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当前,我国“三北”地区因“风热冲突”造成了大量弃风,其主要原因在于冬季供暖期热电机组采用“以热定电”的方式运行,为满足较高的热负荷而大幅提高了其最小运行发电功率,使得系统无法为风电提供足够的上网空间。鉴于风电和热电均是我国节能减排的重要方式,那么应该优先消纳风电还是应该优先发展供热,特别是当前我国热电机组正在积极进行灵活性提升改造,消纳风电和发展供热又该如何协调?上述问题已经成为解决“风热冲突”、协调二者发展亟需明确的问题。由于现实中电力系统和供热系统以热电厂为耦合点事实上形成了一个电热综合能源系统,为此,本文以整个综合能源系统能耗最小为目标对上述问题进行了研究,主要工作归纳如下:(1)对热电厂联产供热煤耗和联产供热能力的分析,是建立分析模型、理解分析现象的基础。为此,对热电联产的发电煤耗和供热煤耗进行了分解,实现了二者的解耦独立计算;对直接影响热电厂联产供热能力的因素进行了分析,明确了影响机理;从电力和电量角度对大规模消纳风电对热电厂联产供热能力影响进行了分析,明晰了冲突特征;对热电厂配置储热和电锅炉提升灵活性机理进行了分析,确定了作用本质和有效性边界。(2)将“风热冲突”问题转换为电热综合能源系统中的热电厂供热问题,以电热综合能源系统运行成本最低为目标,建立了热电厂运行策略分析模型。通过对目标函数物理意义的剖析,明确了风电替代热电厂发电、热电厂联产供热替代区域锅炉供热、热电厂电锅炉供热替代区域锅炉供热的节煤效果;通过对热电厂灵活性改造前供热策略的分析,明确了改造前优先消纳风电和优先发展供热的边界条件;通过对热电厂灵活性改造后供热策略的分析,明确了改造后消纳风电和热电厂供热的最优协调方式。(3)以电热综合能源系统运行成本和灵活性改造成本最低为目标,建立了热电厂进行灵活性改造的最佳容量配置和最优供热负荷的确定模型。同时在理论层面,分析了热电厂改造后最优热负荷的确定原则和边界条件。(4)基于实际数据所构建的电热综合能源系统简化算例,分析了热电厂的运行策略、灵活性改造最佳配置容量和热电厂的最优热负荷。算例结果验证了理论分析的正确性。本文理论和算例分析均表明:在热电厂灵活性改造之前,当弃风时段数占周期时段总数的比例低于50%时,应该优先发展供热提高热电厂的供热负荷水平。在热电厂灵活性改造后,则在运行时应该优先消纳风电,然后再根据等效负荷尽可能进行联产供热,不足部分再由蓄热和电锅炉补充;在规划时则应该积极配置电锅炉并根据能力提高供热水平,以充分利用消纳风电后电厂锅炉的空闲容量以及相对于区域锅炉高效节能、排放量低的优点,替代燃煤锅炉进行供热。本文工作及相关结论可为监管部门解决“风热冲突”问题、促进风电与热电协调发展提供决策参考。