上各單位界面的協(xié)調、統(tǒng)籌工作，完善和改進對天然氣利用市場有所阻礙的環(huán)節(jié)和機制，將各個環(huán)節(jié)有機的結合起來。

2 產供儲銷調度機制構建及其科學功能

為推動貴州省天然氣產供儲銷穩(wěn)定有序協(xié)調發(fā)展，滿足民生用氣需要，構建天然氣產供儲銷運行調度機制勢在必行。組建貴州省天然氣調度中心，實施“集中調度為主，區(qū)域管理為輔；統(tǒng)一調度指揮，分級管控負責；計量交接電子化，交易結算精準化”的調度模式，在貴陽建立調度中心，對相關管轄站場的歷史數(shù)據(jù)集中備份和監(jiān)視，實現(xiàn)調度交易中心對站場設備遠程控制，交易結算電子化，從而達到貴州省天然氣資源、管網(wǎng)、天然氣儲備、天然氣銷售等一系工作遠程集中調度的目的。最終實現(xiàn)以貴州省天然氣調度中心為載體，打造天然氣資源供應有序、管道輸送靈活、資源儲存有保障、銷售機制完善的綜合性調度機制的目的。結合上文中分析的產供儲銷各個環(huán)節(jié)乃至整個產業(yè)鏈的問題，產供儲銷調度機制構成及其功能如下。

2.1 全省科學調度系統(tǒng)

調度系統(tǒng)相當于戰(zhàn)略保障體系的“神經系統(tǒng)”，構筑有形與無形相結合的天然氣戰(zhàn)略保障體系，實現(xiàn)上游氣源、中游管網(wǎng)、下游市場聯(lián)動。統(tǒng)籌協(xié)調上中下游央企、省企、民營外資不同類型企業(yè)單位和天然氣產業(yè)涉及的各級政府、能源局、住建廳、商務廳、國土資源部等政府主管部門，建立協(xié)調聯(lián)動管理機制，明確職責分工，提高運行管理效率。整合省內上中下游資源，形成利益共同體，強化資源配置，促進上游增產、下游市場拓展，積極引進優(yōu)質氣源，增加供應渠道，不斷做大做強貴州省天然氣產業(yè)鏈。

2.2 天然氣供需預測預警機制

綜合考慮社會發(fā)展、人民消費水平、能源結構變化等因素，提高天然氣需求預測能力，盡最大努力保證供需平衡。構建天然氣供需預警機制，針對出現(xiàn)突發(fā)情況，能夠有效快速應對，完善信息收集分析能力，保障供需問題得到合理解決。

2.3 建立完善天然氣供應保障應急體系

有關部門應綜合利用煤電油氣保障工作協(xié)調功能，積極推進部門之間合作的天然氣供需平衡應急機制建設，按照因地制宜，合理分配，充分高效利用各種能源治理大氣污染，切實保障特殊情況下的區(qū)域、用戶的用氣需求。強調樹立民生用氣保供責任意識，嚴格按照“壓非保民”原則做好分級保供預案和用戶調峰方案。構建天然氣保供成本科學計算標準及合理分配機制，對保供不力的責任方施加相應處罰，而參與保供的第三方企業(yè)的利益應當?shù)玫胶侠肀Ｕ稀?/p>

2.4 建立完善天然氣安全運行機制

各類供氣類、管道運營類和城鎮(zhèn)燃氣類等企業(yè)要認真落實安全生產主體責任，完善安全生產工作機制和管理制度，嚴格控制工程質量，加強設施維護檢查，及時有效處理潛在風險，消除安全隱患。

2.5 提高產業(yè)鏈的動態(tài)管理能力

針對天然氣安全管理工作，要樹立完整性管理理念，運用科學方法建立相應數(shù)據(jù)庫，對天然氣產、供、儲、銷進行動態(tài)管理，提升動態(tài)管理水平，及時發(fā)現(xiàn)并處理問題，減少事故發(fā)生，如圖3所示。此外，還需要進一步完善管理理念，使天然氣安全管理工作更加科學、合理、規(guī)范，切實保障人民生命財產安全。

2.6 推進建立有效競爭的天然氣市場體系

通過調度中心，推進建立有效競爭的天然氣市場體系，幫助實體經濟提高交易效率、降低交易成本、提供應對市場價格波動的避險機制。先期可通過搭建規(guī)范、可靠、高效、優(yōu)質的市場交易平臺，為需求側、供給側、管輸方、倉儲方提供天然氣現(xiàn)貨、管容、庫容等交易及相關信息服務。在充分保障民生用氣的前提下，通過市場手段實現(xiàn)資源優(yōu)化配置、公平公正交易，促進降本增效，實現(xiàn)“企業(yè)利益共同化，全省利益最大化”。

