恭喜国网湖北省电力有限公司经济技术研究院;华中科技大学王姝获国家专利权
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龙图腾网恭喜国网湖北省电力有限公司经济技术研究院;华中科技大学申请的专利一种考虑天然气管道掺氢的气电联合系统运行优化方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114626587B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-30发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210193832.4,技术领域涉及:G06Q10/04;该发明授权一种考虑天然气管道掺氢的气电联合系统运行优化方法是由王姝;赵红生;杨东俊;左连勇;颜炯;关钦月;艾小猛;方家琨设计研发完成,并于2022-03-01向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种考虑天然气管道掺氢的气电联合系统运行优化方法在说明书摘要公布了:一种考虑天然气管道掺氢的气电联合系统运行优化方法,该方法包括以下步骤:S1、收集气电联合系统的基本参数以及气电联合系统中电力负荷、天然气负荷和可再生能源出力的预测曲线;S2、建立天然气网络节点处天然气和氢气的质量流量的计算模型;S3、建立考虑管道掺氢的天然气系统动态模型;S4、建立考虑天然气管道掺氢的气电联合优化运行模型,并对模型进行求解得到日前开机方式。本设计不仅降低了系统运行成本,而且减少了碳排放量。
本发明授权一种考虑天然气管道掺氢的气电联合系统运行优化方法在权利要求书中公布了:1.一种考虑天然气管道掺氢的气电联合系统运行优化方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:S1、收集气电联合系统的基本参数以及气电联合系统中电力负荷、天然气负荷和可再生能源出力的预测曲线;S2、建立天然气网络节点处天然气和氢气的质量流量的计算模型;定义管道内天然气掺氢比例为: 式中,RV为天然气掺氢体积比,为t时刻管道内的氢气体积,为t时刻管道内的天然气体积,Δt为时间步长,为t时刻所考虑节点处的氢气的密度,为t时刻所考虑节点处的天然气的密度,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时刻所考虑节点处的天然气的质量流量;氢气的质量流量和天然气的质量流量之间的关系为: 令则: 记混合气体t时刻的质量流量为可得: 气体状态方程为: 式中,为t时刻所考虑节点处的氢气的压强,为t时刻所考虑节点处的天然气的压强,c为音速;则标准状态下有: 联列可得: 进一步有: 在RV确定的情况下,Kt为一常数,记作K;S3、建立考虑管道掺氢的天然气系统动态模型;通过以下三个方程来描述混合气体运动过程:混合气体动量方程: 式中,Aij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,MEij,t+1为管道ij末端在t+1时刻的混合气体质量流量,MFij,t为管道ij前端在t时刻的混合气体质量流量,MEij,t为管道ij末端在t时刻的混合气体质量流量,Δt为时间步长,Lij为管道的长度,pj,t+1为管道ij的末端节点j在t+1时刻的混合气体压强,pi,t+1为管道ij的前端节点i在t+1时刻的混合气体压强,pj,t为管道ij的末端节点j在t时刻的混合气体压强,pi,t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,为管道ij内混合气体平均流速,dij为管道ij的直径;管道物质平衡方程: 气体状态方程:p=c2ρ式中,c为音速,p为混合气体压强,ρ为混合气体密度;S4、建立考虑天然气管道掺氢的气电联合优化运行模型,并对模型进行求解得到日前开机方式;所述气电联合优化运行模型的目标函数为: 式中,Ng为传统火电机组台数,ccoal为标准煤当月实时价格,Ngas为天然气系统气源节点数量,为火电机组i在t时刻的煤耗量,为火电机组i单位启停成本;Sudi,t为火电机组i在t时刻的启停状态变化,为0-1变量,当其t时刻的启停状态不同于上一时刻时,Sudi,t=1,否则,Sudi,t=0;cM为天然气的价格,cH为氢气的价格,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,为天然气网络气源节点注入的混合气体中氢气的质量流量,Δt为时间步长。
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