近年来,我国天然气管网建设促使城镇燃气的输配系统升级,同时也对管网运行的稳定性及安全性提出了更高要求,在管网建设关键点安装测试监控仪表是保证管网正常运行的必要措施,需采取安全可靠的方式为其供电,针对多种多样的的用电需求,提出开发天然气管网内置发电工艺,就地利用天然气压力能,为管网提供灵活经济的供电方案。本文研究了现有天然气内置发电技术在复杂多样的环境中应用问题,通过减小关键设备体积,提高天然气压力能利用率来解决;利用ASPEN和ANSYS对压力能转换系统、动能转换系统和电力控制和转换系统进行分析,进行了天然气内置发电关键部件设计;完成一体化发电设备,实验测得转速为100r/min时测得感应电压为0.564V,设备发电总效率为17.85%。其次,调研了天然气输配系统燃气参数变化情况,分析天然气调压系统潜在发电能力,结合调压场站用电需求,在天然气内置一体化发电设备设计的基础上,进行了更进一步的研究;针对天然气场站,设计与原有调压管网并联和串联工艺,完成发电的同时保证主管网稳定输配;通过实验测试压力能内置发电装置运行性能,探索适宜运行条件,检测控制系统,实验室条件下,测得设备转速最高达597r/min,发电功率为165W。最后,本文根据国内某燃气公司实际运行的调压站和调压箱具体情况,对天然气管网内置发电工艺及多能源耦合技术进行了系统化方案设计,包括工艺与自控设计方案、设备选型、场地布置,并对项目进行调试;天然气内置发电装置额定输出功率为110W,最大输出功率为184W,在场站实际工况条件下,电力输出稳定性较好,系统总发电功率在500W以上,符合预期效果。