能量计量体系下多气源管网运行优化研究

针对全国“一张网”的多气源天然气供应格局现状,传统的体积计量交易体系已不适合中国天然气管道的运营与发展,使用能量计量更能体现出天然气本身具有的能量特征,促进天然气市场的整合与升级。在考虑天然气能量计量体系实施方案和非居民用户对天然气气质需求的基础上,创新性地提出了能量计量体系下多气源管网运行优化模型,模型以管道运营利润最大化为目标,以气源供气量和全线增压方式为决策变量。将所建模型应用于国内某长输管道,并利用GAMS/ANTIGONE求解器获得了模型最优解。结果表明,不同能量计量体系实施方案下优化结果均优于现场实际运行方案,最高提升了32.05%的运营利润。其中,购气成本在管道运营成本中占比最高,受各气源气价、供气量和热值的综合影响;管输成本和压气站运行成本受各气源供气量的间接影响;需求节点处天然气热值含量越高,售气收益越高。

多气源天然气输配管网的能量计量方法

随着我国多气源供应格局的形成,天然气计量方式逐渐从现行的体积计量方式向能量计量方式转变。现行的《天然气能量的测定》标准对多气源输配管网系统没有给出具体可操作的能量计量程序,若采用热值数量加权平均赋值方法,能量计量误差可达8%,不能满足能量计量标准GB/T 18603—2014《天然气计量系统技术要求》对能量计量精度的要求。为此,根据天然气输配管网的拓扑结构和气量平衡原理,利用天然气输配管网中现有的流量计量仪表对多气源输配管网进行状态重构,提出了一种区域多气源天然气输配系统状态重构能量计量方法,并对管网状态重构后进行能量计量的误差进行了分析。结果表明:(1)所提出的方法确定了多气源输配管网状态重构所需流量仪表的最少数量及仪表布置方法 ;(2)多气源输配系统管网状态重构后,各下游天然气用户能量计量的误差均不超过0.5%,可满足GB/T 18603—2014对能量计量准确度最高等级(A级)误差在1%以内的要求。该研究成果为我国天然气能量计量技术的应用和推广提供了一种可操作的程序。

多气源天然气管网运行优化问题的混合整数规划模型及其算法

对于多气源天然气管网运行优化问题,文章首先引入了刻画压缩机开关的0-1整数变量,并对非线性的管道压降方程进行了合理的松弛化处理,建立了更符合实际的非线性混合整数规划模型.其次,基于序列线性化的思想,设计了一种求解该模型的序列混合整数线性化算法.最后,在不同规模的天然气管网系统中进行了多方面的对比实验.实验结果表明,新模型及求解算法能够有效降低成本、减少压缩机能耗,并且所需求解时间大大减少.