IZRAČUN PRETOKOV ZEMELJSKEGA PLINA V PLINSKEM OMREŽJUSMOLNIKAR, IGOR (Avtor) Pantoš, Miloš (Mentor) izračun pretokov moči v električnem omrežjuizračun pretokov zemeljskega plina v plinskem omrežjuNewton-Raphsonova iterativna metodahkratni izračun pretokov moči in plinahibridno energetsko vozliščeVelik delež električne energije se pridobiva s plinskimi elektrarnami (PE), njihov prispevek pa se bo v prihodnosti še povečeval. Gre za proizvodne objekte z relativno nizkimi investicijskimi stroški in sposobnostjo hitrega prilagajanja obratovalne moči ter visokim izkoristkom. PE so pomembne za zagotavljanje zanesljivega obratovanja elektroenergetskega sistema (EES), za njihovo nemoteno obratovanje pa je ključnega pomena zanesljivost dobave zemeljskega plina (ZP), katerega dobavo zagotavlja plinsko omrežje (PO). Plinske elektrarne so vezni členi med EES in PO, v obeh vrstah omrežij pa nastopajo v različnih vlogah – kot proizvajalci električne energije v EES in kot porabniki zemeljskega plina v PO. Z deregulacijo trga z električno energijo se je povečala tudi medsebojna odvisnost EES in PO, saj PE nastopajo hkrati na trgu električne energije in na trgu zemeljskega plina, zato na obratovanje PE vplivajo tudi tržne razmere, ki so odvisne od trenutnih cen električne energije in zemeljskega plina. Pri načrtovanju EES in dograjevanju novih proizvodnih objektov v EES se vedno bolj razmišlja o PE, pri čemer ima veliko vlogo tudi visoka cena zemeljskega plina. Za uspešno načrtovanje obratovanja EES in PO so potrebne metode, s katerimi je mogoče simulirati delovanje obeh vrst sistemov ter napovedati njihovo obnašanje ob spremembah parametrov proizvodnih objektov. V magistrskemu delu smo predstavili metodo za izračun pretokov zemeljskega plina (angl. natural gas loadflow) v plinskem omrežju, ki temelji na metodi za izračun pretokov moči v elektroenergetskem sistemu (angl. electric load flow). Obe metodi se uporabljata pri skupni analizi EES in PO. PO je kompleksno in ga lahko opišemo z nelinearnimi enačbami, ki se razlikujejo glede na mnoge dejavnike, ki vplivajo na delovanje PO. Predstavili smo fizikalne enačbe za elemente PO, plinovode in kompresorje, ter njihove matematične modele, s katerimi smo zgradili model PO. Ker je analitični izračun nelinearnih enačb zahteven oz. v praksi pogosto tudi nerešljiv, smo izračune pretokov plina v PO izračunali pomočjo Newton-Raphsonove iterativne metode, podobno kot pri izračunih moči v EES. Med analizo EES in PO obstajajo tako podobnosti kot razlike, pri čemer so nekatere sistemske spremenljivke EES in PO med seboj analogne (npr. električni tok - pretok plina, električna napetost - tlak plina). Pretoke plina smo izračunali za testno PO, ki ga sestavljajo plinski viri (dobava), odjemalci plina (bremena), vozlišča, plinovodi ter kompresorji. Pretoke plina smo izračunali tudi za primer dograditve shranjevalnika ZP v PO. Ker sta EES in PO medsebojno odvisna, smo testno PO povezali s testnim EES, ter s pomočjo izračuna pretokov moči v EES in pretokov plina v PO simulirali obratovanje PE s stališča obeh omrežij, kar predstavlja analizo kombiniranega sistema. Ker analiza kombiniranih sistemov omrežja običajno obravnava ločeno, smo predstavili metodo za hkratni izračun pretokov moči in plina v kombiniranem sistemu EES in PO. Predstavili smo tudi model s hibridnim energetskim vozliščem, ki lahko poleg EES in PO analizira tudi sistem daljinskega ogrevanja (DO). Vhodni podatki za model z energetskim vozliščem so rezultati analiz ločenih sistemov EES, PO in DO.20162016-09-14 09:13:13Magistrsko delo85159VisID: 34170sl