自上世纪60年代以来,人们在不断地探索和实践中发现天然气可作为替代燃料以缓解车用汽油、柴油供应紧张的问题。我国经过近五十年的探索和推进,天然气作为汽车燃料已得到广泛应用。天然气加气站作为天然气燃料推广的基础设施之一,已在我国大量建成。然而在加气站行业快速发展的同时,加气站能耗也在大幅增长。因此,需要对加气站用能进行研究,对耗能设备进行能耗测试和能效水平分析,以提出相应的节能措施和管理方法,降低加气站运行成本,提高效益。本文在掌握各类加气站工艺流程与耗能环节的基础上,确定了加气站能耗分析总体方案,建立了涵盖CNG、LNG、L-CNG三大类共9项指标的加气站能耗指标体系,并重点对CNG加气站压缩机组效率这一关键能耗指标进行研究。本文应用用能系统能量平衡原理,首次提出基于热力学开口系统能量方程的加气站压缩机组效率数学模型;同时研究确定了加气站能耗指标体系中其他8项指标的计算方法。这项研究填补了加气站能耗测试计算方面的空白。在确定各项能耗指标计算方法的基础上,进一步应用统计学原理,结合加气站现场实际情况,明确了加气站现场测试要求与测试方法。基于上述研究成果,对全国范围内126台加气站的增压设备进行现场测试。测试过程及分析结果表明:加气站能耗指标测试和计算方法切实可行;降低槽车余压、增大槽车水容积可有效降低加气站能耗;得到目前我国加气母站与常规站单位加气量电耗的节能参考值;相关部门或企业可应用本文提出的加气站能耗指标测试和计算方法,按需结合抽样方法对加气站能耗进行测试以获得天然气加气站能耗指标的能效限定值和节能评价值,从而加快推进加气站的节能评估工作。在此基础上,进行加气站建设运行技术经济分析。将现场测试数据的计算与统计结果应用于加气站生产成本的估算,并给出各类场站的单位加气量成本的计算方法以指导加气站建站方案的确定;采用层次分析法并结合Matlab编程,综合考虑5种影响因素,对常用天然气运输车类型进行综合评价;明确了加气站压缩机组的选型原则,推荐液压活塞式压缩机组作为加气子站的增压设备。