زیرساخت‌های گاز طبیعی سیستم‌های عملیاتی بسیار پیچیده‌ای هستند که از خطوط لوله انتقال تشکیل شده‌اند که گاز طبیعی را صدها کیلومتر از خطوط دولتی و گاهی حتی در سراسر کشور انتقال می‌دهند.
آنها شامل ایستگاه های پردازش و عرضه، ایستگاه های برداشت و سایر اجزای ضروری مانند کمپرسورها، تنظیم کننده ها و شیرها هستند که توسط اپراتورهای ایستگاه کنترل نظارت و کنترل می شوند.
گاز طبیعی عمدتاً از طریق قراردادهای روزانه بین تامین کننده و مشتری خریداری می شود.
شیلنگ گاز بوتان یکی از ابزارهایی است که باعث خروج گاز می شود.
تا سال‌های اخیر، گاز طبیعی تقریباً به طور کامل توسط شرکت‌های توزیع محلی (LDC) با هدف تحویل بعدی به خانه‌ها و مشاغل برای استفاده منظم آنها خریداری می‌شد.
LDCها مجموعه خطوط لوله توزیع مخصوص به خود را دارند که حجم کمتری از گاز طبیعی را در فواصل کوتاهتر و با فشار بسیار کمتری نسبت به خطوط لوله انتقال توزیع می کنند.
میزان برداشت گاز طبیعی توسط LDCها در بازار روزانه ثابت و قابل پیش بینی است.
تحت نرخ عرضه و تقاضای ثابت، انتقال گاز طبیعی از عرضه به ایستگاه‌های برداشت در حالت ثابت و مستقل از زمان است (مصرا و همکاران، 2014؛ وو و همکاران، 2000 را ببینید).
از نظر ریاضی، جریان حالت پایدار با معادلات جبری ساده توصیف می شود.
در 20 سال گذشته، محدودیت های جدید انتشار گازهای گلخانه ای همراه با افزایش عرضه گاز طبیعی در ایالات متحده، کاربرد گاز طبیعی را بیشتر گسترش داده است.
علاوه بر LDCها، گاز طبیعی هم اکنون منبع اصلی تولید برق در ایالات متحده است.
بر اساس گزارش اداره اطلاعات انرژی ایالات متحده، گاز طبیعی در حال حاضر 34 درصد از کل تولید برق را تشکیل می دهد و انتظار می رود تا سال 2050 به 39 درصد افزایش یابد.
در نتیجه زیرساخت گاز طبیعی با دو چالش عمده مواجه است.
اولاً، شبکه برق علاوه بر گاز طبیعی، به منابع انرژی دیگر برای تولید برق الکتریکی مانند باد و خورشید متکی است.
این منابع ثانویه غیرقابل پیش بینی و بسیار متغیر هستند و تغییرات آن تاثیرات فوری بر برداشت روزانه گاز طبیعی دارد.
برای تجزیه و تحلیل عملیات خط لوله وابسته به زمان، انتقال گاز طبیعی باید با سیستم معادلات دیفرانسیل جزئی غیرخطی (PDEs) مدل‌سازی شود که به زمان و مکان در طول لوله بستگی دارد.
دوم، همانطور که در طوفان زمستانی تگزاس در فوریه 2021 آشکار شد، زیرساخت‌های گاز طبیعی و برق به طور باورنکردنی به یکدیگر متکی هستند و هر دو به ارتباطات و هماهنگی فزاینده‌ای نیاز دارند.
دیدگاه شما با موفقیت ثبت شد.