3 天然氣調度運行機制功能及模塊搭建

3.1 運作機制功能介紹

天然氣運行調度工作，明確調度管理工作流程，保障運行“安全、平穩(wěn)、受控、高效、最優(yōu)”，主要包括貴州天然氣調度中心與省內天然氣公司之間、調度中心與省內天然氣公司調度機構之間以及各級調度之間的職責權限、工作程序、工作制度、調度紀律等內容；天然氣運行調度系統(tǒng)是由調度中心、省內天然氣公司、省內天然氣公司所屬調度機構及天然氣站場等組成，包括組織、人員、通信、資源、設施和工作制度、程序等。為更好地了解天然氣調度運行機制，下面對調度運行機制的基礎模塊、調度模塊、權限模塊及交易管理模塊分別進行說明。

3.2 基礎模塊

根據(jù)天然氣“產供儲銷”運行調度的需求，建立貴州省天然氣調度中心。調度中心的主要職能是對貴州省天然氣調度中心已建、在建、規(guī)劃的頁巖氣、煤層氣等采氣站場、天然氣輸氣管道、天然氣調峰儲備站、天然氣下載站場實現(xiàn)監(jiān)視、調度和管理，如下達命令、采集各種數(shù)據(jù)、協(xié)調各個工藝站場和線路截斷閥的運行、處理全線的事故，以此保障生產運營的安全平穩(wěn)。圍繞此職能，數(shù)據(jù)中心的建設應能整合頁巖氣、煤層氣等采氣站、管網(wǎng)底層各類業(yè)務數(shù)據(jù)，為各類生產應用系統(tǒng)的建設提供數(shù)據(jù)資源支持。基本需求如下：①資源方面，將貴州省頁巖氣、煤層氣、縣縣通資源、進口資源等一系列資源進行銜接；②管網(wǎng)方面，將已建管道、在建管道、規(guī)劃管道通過不同顏色進行顯示，輸量和下載量進行統(tǒng)一調度管理；③儲備方面，結合典型的天然氣儲備庫情況進行監(jiān)控管理；④天然氣銷售方面，與住建廳進行數(shù)據(jù)交換和銜接、統(tǒng)一監(jiān)管。

SCADA 系統(tǒng)是貴州省天然氣產供儲銷運行調度的核心系統(tǒng)，新建SCADA 系統(tǒng)示意圖如圖4 所示，它對全省天然氣資源、天然氣管網(wǎng)輸氣、天然氣儲備、天然氣銷售進行連續(xù)的監(jiān)督、調度和管理，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、運行監(jiān)督、數(shù)量調節(jié)以及各類信號報警等各項功能。因此保證它的可靠性、穩(wěn)定性、安全性是至關重要的。調度中心新建SCADA 系統(tǒng)按客戶機/服務器（C/S）結構設置，支持分布式多服務器結構，SCADA 系統(tǒng)主要由實時數(shù)據(jù)服務器、歷史數(shù)據(jù)服務器、Web 服務器、工作站、網(wǎng)絡設備及網(wǎng)絡等構成，可根據(jù)用戶要求對配置進行調整。SCADA 系統(tǒng)服務器采用Windows/Unix 實時多任務操作系統(tǒng)，客戶機采用標準、可靠、先進、高穩(wěn)定性版本的Windows操作系統(tǒng)。操作員站、工程師站等均作為局域網(wǎng)上的一個節(jié)點，共享各服務器的資源。

3.3 調度模塊

在貴州省天然氣調度中心設置模擬仿真系統(tǒng)，模擬仿真服務器完成SCADA 數(shù)據(jù)采集或導入、管網(wǎng)水力模型計算、工藝預測、優(yōu)化和培訓仿真工作，系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)應存放在商用數(shù)據(jù)庫中，為管理者提供送、配置等計劃的下達、執(zhí)行的數(shù)據(jù)支持和服務。

綜合指揮調度系統(tǒng)可滿足輸氣管道工程通信需求，除具備語音指揮調度業(yè)務功能外，能滿足處理突發(fā)事件所需的傳真、短信、寬帶集群、視頻調度、錄音錄像、廣播等接入與集中管理、統(tǒng)一調用，并能監(jiān)控和展示火災信息、SCADA 告警信息及GIS 信息等。調度中心語音、視頻、數(shù)據(jù)子系統(tǒng)之間的智能化聯(lián)動，從而達到便捷管理、直觀操作、多媒體綜合調度等目的。

