中国中长期天然气干线管网规划布局方法研究

作     者：周大可 杨嘉 刘伟 周美领 陈希 张峰 张也 赵洋 

作者机构：国家管网集团工程技术创新有限公司 

出 版 物：《油气储运》 (Oil & Gas Storage and Transportation)

年 卷 期：2025年

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 080706[工学-化工过程机械] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 082003[工学-油气储运工程] 

基　　金：国家石油天然气管网集团有限公司科学研究与技术开发项目“全国天然气管网决策支持平台关键模型研发” SJSGCXGS202301 

主　　题：天然气 干线管网 拓扑模型 流向流量 瓶颈分析 综合评价 规划布局 

摘      要：【目的】“双碳目标下，中国天然气需求在2040年前仍将保持较快增长速度，天然气管网规模将进一步扩大。传统天然气管网布局侧重资源与市场点对点局部匹配，对于全国市场需求分布与资源统筹优化配置考虑不足，难以适应当前“全国一张网背景下的天然气管网规划、建设与运营需求，因此必须建立科学、系统的方法体系，为“十五五与远期天然气干线管网规划布局提供参考。【方法】基于全国资源市场空间分布与已建天然气干线管网布局特征，构建“区域+通道模式的干线管网简化模型；建立以最小周转量为优化目标，以管输能力为约束的流向流量分析方法，采用GLPK求解器求解各通道负荷率，基于N-1原则提出各通道负荷率上限并识别通道瓶颈；结合通道瓶颈提出多个可行的规划布局方案，建立由建设投资与运行能耗等因素构成的综合评价指标体系，以综合成本最低为导向确定最优规划布局方案。【结果】基于2040年天然气供需预测数据开展流向流量分析，识别出已建天然气干线管网主要存在4个瓶颈，提出3种可行的规划布局方案，通过综合比选确定未来中国需要在Ⅰ、Ⅲ、Ⅵ、Ⅷ等通道进行规划布局。【结论】通过建立“区域+通道模式的干线管网简化模型能够突出天然气资源配置核心问题，为优化管网输送方案提供数据支撑；构建基于N-1原则的瓶颈识别准则与以社会效益为导向的综合比选方法为规划布局提供了主要依据，进而建立了一套科学、系统的天然气管网规划布局方法体系，能够实现在保障国家能源安全与民生用气需求的前提下，发挥有效投资的关键作用，降低管网运行能耗，为中长期天然气干线管网规划与建设决策提供参考。