[科普中国]-气电混联系统

气电混联系统是指天然气系统和电力系统通过燃气轮机或压缩机等耦合元件连接在一起的统一系统，能有效提高能源的利用率。

能源是国家发展的基础，近年来，随着能源互联网、综合能源系统等理念的不断推广，能源系统的发展呈现多样化、智能化、信息化趋势。在由电力、天然气和热力系统共同构成的区域综合能源系统中，能源祸合紧密，互补互济，可实现能源的梯级利用和协同优化。其中，天然气系统具有易存储、绿色清洁、安全可靠等特点；同时，随着燃气轮机、热电联产等技术的广泛应用以及对能源集线器技术不断的研究，天然气在能源系统中的重要性愈加显著。而能源系统彼此之问祸合不断加强，需要深入研究其交互影响和协同优化方法。

气电混联系统是指天然气系统和电力系统通过燃气轮机或者压缩机等元器件耦合的统一系统，能有效提高能源的利用率。

天然气系统与电力系统存在一定的相似性，在稳态建模和潮流分析特性等方面尤其明显，因此可以借鉴电力系统已有的分析思路开展研究。天然气系统与电力系统的主要差异是：前者具有大规模储存特性且对气质有特殊要求，对这种差异性的分析往往是提高综合能源系统供能质量的关键。天然气本身是由多种气体成分构成的，其气质在系统引入其他种类天然气或出现新的注气点后会发生一定变化；此外，由于经济调度与需求侧管理等原因，天然气系统的负荷调节也会引起其网络状态发生变化。针对上述现象，传统的天然气系统分析方法往往难以适用。

基于上述分析，气电混联系统稳态求解思路主要分成四个部分，首先，对天然气系统网络状态变化进行分析，判断是否有注气点或气质的改变，根据其变化调节天然气系统求解模型，并完成天然气系统初始化设置；其次，通过牛顿法对天然气系统潮流方程进行求解，并根据其结果求得天然气灵敏度矩阵；再次，结合天然气系统相关信息，分析能源耦合环节能量交互方式并进行数值求解；最后，将上述信息带入到电力系统计算过程，若电力系统计算结果均在系统的合理运行区间，则计算结束输出结果；否则，返回能源耦合环节并对其进行调整，通过循环迭代，保证电力系统运行在合理范围之内。进一步，结合综合求解信息，探究天然气系统网络状态的改变对其自身以及与之耦合的电力系统影响。

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