天然气管网中掺氢以减排碳的经济优化
最优化与控制
2023-05-23 v2
摘要
我们提出一个经济优化问题，用于分配天然气与氢气混合物流经大规模运输管道网络的流量。气体混合物的物理流动采用压力降与流量之间的稳态关系建模，该关系依赖于网络各位置处组分的质量浓度。目标函数反映系统所提供的经济价值，计入抽出流中输送的能量、天然气与氢气注入成本以及避免的碳排放。该问题在物理流动方程、节点平衡与混合定律以及工程不等式约束下求解。期望的能量输送速率与最小氢浓度可分别指定为不等式约束的上界与下界值，我们针对两个测试网络考察了物理压力与流动解对这些参数的敏感性。结果证实，提高氢浓度需要消耗更多压缩能量以输送相同能量内容，且该表述可用于评估由此产生的碳减排效益。
引用
@article{arxiv.2210.16385,
title = {Optimization of Hydrogen Blending in Natural Gas Networks for Carbon Emissions Reduction},
author = {Mo Sodwatana and Saif R. Kazi and Kaarthik Sundar and Anatoly Zlotnik},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.16385},
year = {2023}
}
备注
In Proceedings of the 2023 American Control Conference