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龍圖騰網(wǎng)恭喜國網(wǎng)湖北省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院;華中科技大學(xué)申請(qǐng)的專利一種考慮天然氣管道摻氫的氣電聯(lián)合系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN114626587B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-05-30發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202210193832.4，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G06Q10/04；該發(fā)明授權(quán)一種考慮天然氣管道摻氫的氣電聯(lián)合系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化方法是由王姝;趙紅生;楊東俊;左連勇;顏炯;關(guān)欽月;艾小猛;方家琨設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2022-03-01向國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本一種考慮天然氣管道摻氫的氣電聯(lián)合系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化方法在說明書摘要公布了：一種考慮天然氣管道摻氫的氣電聯(lián)合系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化方法，該方法包括以下步驟：S1、收集氣電聯(lián)合系統(tǒng)的基本參數(shù)以及氣電聯(lián)合系統(tǒng)中電力負(fù)荷、天然氣負(fù)荷和可再生能源出力的預(yù)測(cè)曲線；S2、建立天然氣網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處天然氣和氫氣的質(zhì)量流量的計(jì)算模型；S3、建立考慮管道摻氫的天然氣系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型；S4、建立考慮天然氣管道摻氫的氣電聯(lián)合優(yōu)化運(yùn)行模型，并對(duì)模型進(jìn)行求解得到日前開機(jī)方式。本設(shè)計(jì)不僅降低了系統(tǒng)運(yùn)行成本，而且減少了碳排放量。

本發(fā)明授權(quán)一種考慮天然氣管道摻氫的氣電聯(lián)合系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種考慮天然氣管道摻氫的氣電聯(lián)合系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：S1、收集氣電聯(lián)合系統(tǒng)的基本參數(shù)以及氣電聯(lián)合系統(tǒng)中電力負(fù)荷、天然氣負(fù)荷和可再生能源出力的預(yù)測(cè)曲線；S2、建立天然氣網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處天然氣和氫氣的質(zhì)量流量的計(jì)算模型；定義管道內(nèi)天然氣摻氫比例為： 式中，RV為天然氣摻氫體積比，為t時(shí)刻管道內(nèi)的氫氣體積，為t時(shí)刻管道內(nèi)的天然氣體積，Δt為時(shí)間步長，為t時(shí)刻所考慮節(jié)點(diǎn)處的氫氣的密度，為t時(shí)刻所考慮節(jié)點(diǎn)處的天然氣的密度，為t時(shí)刻管道內(nèi)的氫氣的質(zhì)量，為t時(shí)刻管道內(nèi)的天然氣的質(zhì)量，為t時(shí)刻所考慮節(jié)點(diǎn)處的氫氣的質(zhì)量流量，為t時(shí)刻所考慮節(jié)點(diǎn)處的天然氣的質(zhì)量流量；氫氣的質(zhì)量流量和天然氣的質(zhì)量流量之間的關(guān)系為： 令則： 記混合氣體t時(shí)刻的質(zhì)量流量為可得： 氣體狀態(tài)方程為： 式中，為t時(shí)刻所考慮節(jié)點(diǎn)處的氫氣的壓強(qiáng)，為t時(shí)刻所考慮節(jié)點(diǎn)處的天然氣的壓強(qiáng)，c為音速；則標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下有： 聯(lián)列可得： 進(jìn)一步有： 在RV確定的情況下，Kt為一常數(shù)，記作K；S3、建立考慮管道摻氫的天然氣系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型；通過以下三個(gè)方程來描述混合氣體運(yùn)動(dòng)過程：混合氣體動(dòng)量方程： 式中，Aij為管道ij橫截面積，MFij，t+1為管道ij前端在t+1時(shí)刻的混合氣體質(zhì)量流量，MEij，t+1為管道ij末端在t+1時(shí)刻的混合氣體質(zhì)量流量，MFij,t為管道ij前端在t時(shí)刻的混合氣體質(zhì)量流量，MEij，t為管道ij末端在t時(shí)刻的混合氣體質(zhì)量流量，Δt為時(shí)間步長，Lij為管道的長度，pj，t+1為管道ij的末端節(jié)點(diǎn)j在t+1時(shí)刻的混合氣體壓強(qiáng)，pi，t+1為管道ij的前端節(jié)點(diǎn)i在t+1時(shí)刻的混合氣體壓強(qiáng)，pj,t為管道ij的末端節(jié)點(diǎn)j在t時(shí)刻的混合氣體壓強(qiáng)，pi，t為管道ij的前端節(jié)點(diǎn)i在t時(shí)刻的混合氣體壓強(qiáng)，λ為摩擦系數(shù)，為管道ij內(nèi)混合氣體平均流速，dij為管道ij的直徑；管道物質(zhì)平衡方程： 氣體狀態(tài)方程：p＝c2ρ式中，c為音速，p為混合氣體壓強(qiáng)，ρ為混合氣體密度；S4、建立考慮天然氣管道摻氫的氣電聯(lián)合優(yōu)化運(yùn)行模型，并對(duì)模型進(jìn)行求解得到日前開機(jī)方式；所述氣電聯(lián)合優(yōu)化運(yùn)行模型的目標(biāo)函數(shù)為： 式中，Ng為傳統(tǒng)火電機(jī)組臺(tái)數(shù)，ccoal為標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)月實(shí)時(shí)價(jià)格，Ngas為天然氣系統(tǒng)氣源節(jié)點(diǎn)數(shù)量，為火電機(jī)組i在t時(shí)刻的煤耗量，為火電機(jī)組i單位啟停成本；Sudi，t為火電機(jī)組i在t時(shí)刻的啟停狀態(tài)變化，為0-1變量，當(dāng)其t時(shí)刻的啟停狀態(tài)不同于上一時(shí)刻時(shí)，Sudi，t＝1，否則，Sudi，t＝0；cM為天然氣的價(jià)格，cH為氫氣的價(jià)格，為天然氣網(wǎng)絡(luò)氣源節(jié)點(diǎn)注入的混合氣體中天然氣的質(zhì)量流量，為天然氣網(wǎng)絡(luò)氣源節(jié)點(diǎn)注入的混合氣體中氫氣的質(zhì)量流量，Δt為時(shí)間步長。

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