天然气管网多状态可靠性及天然气市场满意度计算

天然气管网系统可靠性影响因素众多,运用极限状态条件下的可靠性计算方法不能满足实际需求,运用不同类型随机变量既可以开展天然气管网多状态条件下系统可靠性概率计算,也可以表示管网运行参数的变化。将管道生产运行参数变换为规范的独立随机变量,进而利用边缘分布函数简化管网可靠性概率计算。综合天然气管网供应能力和天然气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损失率相结合,形成供需双方满意度的计算方法,为天然气管网运行及市场经营决策提供了量化分析工具。     

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）     

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。     

复杂天然气管网系统运行期可靠性评价体系

中国天然气管道行业正朝着规模化、网络化方向发展,整个管网系统运行期的输气保障能力受到广泛关注,对其完成输送任务的可靠性进行评价显得尤为重要。为了保障大型天然气管网系统安全、高效运行与管理,对管网系统可靠性指标、系统可靠度计算、单元可靠度计算、可靠性数据及可靠性管理开展了研究。提出了包括可靠性类、维修性类以及健壮性类的3层系统可靠性评价指标体系,建立了基于管道工艺仿真的物理管网系统可靠度分布式阶梯计算模型,能够实现管网/管道/站场系统可靠度的简化、快速计算。将该计算模型在某压气站进行案例试算,按照站场系统→典型结构→基本回路→设备单元的顺序,将管网拓扑结构由上至下拆分为不同层级的可靠性框图,再利用单体设备可靠度由下至上依次计算各层级可靠度,获得该压气站在不同压缩机启停方案下的可靠度。该研究成果为今后持续开展大型天然气管网系统可靠性评价及管理奠定了基础。     

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。     

成品油管网可靠性分析的研究进展

成品油管网作为连接上游炼厂与下游市场的重要中间环节,一旦发生事故,将会对油品供应造成严重影响。由于成品油管网运行工艺的复杂性,目前针对成品油管网可靠性分析的研究体系尚不完备。为此,从成品油管网系统设备单元可靠度计算、系统可靠性建模方法两个方面,总结了成品油管网可靠性分析的主要研究进展,并梳理了研究过程中所面临的难题。同时,对原油管网、天然气管网、城市供水管网、供热管网、供电管网的相关研究思路、评价方法、计算方法等进行了深入剖析,以期为成品油管网可靠性分析的进一步研究提供借鉴。(参62)     

欧盟天然气保供策略对中国天然气供应安全的启示

当前中国天然气供应存在供应结构不平衡、供需矛盾加剧、储气设施不足、运输和配送网络不完善等问题，严重威胁天然气供应安全。欧盟国家与中国在天然气行业体制方面有很多相似的特征，其保供策略对保障中国天然气供应安全具有重要借鉴和启示价值。为此，在分析欧盟国家应对天然气供应危机时所采取的提高天然气供应源多元化程度、加强天然气储备与管网基础设施建设、加大可替代能源投入、健全天然气供应安全法规建设等策略基础上，从提高天然气多元化供应水平、加强天然气管网基础设施建设、建立统一天然气调度平台、加快相关法规制度建设等方面提出保障中国天然气供应安全的建议，以期提升中国天然气供应保障能力。（图1，表1，参37）     

陕西省天然气供需平衡分析及对策

为了促进陕西省天然气市场协调发展,应对天然气供需矛盾,基于陕西省天然气供应量的组成、天然气消费量的增长情况以及逐年增大的供需缺口,分析了天然气长输管网的负荷分布、运行特点以及燃气用户的用气特征,总结出影响陕西省天然气供需平衡的3个主要因素:供应量与需求量不均衡,天然气管网负荷不均衡,现有用户需求变化不均衡。建立了陕西省天然气年需求量数学模型,预测了近3年陕西省天然气的消费量和调峰量,并基于预测结果,结合供需平衡影响因素,提出了解决措施:争取多种类、多方向的供气来源,扩大天然气市场,多级共担调峰,合理化用户结构。     

