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本期文章： 『研报』中国中长期天然气干线管网规划布局方法
『研报』中国天然气管网特征与计量要求
『研报』“双碳”目标下氢能产业高质量发展的管输战略与关键技术突破
以下正文：
一、 研究背景与目标
背景：在“双碳”目标下，中国天然气需求预计在2040年前持续增长。传统管网规划侧重于局部点对点匹配，难以适应“全国一张网”对资源全国统筹优化配置的要求。
目标：建立一套全新的规划方法体系，以克服现有研究在全局统筹、综合效益考量、长远因素分析等方面的不足，为“十五五”及更远期的干线管网规划布局提供科学参考。
二、 核心方法体系
该方法体系包含四个关键步骤，形成了一个完整的规划闭环：
构建“区域+通道”简化拓扑模型：
将全国根据资源外输、集散枢纽、末端市场三大功能，划分为9个区域（如新疆甘肃青臧为资源区，京津冀蒙为集散枢纽，长三角为末端市场）。
将区域间的主要干线管道等效为12条承担不同功能的“虚拟通道”，大幅简化复杂实体管网，聚焦跨区域资源配置的核心问题。
开展以“最小周转量”为目标的流向流量分析：
优化目标：最小化全网天然气周转量（输量×距离），以降低总体管输能耗和用户成本。
约束条件：综合考虑区域供需平衡、季节性波动、通道输送能力等。
模型求解：将问题转化为线性规划模型，并采用GLPK求解器进行高效求解，得出各通道的最优输量和负荷率。
基于N-1原则识别输送瓶颈：
为保障管网在事故（如单条管道失效）下的应急保供和调峰能力，为不同类型通道设定了负荷率上限（如资源外输通道需预留最大单管输送能力）。
将求解出的通道实际负荷率与上限对比，负荷率超标即判定为瓶颈。
以“综合成本最低”为导向比选建设方案：
针对识别出的瓶颈，提出多个可行的管道建设（新建或增压）方案。
评价指标：构建“综合成本”指标进行比选，该成本包含新增固定资产折旧、年能耗费用以及其他管输成本，旨在兼顾投资效益与运营经济性。
三、 针对2040年的实证分析结果
基于2040年天然气需求约7000×10⁸ m³的预测数据，应用上述方法得出关键结论：
识别出四大瓶颈通道：
通道I（区域1→4，西北外输通道）：负荷率101%，上限67%。主因中亚进气量增加。
通道III（区域3→6，中缅通道）：负荷率196%。主因缅甸来气减少而云南需求增长，该通道将反转为向云南输气。
通道VI（区域4→7）：负荷率97%，上限85%。主因西北来气及长庆气田产量增加。
通道VIII（区域5→7）：负荷率657%，上限75%。主因进口俄气资源增加。
推荐最优规划布局方案：
在三个比选方案中，综合成本最低的方案是：对通道I实施增压增输，并新建通道III、通道VI、通道VIII。
具体建设规模：通道I增输150×10⁸ m³/a，新建通道III（规模100×10⁸ m³/a）、通道VI（规模150×10⁸ m³/a）、通道VIII（规模500×10⁸ m³/a）。
四、 研究结论与意义
方法论价值：所提出的“区域+通道”模型、基于N-1的瓶颈识别准则及综合成本比选方法，共同构成了一套科学、系统且可操作的中长期管网规划方法体系。
政策与实践意义：该方法以社会效益为导向，注重提升管网安全可靠性与成本竞争力，能够在保障能源安全与民生需求的前提下，发挥有效投资作用，降低全社会用气成本，为国家与企业的管网规划决策提供了重要参考。
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