Page 13 - 中国仿真学会通讯

此外， 天然气管道实时流量的物理模型［２５］ 为

Ｒ２１ － Ｐ２２ ＝ １ ２７ × １０１０ × λ Ｑ２ ρ Ｔ Ｚ （ ２７）
Ｌ ｄ５ Ｔ０

式中： Ｐ１ 和 Ｐ２ 分别表示天然气管道起点与终点的天然气压力； Ｑ 表示天然气管道的小时流量；
ρ 表示管道内的天然气密度； Ｔ 传输中的天然气温度； Ｔ０ 为温度值 ２７３ １５Ｋ。 当燃气压力小于
１ ２ＭＰａ（ 表压） 时， 天然气压缩因子 Ｚ 取 １。

天然气管网的经济性模型可表示为

ＣＧＬ ＝ Ｃｉｎｖ ＋ Ｃｉｎｖ ＋ Ｃｏｐｅ ＋ Ｃｏｐｅ （ ２８）
ＧＬ ＧＴ ＧＬ ＧＴ （ ２９）

ＢＧＬ ＝ ＶＧＬ ｐＧ

式中： Ｃ ＧＬ 表示天然气管网的成本 项； Ｃｉｎｖ 和 Ｃｉｎｖ 分别表示天然气管道和加压站的投资成本； Ｃｏｐｅ
ＧＬ ＧＴ ＧＬ

和 Ｃｏｐｅ 分别表示天然气管道和加压站的运维成本； ＢＧＬ 表示天然气管网的收益项， 等于天然气输
ＧＴ

送量 ＶＧＬ与天然气价格 ｐＧ 的乘积。

２） 储气罐模型。

储气罐的典型物理模型［２６］ 可表示为

ＶＧＳ ＝ ＶＣ（ ｐｈｉｇｈ － ｐｌｏｗ ） （ ３０）
ｐ０

式中： ＶＧＳ表示储气罐的有效储气体积； ＶＣ 表示储气罐的几何体积； ｐｈｉｇｈ、 ｐｌｏｗ 表示最高、 最低工

况下的绝对压力； ｐ０ 表示工程标准压力。 同时， 储气罐的经济性模型［２７］ 可概括为

ＣＧＳ ＝ Ｃｉｎｖ ＋ Ｃｉｎｓ ＋ Ｃｏｐｅ （ ３１）
ＧＳ ＧＳ ＧＳ

ＢＧＳ ＝ Ｅ ｄｉｓ Δｐ Ｇ （ ３２）
ＧＳ

式中： Ｃ ＧＳ 表示储气罐的成本项， 包含储气罐的初始投资成本 Ｃ ｉｎｖ 、 安装成本 Ｃｉｎｓ 、 运维成本 Ｃｏｐｅ ；
ＧＳ ＧＳ ＧＳ

Ｂ ＧＳ 表示储气罐的收益项； Ｅ ｄｉｓ 表示储气罐的放气量； ΔｐＧ 表示储气罐充、 放气时的天然气价格差
ＧＳ

值。

３） 加气站。

表征加气站的物理参数主要是加气流量， 其成本参数主要有加气站的初始投资成本、 运维

成本和用气成本， 加气站的主要受益来源于给天然气 ／ 氢气汽车的加气收益， 其物理、 经济模型

与充电桩类似， 囿于篇幅不再展开表述。

２ ２ 耦合型设备单元建模

２ ２ １ 气－电耦合设备单元建模

１） 燃气轮机模型。

燃气轮机典型的物理模型［２８－３０］ 可表示为

ＰＥＧＴ（ ｔ） ＝ ＶＥＧＴ（ ｔ） ＬＮＧ ηＥＧＴ （ ３３）
Δｔ

式中： ＰＥＧＴ（ ｔ） 表示燃气轮机时段 ｔ 的输出电功率； ＶＥＧＴ（ ｔ） 表示燃气轮机在时段 ｔ 的天然气消耗
量； ＬＮＧ表示天然气的低位热值； ηＥＧＴ表示燃气轮机的发电效率； Δｔ 表示时间步长。 燃气轮机的
经济性模型可概括为

ＣＥＧＴ ＝ Ｃｉｎｖ ＋ Ｃｏｐｅ ＋ ＣＧ （ ３４）
ＥＧＴ ＥＧＴ ＥＧＴ

ＢＥＧＴ ＝ ＥＥＧＴ ｐＥ （ ３５）

式中： Ｃ ＥＧＴ 表示燃气轮机的成本项， 包含燃气轮机的初始投资成本 Ｃｉｎｖ 、 运维成本 Ｃ ｏｐｅ 以 及 天然
ＥＧＴ ＥＧＴ

气消耗成本 Ｃ Ｇ ； Ｂ ＥＧＴ 表示燃气轮机的收益项， Ｅ ＥＧＴ 表示燃气轮机的出力电量； ｐＥ 表示电力价格
ＥＧＴ

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