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。     

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。     

多气源混输管网的供气方案

为了提高天然气管网供气的可靠性和安全性,多气源同时接入跨区域大型管网的混输格局逐步形成.由于不同气源的气质以及供应形式存在差异,而且下游用户对热值波动的敏感度不同,对下游用户的计价原则也不同,因此提出合理的混输管网供气方案,实现城市管网公司及下游终端用户的利益均衡是急需解决的技术难题.基于中山大学BP液化天然气中心研发的燃气混输管网动态仿真平台,对某市高压混输管网进行仿真模拟,主要针对管网分开输送方案和多气源相互调配方案两种混输供气方案进行对比分析模拟,通过模拟两种方案中下游终端用户的热值动态响应情况,分析热值/华白指数波动对下游终端用户的影响,以及不同热值气源与各类下游用户的对应匹配情况.     

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)     

供需两难市场现尴尬 节奏放缓流通承巨压

正本期嘉宾:河北金桥农资有限公司常务副总经理苏景刚嘉宾观点目前化肥市场正处在供需两难的尴尬阶段。供应方面,在环保高压和天然气紧张的特殊阶段,生产成本增加,厂家生产承压开工率不高。需求方面,国内价格火爆但是市场需求冷清,国际市场价格倒挂出口困难。目前市场虚中有实、实中有虚,长期难测,短期盘整。在环保、原料涨价、天然气供应紧张等多重因素影响的态势下,肥料市场价格一路水涨船     

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）     

树枝状输气管网可靠性评估

基于天然气管网可靠度的概念,将图论中的最大流可靠度和基于阈级的单元重要度引入树枝状输气管网系统可靠性的分析,得到了求解输气管网系统可靠性指标——可靠度的数学模型,并将之用于对输气管网系统进行可靠性评估。结合苏里格气田苏10井区集输管网实例,阐述了该方法的具体应用步骤。分析了影响管网系统可靠度的主要因素,指出：管网系统可靠度计算正确与否严重依赖于组成系统各单元可靠度数据的准确性;管网的拓扑结构和管段单元重要度对管网系统可靠度的影响较大,愈是靠近汇点的管段,其单元重要度愈高;基于阈级的单元重要度对管网系统可靠度的反映并不完美,尚须引入其他可靠性指标;在选择气田集输管网方案时,必须综合考虑工艺可行、经济节约和方案可靠等多方面因素。     

大型天然气管网运行方案多目标决策优化

基于多目标决策优化技术理论,开展了天然气管网运行优化研究。确定了大型天然气管网运行方案多目标决策优化系统的架构,指出了建立综合评价指标体系的基本原则和具体步骤,提出了对模拟运行方案进行评价的标准模式,明确了采用兼容度法对评价方法进行再评价。以"西气东输-陕京一、二线-冀宁线"天然气管网为例,构造了5套管网运行方案,运用大型天然气管网运行方案多目标决策优化技术对运行方案进行优选,初步验证了该技术思路和方法的科学性、可行性,其中:模糊综合评价法最适合所建立的天然气管网运行优化方案评价体系。     

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)     

城市天然气管网的模糊风险评价方法

运用模糊综合评判方法对城市天然气管网运行的风险评价方法进行研究,给出了城市天然气管网模糊风险评价的流程,提出了管网的分段原则,并在此基础上探讨了城市天然气管网模糊风险评价的研究方向.     

动态模拟在燃气环网储气调峰设计中的应用

天然气管道环网沿线用户用气量经常变化，尤其将天然气作为调峰电厂的燃料时，管网系统会出现输气不均衡现象。利用管道储气技术，通过动态模拟计算方法可以调整和优化设计，解决系统供需矛盾，向用户安全、稳定供气。动态模拟方法是基于流体力学原理，用数学分析方法对输气管网系统运行参数进行描述，以调整和优化管网系统设计。结合工程实例，采用动态模拟方法计算了管网系统储气调峰能力，并对储气量进行了校核，所得结果符合调峰电厂的储气调峰要求。