中国海油广东地区天然气保供方案实践与优化

为缓解中国北方地区冬季天然气供需紧张问题,基于中国海油在广东省产供储销体系及其与西气东输二线管网互联互通的现状,对广东地区天然气基础设施信息进行梳理。采用SPS软件对多气源、多用户管网进行瞬态调峰水力仿真分析,为广东地区天然气基础设施剩余能力"南气北送"、各气源、管网协同调度提供解决方案。为了促进中国海油海气、LNG接收站等基础设施产能释放,实现"南气北送"天然气保供,同时对"互联互通"后的天然气管网进行优化,提出依托现有深燃管道向深圳、香港地区供气替代西气东输二线南下供气的优化方案,为保障国家天然气供应安全提供依据。(图4,表1,参21)     

欧盟天然气产业链结构改革后管输管理新模式

开始于1998年的欧盟整体的天然气产业链结构改革已历时16年,特别是2009年后进入快车道。欧盟的3个天然气指令和两个天然气管网管理条例奠定了管输管理新模式的基础,加之建立监管机构、划定自主改革区域及加快基础设施建设,为新模式的推进提供了保障。一系列管网规则之中的欧盟管输管理新模式在不断完善之中,目前主要体现在:在管输费规则上,欧盟力推更能反映成本的"入口/出口"管输费体系,各国操作以收取管输容量费为主,有的兼收管输使用费,但各国具体办法差异仍较大;在管输能力分配规则上,欧盟通过拍卖机制分配其互联点上的管输能力,管输产品亦呈现不同的期限与"可靠性";欧盟采取的"超额认购-回购机制"与"非用即失机制"等管输拥塞管理机制可以提高管网系统使用效率,减少管输拥塞;欧盟采取的"管输平衡机制",可以提高管网系统的安全高效性,并促进天然气的短期交易。     

天然气长输管网优化建模及求解研究进展

天然气管网优化对于降低管网运营成本、提升天然气供应可靠性具有重要意义。将天然气管网优化模型分为基于物理属性与基于经济属性两类，系统总结回顾了天然气长输管网优化建模及求解的研究进展。现有研究多集中于解决特定阶段下单一属性的管网优化问题，但要提高管网的经济性、可靠性及可持续性，需要综合考虑经济属性与物理属性，并系统统筹设计优化与运行优化。当前，中国在天然气管网优化建模方面的研究主要集中在基于物理属性的建模方法上，未来还需关注天然气市场均衡模型在管网优化中的应用。在模型求解方面，总结了多种启发式算法。从管道安全优化、非稳态优化及市场均衡建模3个方面，对未来天然气管网优化建模的发展趋势进行了展望。（图1，参71）     

基于管网可靠度的天然气市场满意度评价

为了掌握天然气市场的供需态势,促进天然气行业发展,指导天然气管网建设规划,需要对天然气市场满意程度进行评价。天然气输送涉及基础设施设置、输送能力、安全性等,综合天然气管网供应能力和市场供需双方经济效益两方面因素,将管道供应可靠度与市场交易财务风险率相结合,构建了供需双方满意度评价方法:在一定供气量情况下,根据不同天然气用户的风险承受能力,按照用户用气优先保障顺序,分别对天然气用户和天然气管网系统的满意程度进行计算、对比,判断得出天然气市场的供需态势。运用基于管网可靠度的天然气市场满意度评价方法对某城市天然气市场进行满意度评价,结果表明:该方法是天然气市场有力的量化分析工具,能够量化供需双方的满意程度,进而掌握天然气市场的供需态势,为天然气销售、管网建设等提供决策依据。(图6,表4,参23)     

能源互联网中的天然气管网作用及其运行模式探讨

随着技术进步以及环保意识的提高,能源互联网正逐渐形成,可再生能源将逐步成为能源主体,对天然气管网的发展提出新的要求。从天然气管网特性的角度,对其融入能源互联网的条件及作用进行了分析：(1)从目前国内外天然气需求形势出发,指出天然气在保障能源安全中的重要地位,并分析了能源互联网的基本架构以及此架构下天然气管网运行特性研究不足的现状;(2)从干线管网现状、城市燃气管网建设以及天然气体制改革方面,分析了中国天然气管网发展现状,并从气电调峰、掺氢输送以及能量储存3个方面阐述了天然气管网在能源互联网中能起到的重要作用;(3)从天然气能量计量、需求侧综合管理、储能与能量转换设施建设以及多能源综合调度4个方面,探讨了天然气管网融入能源互联网的运行模式。针对能源互联网中天然气管网发展面临的形势及其关键技术,给出建设及发展建议,以期更好地发挥天然气管网储能量大、传输损耗低、新能源接纳能力强等优势。（图7,参29）     

