在能源互联网大背景下，微电网成为高效利用可再生能源的有效途径。随着储能技术、负荷预测技术及需求侧管理的逐步成熟，大量的储电、储热及需求侧响应用到微电网中用以提高光伏消纳率、改变负荷曲线及减小峰谷差[1]。光电微网系统是面向可持续能源发展战略的一种新型能源供应体系。
一、天然气场站用能分析
（一）常见燃气场站类型及工艺流程
1、门站及调压站
压力：长输管道—城镇管网（4.0MPa~0.4MPa），供气能力：一般在20000~50000 Nm3/h。从长输管道来的天然气经过加臭、过滤、计量、调压等工艺流程，送入站外城镇燃气管网，供应燃气用户使用。
2、LNG加气站
压力：LNG槽车储气瓶—LNG汽车储气瓶（1.6MPa~1.6MPa），供气能力：一般在20000~30000 Nm3/d。LNG由槽车运至本站，用潜液泵将LNG卸入储罐中，当有汽车前来加气时，通过潜液泵和加气机将LNG注入汽车储气瓶，具有卸车、储存、加气、调压（包括储液罐、气相增压；槽车液、气相增压）等功能。
3、CNG加气母站
压力：管网天然气-槽车储气瓶(1.6MPa~25MPa)，供气能力：一般在100000~150000Nm3/d。管网中的燃气经过滤、调压、计量、缓冲，进入压缩机，经压缩后进入深度脱水装置，再经加气柱向槽车储气瓶充气。
（二）燃气场站负荷分析
燃气场站负荷主要包括工艺生产流程中产生的能耗及站内生活设施的负荷。主要耗能设备包括压缩机、天然气加热器等。压缩机的冷却目前多采用内循环水冷+风冷技术，CNG减压站、门站及调压站都涉及到天然气减压过程，需要对燃气进行加热保温[2]。
1、压缩机
压缩机主要用于CNG站，CNG用电包括动力消耗和照明消耗，其中动力消耗包括压缩机、脱水装置、控制系统等，占CNG站能耗总量的90%以上。CNG常规站压缩机额定功率在185kW及以上，母站压缩机功率更大，可以达到315kW及以上。
2、天然气加热器
在天然气场站中，通常具备天然气的调压功能，即通过调压器将高压天然气降压至中压或低压后供给下游用户。伴随着天然气的降压，天然气的温度也随之降低，有时降压后的天然气温度将达到0°以下。对于来气温度为0～5℃的天然气，由4MPa降至0.4MPa，天然气温度将降低约20℃，如果不对调压前的天然气加热，调压后天然气温度过低，有可能在管道内造成管道阻塞，影响到管道的正常输气。为此通常要在天然气调压前，对天然气进行升温加热，确保调压后的天然气温度不低于0℃。
3、站内仪器仪表
燃气场站仪器仪表用电是场站用电设备的主要部分之一，通常仪器仪表用电量少于伴热用电，但属于全年型负荷，而伴热用电属于季节性负荷，因此仪器仪表用电量不容小觑。场站内仪器仪表包括工艺装置区工艺设备，如电动阀门，调压装置、计量装置、加臭装置等；给排水系统，如稳压泵、排污泵、深井泵、污水处理设备等；技防用电设备，如报警设备，监控设备等。
4、建筑负荷
门站使用功能复杂多样，需要运行人员 24 小时在岗值守，因此门站在建站时会配套全套的生活设施，包括插座、暖通、照明设施等。生活用电部分占总能耗比例较小，一些地区燃气调压站甚至是无人值守站，而调压箱不建设相应的生活辅助设施，用电设施多为工艺用电。建筑热负荷包括建筑的采暖、空调制冷（热）、生活热水的制备。对于夏热冬冷地区的天然气场站，站内建筑通常配置分体式空调进行夏季制冷和冬季采暖。在北方地区冬季即使空调全负荷运行，由于室外气温较低，利用分体空调采暖的效果并不好。生活热水还需要配置电锅炉或燃气锅炉解决。
二、燃气场站光电供能方案
（一）光伏发电+电力供热+储能
当站内无工艺热负荷（管道伴热或保温需求），且光伏系统输出电能可以满足站内总负荷需求时，由光伏系统和电热系统直接供电及供热，多余能量送入储能系统或电网，能量转换如下：
图1 光伏发电+电力供热+储能系统
（二）光伏发电+光伏供热+电网+储能
当站内有少量工艺热负荷（管道伴热或保温需求），且光伏系统输出电能大部分情况下可以满足站内总负荷需求时，采用光伏发电、光伏供热或光伏光热一体化技术提供站内所需电、热负荷。多余能量送入储能系统存储，供能不足时可由电网进行补充。
图2光伏发电+光伏供热+电网+储能系统
三、光电供能方案选取原则
选择光电微网具体方案时，首先需要用户（即各场站）提供光伏改造系统所需参数，主要包括：天然气场站的类型、所处的地域、场站能够提供安装光伏系统的场地面积等参数。将参数“场站类型”与“所处地域”相结合，可以综合判断出此场站所需的用电量大小，即生活用电与生产用电；参数“所处地域”同时还决定了场站当地的日照强度，进而决定了单位面积光伏发电的能力。光伏发电的总量除了日照强度，场站所能提供的面积也是重要因素。
四、总结
光电微网系统是面向可持续能源发展战略的一种新型能源供应体系，它打破了传统的以单体能源独立供应的传统能源生产关系，融了入可再生能源等清洁能源技术，并集成多种能源载体协同供能的一体化能源综合服务系统。随着可再生能源在综合能源系统中的不断应用，多种能源载体混合供能成为供给侧的基本常态。
参考文献：
[1]沈鑫, 曹敏, 周年荣,等. 基于需求侧响应的光伏用户用电负荷优化方法和系统:.
[2]刘国豪, 王华青, 张鹏,等. 输气站场燃气发电机组的能耗测试与分析[J]. 石油石化节能, 2015.
作者简介：梁海滨，出生于1972年10月，毕业于哈尔滨建筑大学城市燃气专业，高级工程师，从事燃气科技研发管理工作。
