多種源、匯天然氣輸氣系統(tǒng)調(diào)峰強(qiáng)度理論研究

大力發(fā)展天然氣工業(yè)是推行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、保護(hù)環(huán)境的重要措施。正在修建的以西氣東輸為代表的，連接許多城鎮(zhèn)、用地下儲氣庫和長輸管線等調(diào)峰的、跨區(qū)域的、復(fù)雜的天然氣多種源、匯輸氣系統(tǒng), 我們不僅缺乏設(shè)計運(yùn)行經(jīng)驗，在技術(shù)理論方面也亟待開發(fā)，難以滿足現(xiàn)代化天然氣供氣系統(tǒng)的設(shè)計和管理要求，特別是用氣負(fù)荷的不均勻性、調(diào)峰能力、地下儲氣庫與城鎮(zhèn)用氣量的匹配關(guān)系和儲氣庫中有效氣與墊層氣的比例等都是輸氣網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)出現(xiàn)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)理論問題，所以該課題是我國國內(nèi)目前迫切需要解決的有重要現(xiàn)實意義的應(yīng)用基礎(chǔ)性研究課題。本項目通過建立典型城鎮(zhèn)負(fù)荷圖譜，提出以影響不均勻性主要因素確定年、日、小時調(diào)峰容積的調(diào)峰強(qiáng)度理論；探索建立合理分配各種儲氣設(shè)施容積，最佳滿足調(diào)峰需求的天然氣輸氣系統(tǒng)理論基礎(chǔ)。

目前可供電力系統(tǒng)調(diào)峰的電源有:

①水電常規(guī)機(jī)組;

②抽水蓄能機(jī)組;

③汽輪發(fā)電機(jī)組;

④燃?xì)廨啓C(jī)組;

⑤其他新型式調(diào)峰電源。

（1）水電常規(guī)機(jī)組調(diào)峰。其調(diào)峰容量是根據(jù)水電廠的可調(diào)節(jié)保證電最進(jìn)行計算。由于水電有許多優(yōu)點.因此，在有水電的電力系統(tǒng)中均首先利用水電機(jī)組調(diào)峰。

（2）抽水儲能機(jī)組調(diào)峰。其調(diào)峰容量由廠家規(guī)定。抽水儲能機(jī)組調(diào)峰的優(yōu)點是起?？臁＿\(yùn)行靈活，調(diào)峰效果顯著;缺點是投資較大，消耗一定電能(以3 kW.h或4kW.h抽水電能換得2kW.h或3kw.h發(fā)電電能)。須具有一定的地理條件等。鑒于抽水蓄能機(jī)組的調(diào)頻性能好，帶負(fù)荷迅速，而且還可兼作調(diào)相機(jī)運(yùn)行及電力系統(tǒng)事故備用電源。能改善火電及核電的運(yùn)行條件，因此有條件的大電力系統(tǒng)均發(fā)展這類調(diào)峰電源。

（3）汽輪發(fā)電機(jī)組調(diào)峰。其調(diào)峰容量是本機(jī)組的可調(diào)節(jié)容量（指本機(jī)組運(yùn)行的可變化容量，及利用機(jī)組起停調(diào)峰的容量之和）與其所擔(dān)任的旋轉(zhuǎn)備用容量之差。汽輪發(fā)電機(jī)組的可調(diào)節(jié)容量所占機(jī)組容量的比值，各個國家不盡相同，一些國家(美、英、日本等)大火電機(jī)組已考慮按調(diào)峰運(yùn)行設(shè)計，燃煤汽包爐最小穩(wěn)定負(fù)荷為額定值的30%-35%，而且機(jī)組起?？?，起停次數(shù)可達(dá)一萬次.可為系統(tǒng)提供較大的調(diào)峰容量。是電力系統(tǒng)主要調(diào)峰電源。有些發(fā)電機(jī)組是按帶基本負(fù)荷設(shè)計的，燃煤爐最小穩(wěn)定負(fù)荷，一般為額定值的70 %-80%。而且起停慢，負(fù)荷增長慢。負(fù)荷變動范圍不大，為系統(tǒng)提供的調(diào)峰容量不大。

（4）燃?xì)廨啓C(jī)組調(diào)峰，其調(diào)峰容貴就是機(jī)組的額定容量。它的優(yōu)點是起動迅速，運(yùn)行靈活，廠用電率低。缺點是要燃油和燃?xì)?，機(jī)組維護(hù)工作量大.發(fā)電成本高。由于一般單機(jī)容量小，調(diào)峰后設(shè)備損壞率離，因此在大電力系統(tǒng)中不能作為主要調(diào)峰電源。

（5）其他新型式調(diào)峰電源調(diào)峰。近年來國際上出現(xiàn)了一些新型式調(diào)峰電源。例如:

①采用壓縮空氣蓄能電站調(diào)峰。在系統(tǒng)低谷負(fù)荷時.將空氣壓縮存儲在地下洞穴中，當(dāng)系統(tǒng)高峰負(fù)荷時。抽出來加熱并通過燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電。目前已在美國、西德建成。

②采用熱水蓄能電站調(diào)峰。在系統(tǒng)低谷負(fù)荷時，將火電廠多余蒸汽以熱水形式儲存在大型壓力容器中，當(dāng)系統(tǒng)高峰負(fù)荷時.將熱水放出產(chǎn)生蒸汽發(fā)電。這已在日本、蘇聯(lián)研究試驗 。

系統(tǒng)調(diào)峰需求量是按（1-β）Pm式計算，式中β為最小負(fù)荷率。Pm為電力系統(tǒng)最大日負(fù)荷。計算中要考慮不同年份、不同季節(jié)和不同時間的影響，從中選取最大值作為系統(tǒng)調(diào)峰需求童。對聯(lián)絡(luò)線較薄弱的地區(qū)，還應(yīng)分地區(qū)計算。分地區(qū)進(jìn)行平衡。