我国天然气管网系统可靠性评价技术现状

为了保障天然气管网系统的运行安全,可以采用可靠性方法从系统层面定量评价与分析天然气管网的物理安全水平及整体供气水平,然而,我国在此方面的研究尚处于起步阶段。总结了我国天然气管网系统可靠性评价技术研究现状,从生产安全和供气安全两方面阐述了管网系统常用可靠性指标的概念和算法,分别探讨了长输管道和站场两个系统单元及整个管网系统的结构可靠度评估方法,以及系统供应可靠度和目标可靠度的确定方法,指出了管网系统可靠性评价技术的重要作用及发展方向。     

陕京天然气管网系统供气可靠度的敏感性

随着中国天然气需求量迅猛增长,天然气供应的安全性、稳定性及时效性备受关注,确定天然气管网系统可靠度显得尤为重要。以陕京天然气管网系统为研究对象,运用质量工程中常用的六西格玛法则,基于典型工况对最直接影响天然气管网系统可靠度的模拟次数、沿线分输方案、管段单元可靠度、站场单元可靠度、市场需求量5个方面进行敏感性分析。结果表明:由于天然气管网系统存在一定的设计冗余及自身可靠度较高,因此其受自身因素可靠度浮动的影响较小,而受供气需求量浮动的影响最为明显。研究成果为提高天然气管网系统供气保障能力提供了理论支持。     

考虑需求侧影响的天然气管网事故工况流量分配方法

天然气管网失效事件会严重影响天然气供应安全，降低天然气管网供气可靠性和用户满意度。为了最大限度保障用户的用气需求，将失效事件对管网供气可靠性和用户满意度的影响降至最低，提出耦合单元失效和需求侧影响的天然气管网事故工况流量分配方法。该方法首先建立适用于不同类型天然气用户的需求预测模型和用户分级机制；其次，天然气管网水-热力计算模拟，量化失效事件对管输能力的影响；最后，基于混合整数线性规划建立天然气管网流量分配优化模型，考虑用户需求侧和失效事件影响以及气源进气量、管网流量、压力和水力等约束，确定事故工况下管网最优流量分配方案。将所提方法应用于某实际天然气管网中，对管网关键供气节点和环节进行识别，并确定不同失效事件下的管网流量分配方案。结果表明，采用该管网流量分配方法，能够最大程度保障重要度更大的天然气用户，从而降低事故对下游用户的影响，为管网精准调控提供技术支撑。（图4，表6，参24）     

我国车用天然气业务发展现状与展望

汽车尾气污染和化石能源的不断消耗,迫切要求人类寻找新能源替代传统车用燃料,天然气作为车用燃料应运而生.对国内外车用天然气业务现状进行了梳理和论述,对我国车用天然气业务所面临的形势和竞争势态进行了分析,指出:我国车用天然气需求潜力巨大,LNG汽车将成为天然气汽车发展的亮点,油气合建站将成为建站的新模式.与此同时,车用天然气业务还应在建立健全相关法规、提高安全生产意识、重视重要设备国产化以及保障供应避免气荒等方面继续努力.     

天然气管道相互依赖性风险分析方法

为了分析天然气管网与其他基础设施在空间、功能上的复杂相互作用关系,以及其中隐含的安全风险,研究引入了相互依赖性的概念,并结合天然气管网风险管理的实际需求,在地理位置、功能及后果三个方面对其内涵进行了分析。提出一种基于相互依赖性的风险分析方法,其半定量模块为事故发生的概率和后果划分了等级,而定量模块可以估计事故风险可能性。通过算例演示了该方法的计算过程,并根据研究结果提出了降低天然气管道与其他基础设施的相互依赖性及其风险的建议。     

关于舟山市“菜篮子”工程的调查与思考

近年来,舟山市为保障蔬菜产品有效供给、平抑菜价等,在城乡地区打造了多个"菜篮子"生产基地,已取得显著成效。但在"菜篮子"工程建设中仍存在着诸如蔬菜供应种类不全、基础设施建设不完善、产业化程度不高、质量安全缺乏保障等问题。要解决这些问题应丰富产品供应种类、加强基础设施建设、提高产业化水平、加强质量安全监督等,完善市场产品直供体系,形成具有城市特色的经营模式,推动现代化都市农业的发展进程。     

