CN114626587B 一种考虑天然气管道掺氢的气电联合系统运行优化方法 （国网湖北省电力有限公司经济技术研究院）

一种考虑天然气管道掺氢的气电联合系统一种考虑天然气管道掺氢的气电联合系统电联合系统的基本参数以及气电联合系统中电2S1、收集气电联合系统的基本参数以及气电联所考虑节点处的天然气的密度，"s,s为t时刻管道内的氢气的质量，为t时刻管道内的天然气的质量，为t时刻所考虑节点处的氢气的质量流量，为t时刻所3式中，Px,s为t时刻所考虑节点处的氢4ij为管道ij横截面积，MFij，t+1为管道ij前端在t+1时刻的混合气体质量流量，ij为管道ij的直径；S4、建立考虑天然气管道掺氢的气电联合优化运行52.根据权利要求1所述的一种考虑天然气管道掺氢的气电联合系统运行优化方法，其式中，(.)k表示末端节点为k的天然气管道集合，k(.)表示m为连接节点集合；3.根据权利要求1所述的一种考虑天然气管道掺氢的气电联合系统运行优化方法，其6lim为线路最大传输功率列向量，S为由节点注入功率确定线路传输功率的灵敏07点i处电制氢机组在t时刻的耗电功率，为电转气节点i处电转气的产气质量流量，为电转气节点i处电转甲烷机组的制气效率，为电转气节点i处电制氢机组的8够通过转换成天然气(主要指CH4)并泵入天然气管网的方式实现进一步地消纳，同时进一步加强了电力系统与天然气系统之间的耦合，利用燃气机组和P2G机组实现二者之间的双的规模化输送，便可通过较少的投资，实现氢气的大规模储运，有效推动能源结构转型和9为管道ij的前端节点i在t时刻的混合气体压强，λ为摩擦系数，ij为管道ij的直径；入的混合气体中天然气的质量流量，M,"为天然气网络气源节点注入的混合气体中氢气火电机组i在t时刻的出力，为燃气机组在t时刻[0070]osp"sp"U为机组i需要维持的最小开机时间，TiD为机组i需要维持的最小停机时气节点i处电制氢机组在t时刻的耗电功率，为电转气节点i处电转气的产气质量流量，为电转气节点i处电转甲烷机组的制气效率，为提出了考虑天然气管道掺氢的气电联合系统运行优化方法，计及天然气系统的动态特性，[0106]确定气电联合系统(即研究的电力系统和天然气系统)的拓扑结构以及二者之间[0107]收集所研究的气电联合系统中的电力负荷、天然气负荷以及风电出力的预测曲长，为t时刻所考虑节点处的氢气的密度，pex,s为t时刻所考虑节点处的密度，"s,为t时刻管道内的氢气的质量，为t时刻管道内的天然气的质量，Ps,s为t时刻所考虑节点处的氢气的压强，Pcx,s为t时刻所考虑节点处2a)sinα描述了水平高度对动量方程的影响；表示二阶偏应力张量分[0147]由于动量方程中偏应力张量是包含气体流速ω二次项和密度ρ乘积的非线性项，[0151]用质量流量M代替动量方程与管道物质平衡方程中的流速ω,同时利用状态方程为管道ij的前端节点i在t时刻的混合气体压强，λ为摩擦系数，ij为管道ij的直径；[0169](1)假设氢气和天然气混合均匀成具有统一混合热值的气体，负荷节点混合气体[0184]基于步骤S3中提出的考虑管道掺氢的天然气系统动态模型，考虑燃气机组(GFU)和电转气(P2G)机组在电力系统和天然气系统联合运行过程中的能量双向耦合作用，建立天然气系统的运行费用之和，采用分段线性化方法对火电机组运行费用进行线性化处理，(元/kg)，cH为氢气的价格(元/kg)，为天然气网络气源节点注入的混合气体中天然气的质量流量(kg/m3)，M,"为天然[0192]式中，为风电场i在t时刻的风电功率(MW)，为负荷j在t时刻的负荷功率U为机组i需要维持的最小开机时间，TiD为机组i需要维持的最小停机时[0223]式中，为电转气节点i处电转甲烷(P2M)机组在t时刻的耗电功率(MW)，转气的产气质量流量(kg/s)，为电转气节点i处电转甲烷(P2M)机组的制气效率，为电转气节点i处电制氢(P2H)机组的制气效率[0224]本实施例针对39节点电力系统与27节点天然气系统组成的气电联合系统展开分[0226]天然气折标煤系数取1.674吨标煤/标煤，分别计算考虑天然气管道掺氢和天然气管道不掺氢情况下气电联合系