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随着我国能源结构的改革和发展,石油和天然气的消耗量逐渐增大,油气管道规模不断扩张。由于石油和天然气具有易燃、易爆和易挥发等特性,油气管道泄露轻则造成能源浪费,重则引起爆炸、火灾等事故。因此,随着油气管网规模的日益增长,油气管道运输的安全性越来越不容忽视。近年来,为保障油气管道安全运行,IoT监控系统应运而生,实现了油气管道运输的实时监测、控制和管理。油气管道多分布于农村、野外或海上等偏远地区,多数情况下常规电网无法到达,缺乏连续稳定的电能供应已成为阻碍油气管道IoT监控系统正常运作的关键因素。我国偏远地区可再生能源资源丰富,因地制宜地利用可再生能源资源发电为油气管道IoT监控系统供能,是解决油气管道监控系统供电问题的有效途径。本文针对偏远地区油气管道供电不足问题,设计了基于固体氧化物燃料电池的光-蓄-燃多能互补离网供电系统。首先,研究了光-蓄-燃发电系统各组成单元的工作特性和运行机理,主要包括光伏发电系统、固体氧化物燃料电池、蓄电池和储氢罐。其次,建立了光-蓄-燃发电系统各元件功率模型和SOFC、SOEC运行特性模型,建立了光-蓄-燃多能互补离网供电系统的运行策略。其中固体氧化物燃料电池运行特性模型考虑了温度、发电以及发热之间关系,蓄电池容量模型考虑了温度影响因素。以系统最小运行成本为目标函数,运行可靠性为约束条件,建立了光-蓄-燃多能互补发电系统最优运行模型。最后,选取3个途径油气管道具有不同辐照度级别和环境温度的典型地理环境和气象条件地区(四川,宁夏,西藏)作为研究对象,设计3种油气管道供电配置方案:光伏发电+蓄电池,光伏发电+蓄电池+RESOC和光伏发电+RESOC。利用MatlabCplex求解器对建立的光-蓄-燃多能互补离网发电系统运行优化模型进行求解,得到不同地理环境和气象条件下可靠性和经济性最优的供电方案。研究结果表明,所设计的光-蓄-燃多能互补离网发电系统及优化运行方案,可以在保证较高发电效率和系统经济性前提下,为油气管道IoT监控系统提供连续稳定电能,满足石油管道IoT系统的电能需求。本研究可以为偏远地区油气管道IoT监控系统离网型电能供给系统设计提供有益参考。