蛛网式管网系统对天然气产业发展的作用及启示

大规模天然气管网建设需要科学、合理地布局,才能发挥其对整个产业发展的助推作用。以川渝地区天然气蛛网式管网系统为例,深入分析了其历史成因、结构特征及优势,以及在天然气产业发展中的特殊作用。蛛网式管网系统的核心价值在于通过环状化、网状化及压力分布式布局,提高管网覆盖密度和市场适应能力,进而促进市场高效发展;对产业发展的主要作用是确保安全稳定供气,高效培育市场,形成完整产业链并协调发展、联通区域内外市场,成就一体化管理特色优势。主要启示:应当加强顶层设计,引导大型区域管网形成蛛网式布局;构建天然气运输物流系统,助力现代天然气市场体系建设;以用气需求为导向,依托蛛网式管网系统打造天然气供应生态新局面。     

城镇天然气负荷预测方法研究进展

合理、准确地预测城镇天然气负荷已成为政府制订政策、气源端与管网建设以及优化运行调度的重要保障。在对国内外相关文献和实践进行广泛调研的基础上，结合天然气工业的发展历程，系统梳理了城镇天然气负荷预测技术研究进展，将其分类为早期传统预测方法、基于机器学习的预测方法以及组合预测方法。中国在应用基于机器学习的智能算法预测天然气负荷的研究方面已实现跨越式发展，成为当前国际上最活跃的研究群体。组合预测方法细化了对天然气用气特征的分析，预测结果的准确性更高，各种预测方法的组合应用研究已成为天然气负荷预测研究的热点。未来，应注重大数据处理和先进算法技术在天然气负荷预测中的应用，但仍不能忽视对负荷形成机制、特点等技术本质的深入研究。（图1，表1，参87）     

乌兹别克斯坦天然气出口与过境运输分析

中亚是"一带一路"重点合作区与互联互通核心区。乌兹别克斯坦地处中亚枢纽位置,是地缘政治支轴国,在中亚地区能源地缘政治格局中具有重要的战略地位。从天然气跨境管道、出口与运输、能源战略等方面介绍了乌兹别克斯坦的出口国与过境国地位,以及其对中国的地缘影响。基于通道权视角,提出加强中国进口通道应急能力、保障能源供应安全的建议。乌兹别克斯坦天然气管输设施发达,过境输能近1 400×10~8 m~3/a,可匹敌乌克兰,对土库曼斯坦、中国、俄罗斯的天然气供需关系重大。随着中国与中亚、中东之间能源互动发展,乌兹别克斯坦影响力与通道权将逐步上升。建议重视乌兹别克斯坦发展战略,通过能源合作强化相互依赖,弱化通道权力优势,从进口来源多元化、通道路由多选择性等提高能源通道体系的应急能力。     

欧洲天然气储气库概况与运营模式

地下储气库是天然气调峰的重要手段和国家能源供应的安全保障,中国储气库处于初级发展阶段,随着中国储气库的大量建设和投产,存在储气库运营体系未建立、管理流程及原则待完善等问题,导致调峰保供能力不足。系统论述了欧洲储气库现状、储气库运营体系、运营流程、管理规定与原则。借鉴欧洲储气库运营管理经验,总结得出:(1)欧盟2016年工作气量较2010年增加13倍,中国储气库调峰需求和建设规模也在不断增大,急需借鉴欧盟运营管理方法构建中国储气库运营管理模式;(2)制定多种储气容量产品及从快速波动储存到季节性储存的大范围储气服务,优化客户储气容量组合,达到灵活利用储气容量的目的;(3)欧洲储气库的回购、退订及二级市场机制有利于平衡客户间储气容量,从指派限制、使用容量、容量超限、中断与限制客户容量、注采再分配等方面制定详细规定,逐步形成全国统一的标准化操作运行流程;(4)中国储气库运营商应搭建储气库容量交易平台,随储气库规模的增加,建立单条管道多储气库联运平台,逐步形成多管道多储气库的全国性运行系统,联调联运,优化管网系统运行,实现管道储气库的大系统优化调峰。     

