利用风电供暖的价值分析及优化调度模型研究

2013年底我国并网风电装机容量9000万千瓦,居世界第一,但由于市场规模较小、调风资源有限、跨区输电能力不足等原因造成弃风状况严重,弃风率超过10%,尤其是冬季夜间,大量风电由于无法消纳而被白白浪费。与此同时,我国北方城市供暖季节雾霾频发,严重影响了人民的生产生活,供暖地区面临着削减燃煤供暖排放的巨大压力,急需寻找清洁的可替代供暖途径。本文提出将风电用于供暖,利用夜间风电作为供暖的主要能源,在消纳风电的同时满足城市供暖减排的目的。本文首先对风电供暖方式进行分析,在电锅炉、电热膜、热泵等电采暖热源中选择最适合风电的供暖热源,结合供暖区域特点在集中式与分散式中选择适合风电的供暖形式,得出风电供暖最优方式组合。其次建立风电供暖的价值分析模型,包括替代煤炭、天然气从而节约化石能源的能源价值；减少二氧化碳、二氧化硫等污染气体排放的环境价值；增加风电上网电量、增加电网过网电量、减少用户用电成本的经济价值。再次,针对风电波动性、反调峰性及不可预测性建立风电供暖优化调度模型,模型以火电发电成本最小化为目标,以经验误差构建风电出力,以热源蓄热容量尽量消纳夜间低谷风电为运行模式。最后,利用所建模型对某地80万m2的供暖项目进行了算例分析,结果表明风电供暖可以大幅减少能源消耗和污染排放,具有一定的经济效益,同时能有效缓解弃风状况,在供暖负荷参与调度情况下可起到平稳负荷、转移负荷的作用,进一步提高风电上网能力。