為加強管道工程的安全運行管理，應對突發(fā)事故，提高事故應急處理能力，確保在第一時間將事故現(xiàn)場的數(shù)據(jù)、圖像、語音等資料信息傳送給指揮中心，能夠實時同步事故現(xiàn)場的情況，實現(xiàn)對事故現(xiàn)場的遠程現(xiàn)場指揮。應急搶險指揮中心建在調度中心，在維搶修中心配置通信車及通信設備組成現(xiàn)場臨時指揮部；共同組成一套提供語音、視頻、數(shù)據(jù)多媒體業(yè)務在內的綜合通信系統(tǒng)，以有效提高應急搶修指揮管理水平。

3.4 權限模塊

為了保證貴州省天然氣產供儲銷運行管理系統(tǒng)用戶權限清晰可控，需要對應用系統(tǒng)的角色及權限進行統(tǒng)一的規(guī)劃設計，在貴州省天然氣調度中心設置用戶管理系統(tǒng)，如圖5所示。根據(jù)應用系統(tǒng)的業(yè)務特點，共設計三大類用戶：數(shù)據(jù)操作賬號、系統(tǒng)管理賬號、系統(tǒng)使用賬號。在用戶管理、身份鑒別方面采用“用戶集中管理、統(tǒng)一身份認證”的思路進行設計。集中管理用戶及賬號信息，實現(xiàn)應用系統(tǒng)的強身份鑒別和認證，提升系統(tǒng)安全性。

3.5 交易管理模塊

系統(tǒng)采用模塊化設計、以實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫為管理平臺，安裝在冗余的服務器上運行。服務器安裝在獨立的網(wǎng)絡，和SCADA 網(wǎng)絡通過交換機相連，和企業(yè)網(wǎng)通過路由器和防火墻相連。氣體管理系統(tǒng)軟件結構分為以下幾個部分：實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫管理平臺、天然氣管道運行計劃、天然氣交易結算管理系統(tǒng)、氣體計量系統(tǒng)等。

4 天然氣產供儲銷調度收效對比分析

近2 a 來，貴州省在實行天然氣產供儲銷調度機制后，在非常規(guī)天然氣勘探開發(fā)利用等方面獲得了持續(xù)高速發(fā)展。

（1）天然氣總產量大幅度提升，2021 年全省天然氣產量首次超過1億m3，總產量達到了1.2億m3，相較于2019 年僅為0.04 億m3，本省產量已獲得很大幅度的提升。

（2）天然氣輸送管道里程及覆蓋范圍增大，截止2021 年末，貴州省已建成輸氣管道里程超過3 000 km，達到3 194 km，較2019 年增長了52%；覆蓋范圍已累計聯(lián)通68 個縣級城區(qū)，約占全省縣級城區(qū)的80%，較2019年增長了42%，未來還將進一步擴大。

（3）儲氣水平逐步提高，截止到2021 年，全省已具備累計1.31 億m3儲氣能力，相較于2019 年增加了198%，并超過了“地方政府3 天日均消費量、城鎮(zhèn)燃氣企業(yè)年用氣量5%”的儲氣指標。

（4）天然氣銷售總量快速增加，2021 年貴州省全省天然氣消費量已超過20 億m3，達到了20.38 億m3，較2019年增長了24%。

總之，貴州省天然氣在產出、供應、輸送及消費等方面以獲得長期平穩(wěn)有序的發(fā)展，相信在天然氣產供儲銷調度機制的科學方法引導下，會進一步完善全省天然氣健康有序高速發(fā)展，全力保障天然氣供應安全穩(wěn)定。

5 結 論

（1）構建了天然氣產供儲銷體系運行調度機制，建立了全省科學調度系統(tǒng)、天然氣供需預測預警機制、完善了天然氣供應保障應急體系和天然氣安全運行機制。

（2）建立了貴州省天然氣調度中心，實施“集中調度為主，區(qū)域管理為輔，統(tǒng)一調度指揮，分級管控負責”的調度模式。

（3）建立了貴陽調度中心，對相關管轄站場的歷史數(shù)據(jù)備份和集中監(jiān)視，以此促進貴州省天然氣產業(yè)上中下游協(xié)調發(fā)展。

（4）在實行天然氣產供促銷調度機制后，貴州省在非常規(guī)天然氣勘探開發(fā)利用等方面獲得了持續(xù)高速發(fā)展，天然氣總產量大幅度提升，輸送管道里程及覆蓋率進一步擴大，儲氣水平逐步提升，銷售總量快速增加。