复杂网络理论的应用进展及对天然气管网的启示

随着中国天然气管网的逐步加密，管网运行愈加复杂，对管网拓扑结构、供气稳定性等方面的研究提出了新的挑战。近年来，复杂网络理论研究不断深入，已在交通、水力、电力等输送网络领域实现广泛应用。为借鉴复杂网络理论在相似输送网络中的研究成果，梳理了复杂网络理论在拓扑结构分析、输送可靠性评价、瓶颈识别、网络区域划分、网络流追踪5个方面的研究进展。针对中国天然气管网研究现状，提出发展建议：根据天然气管网无标度网络的特点，发展用于可靠性评价的随机抽样方法、网络流算法、人工智能需求预测方法，形成3大类瓶颈识别方法，建立区域划分算法，并对各类经营模式提出不同的网络流追踪算法；尽快进行管网拓扑结构特征分析，建立完整、快速的供气可靠性评价方法；利用网络流模型识别管网瓶颈，为新建管道提供依据；基于天然气管网供气特征进行区域划分，并发展一套清晰、透明的气流追踪算法用于管输费结算。研究结果可为天然气管网长期发展提供技术参考。（图1，表1，参75）     

中俄东线天然气管道运行保障关键技术

在中俄东线天然气管道投产后的运行阶段,因其高钢级、大口径、高压力、大输量的特点,且沿线途经高寒冻土区,故管道运行的不确定性因素多、风险高、维护与安全保障难度大。系统分析了中俄东线天然气管道在运行工艺方面面临的管网优化运行、冬季调峰、冰堵防治及放空回收等问题;在完整性管理方面面临的大口径管道内检测、高钢级管道安全状态评估等问题;在线路风险防控方面面临的天然气管道泄漏与安全状态监测、腐蚀、冻涨融沉防治等问题;在维抢修方面面临的管径1 422 mm管道的切割、退磁、修复等系列技术难题。归纳总结了国内外相关技术现状,提出解决问题的技术思路,总结了中俄东线天然气管道工程目前已取得的部分技术成果,以期为未来油气管道的建设与运营提供参考。(参52)     

基于社会网络分析的中国天然气市场研究

中国各省、各气源在全国天然气市场的中心度及重要性存在明显差异,为明确各省天然气市场的联系及各省、各气源的中心度及重要性,引入社会网络分析法(Social Network Analysis,SNA),对比分析了2005年与2010—2018年中国天然气市场中心度、派系、关联度的变化情况,中国天然气市场网络演变情况及中俄东线建成投产对中国天然气市场的影响,提出以下建议:增强除新疆、陕西以外省份天然气的增储上产,避免供应过于集中;加快天然气大型骨干管网和"互联互通"工程建设,增加东北、西北等地区市场联结程度;加强"北气南下"流向天然气管道的规划建设工作,增加华南、华中等地区在中国天然气网络中的重要性和联结性。分析结果可为未来中国天然气市场培育重点区域及长输管道建设重点区域的选择提供参考。(图2,表2,参20)     

中国西南天然气战略储备中心建设的思路与途径

为加快中国天然气战略储备建设,有必要率先布局区域性战略储备中心。在分析川渝地区战略储备需求、储备资源及区位优势等基础上,提出了中国西南天然气战略储备中心的建设思路,设计了基于天然气全产业链视觉的储备中心系统架构,并从储备设施布局、动力机制、技术政策保障等方面提出推进建设的主要途径。研究结果表明:川渝地区是建设区域性天然气战略储备中心的首选;基于全产业链视觉的区域性战略储备中心系统架构具有顶层设计的功能,是储备中心建设与运营的指导框架;加快打造中国西南天然气战略储备中心,应该从川渝地区天然气储备整体规划布局、市场化机制推动、健全管网体系及争取政策支持等方面积极推进。     

大型天然气管网可靠性评价方法研究进展

天然气管网是连接资源与市场的纽带,确保天然气管网安全运行与平稳供气是油气储运界的重要课题。当前,对天然气管网运行与供气可靠性的研究尚处于起步阶段,经典可靠性理论不能满足现实需要。论述了经典可靠性理论在天然气管网单元可靠性评价的适用性与在管网系统运行及其供气可靠性评价方面的局限,指出了天然气管网可靠性研究的关键问题,分析了国内外在该领域的研究现状和发展方向,总结了相近领域可供借鉴的研究成果。目前,评价天然气管网可靠性需要解决的主要问题包括:构造全方位、多维度的评价指标体系;整合现有理论与方法,将工程方法与经典理论相统一,建立完善的单元与系统可靠性评价方法;针对天然气管网的运行特点和用户需求构造基于可靠性的优化模型等。