多种源、汇天然气输气系统调峰强度理论研究

大力发展天然气工业是推行可持续发展战略、优化能源结构、保护环境的重要措施。正在修建的以西气东输为代表的，连接许多城镇、用地下储气库和长输管线等调峰的、跨区域的、复杂的天然气多种源、汇输气系统, 我们不仅缺乏设计运行经验，在技术理论方面也亟待开发，难以满足现代化天然气供气系统的设计和管理要求，特别是用气负荷的不均匀性、调峰能力、地下储气库与城镇用气量的匹配关系和储气库中有效气与垫层气的比例等都是输气网络系统出现的技术和经济理论问题，所以该课题是我国国内目前迫切需要解决的有重要现实意义的应用基础性研究课题。本项目通过建立典型城镇负荷图谱，提出以影响不均匀性主要因素确定年、日、小时调峰容积的调峰强度理论；探索建立合理分配各种储气设施容积，最佳满足调峰需求的天然气输气系统理论基础。

目前可供电力系统调峰的电源有:

①水电常规机组;

②抽水蓄能机组;

③汽轮发电机组;

④燃气轮机组;

⑤其他新型式调峰电源。

（1）水电常规机组调峰。其调峰容量是根据水电厂的可调节保证电最进行计算。由于水电有许多优点.因此，在有水电的电力系统中均首先利用水电机组调峰。

（2）抽水储能机组调峰。其调峰容量由厂家规定。抽水储能机组调峰的优点是起停快。运行灵活，调峰效果显著;缺点是投资较大，消耗一定电能(以3 kW.h或4kW.h抽水电能换得2kW.h或3kw.h发电电能)。须具有一定的地理条件等。鉴于抽水蓄能机组的调频性能好，带负荷迅速，而且还可兼作调相机运行及电力系统事故备用电源。能改善火电及核电的运行条件，因此有条件的大电力系统均发展这类调峰电源。

（3）汽轮发电机组调峰。其调峰容量是本机组的可调节容量（指本机组运行的可变化容量，及利用机组起停调峰的容量之和）与其所担任的旋转备用容量之差。汽轮发电机组的可调节容量所占机组容量的比值，各个国家不尽相同，一些国家(美、英、日本等)大火电机组已考虑按调峰运行设计，燃煤汽包炉最小稳定负荷为额定值的30%-35%，而且机组起停快，起停次数可达一万次.可为系统提供较大的调峰容量。是电力系统主要调峰电源。有些发电机组是按带基本负荷设计的，燃煤炉最小稳定负荷，一般为额定值的70 %-80%。而且起停慢，负荷增长慢。负荷变动范围不大，为系统提供的调峰容量不大。

（4）燃气轮机组调峰，其调峰容贵就是机组的额定容量。它的优点是起动迅速，运行灵活，厂用电率低。缺点是要燃油和燃气，机组维护工作量大.发电成本高。由于一般单机容量小，调峰后设备损坏率离，因此在大电力系统中不能作为主要调峰电源。

（5）其他新型式调峰电源调峰。近年来国际上出现了一些新型式调峰电源。例如:

①采用压缩空气蓄能电站调峰。在系统低谷负荷时.将空气压缩存储在地下洞穴中，当系统高峰负荷时。抽出来加热并通过燃气轮机发电。目前已在美国、西德建成。

②采用热水蓄能电站调峰。在系统低谷负荷时，将火电厂多余蒸汽以热水形式储存在大型压力容器中，当系统高峰负荷时.将热水放出产生蒸汽发电。这已在日本、苏联研究试验 。

系统调峰需求量是按（1-β）Pm式计算，式中β为最小负荷率。Pm为电力系统最大日负荷。计算中要考虑不同年份、不同季节和不同时间的影响，从中选取最大值作为系统调峰需求童。对联络线较薄弱的地区，还应分地区计算。分地区进行平衡。