综合能源系统已成为国内外研究的热点与前沿,为实现不同能源网络研究的学科融合,基于电路理论中"场"到"路"的推演方法论,提出统一能路理论.作为系列论文的第一部分,该文以天然气网络为对象,基于质量守恒与动量守恒方程推导了分布参数的时域气路模型,利用傅里叶变换将气路映射至频域并通过二端口等值得到集总参数模型,实现了气路模型从偏微分方程向代数方程的简化.最后基于气路模型导出了天然气网络的网络矩阵和网络方程,与电力网络的网络矩阵和网络方程在数学形式上具有高度的统一性,从而奠定了气、电2种异质能流统一分析的理论基础.相比传统分析方法,气路方法具有更低的计算复杂度,算例结果表明其在计算效率上有显著优势.
综合能源系统 统一能路 电路 气路 天然气网络