天然氣—電力混合系統(tǒng)分析方法研究.pdf

1、隨著天然氣管網(wǎng)和電網(wǎng)之間聯(lián)系越來越強，在某種意義上來說，它們是作為一個整體在運行。與此同時，與天然氣一電力混合系統(tǒng)相關(guān)的問題受到越來越多的關(guān)注，主要包括混合系統(tǒng)的規(guī)劃問題、優(yōu)化問題、相互影響問題和市場問題等。為了支持相關(guān)研究，本論文針對用于分析混合系統(tǒng)相關(guān)問題的基本方法進(jìn)行了研究。 首先，提出了混合負(fù)荷分析(Combined Load Flow Analysis)的概念，就像電力系統(tǒng)中的潮流分析一樣，它是用于支撐關(guān)于天然氣一電力

2、混合系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)?？傮w來說，混合負(fù)荷由天然氣負(fù)荷流量和電力潮流兩部分組成。由于潮流問題已經(jīng)很好的解決了，本文的重點將放在天然氣負(fù)荷流量問題和燃?xì)廨啓C(jī)的考慮上面。天然氣負(fù)荷流量問題采用牛頓網(wǎng)孔節(jié)點法來解決，同時考慮了天然氣管網(wǎng)中升壓機(jī)(Compressor)消耗的部分天然氣，把與管網(wǎng)相連的燃?xì)廨啓C(jī)看作能量轉(zhuǎn)換器。算例分析證明了本文所提出的用于分析混合負(fù)荷方法的收斂性和有效性。 其次，分別從技術(shù)角度和經(jīng)濟(jì)角度描述了混合系統(tǒng)的優(yōu)化問

3、題，并進(jìn)行了規(guī)范化公式表達(dá)。不管是對系統(tǒng)運行人員還是市場參與者來說，存在于兩個網(wǎng)絡(luò)之間的優(yōu)化問題都很重要。對系統(tǒng)運行人員而言，需要為混合系統(tǒng)制定最高能效的運行方式；而對于市場參與者而言，則追求用于購買燃?xì)?、發(fā)電和損耗的總成本最小，各分支成本可能會因為地理位置不同而不同。因此，我們就可以得到兩個基本的目標(biāo)函數(shù)：一個是是基于技術(shù)角度的，一個是基于經(jīng)濟(jì)角度的。從算例研究結(jié)果可以看出，本文所提出的方法對系統(tǒng)運行人員和市場參與者都是有價值的。

4、 除了上述的混合負(fù)荷分析和優(yōu)化問題之外，兩個網(wǎng)絡(luò)間的動態(tài)影響問題也是一個需要研究的重要課題。本文采用了有限元近似的思想，將用于描述天然氣動態(tài)氣流的偏微分方程轉(zhuǎn)變成常微分方程，在基于時域的 Matlab/Simulink中實現(xiàn)了天然氣管網(wǎng)的動態(tài)建模。同時，給出了考慮與管網(wǎng)相連燃?xì)廨啓C(jī)動態(tài)過程的方法。然后，通過算例分析給出了基于動態(tài)仿真的分析天然氣—電力網(wǎng)絡(luò)之間相互影響的方法，同時得出了一些有參考價值的結(jié)論。 最后，討論了關(guān)于混