田野 瞿宗婷
国网阿克苏供电公司 新疆 阿克苏 843000
摘要：目前已有较多学者对电采暖运行的经济性进行分析，把3种典型电采暖负荷作为对象，对负荷聚合商参与实时调峰电力辅助服务市场的交易模式进行研究，分析了典型电采暖负荷促进风电消纳的经济性。以临界电价法对蓄热式电锅炉项目的经济性研究分析，这种经济性分析方法既可以定性判断项目是否具备经济可行性，又能够对多方案进行优选。考虑运行状态的影响，对蓄热式电采暖进行消纳弃风的经济性分析。对电采暖系统的热源费用、系统水费及管理费用等运行成本分析。但是，从各个主体角度考虑对电采暖的经济效益进行分析，并分析各个主体间经济效益的影响却鲜有报道。
关键词：分时电价政策；电采暖；负荷经济性
引言
相较于传统电采暖，蓄热式电采暖因其特有的蓄热能力，可利用分时电价（TOU）政策降低用户采暖费用，对电网则可实现一定程度的“削峰填谷”，减轻电网运行压力，降低电网改造费用，有效缓解用户采暖需求与采暖费用高昂之间的矛盾。然而，蓄热式电采暖仍无法规避电采暖负荷接入对电网安全运行带来的影响，如在分时电价引导下，甚至可能出现新的峰谷差，进一步增加台区负载率，威胁电网安全稳定运行。
1电采暖的特点
电能是一种清洁能源，将电能作为供热能源，可减少燃煤、天然气和石油的用量，减少氮氧化物、硫化物、粉尘的排放量，改善地区环境污染，减少冬季雾霾天气。电采暖是一种“零”排放、“绝对”绿色的采暖方式。电热真空热水锅炉已达到国家对于燃料设备关于环境方面的要求标准，在使用过程中不产生烟气，减小了对环境的污染。在电力资源丰富的河西走廊地区，甘肃省实施峰谷电价，在此基础上采用电蓄热形式，利用当地的低廉电价和峰谷电价蓄热，降低了供热运行成本。电热真空锅炉本体采用多层绝热材料，保温几乎没有热量损失，热效率显著上升，达到95%。系统结构简单，操作、检修方便，尽管电真空热水锅炉在使用过程中产生的社会效益和经济效益比起燃煤锅炉具有绝对优势，但是在实际使用过程中还是存在一些不足，其中最重要的就是电泄漏的问题。在使用过程中，要做好防漏电设施，工作人员要规范操作，做好防范工作。发热电缆是制成电缆结构，以电力为能源，利用合金电阻丝进行通电发热，以实现采暖或者保温的效果。其通常有单导和双导之分，统称为发热电缆。电热膜供暖是供暖方式之一，它是一种以电力为能源，通过红外线辐射进行传热的新型供暖方式。低温辐射电热膜供暖系统的主体——电热膜，是一种通电后能发热的半透明聚酯膜。它具有耐高压、耐潮湿、承受温度范围广、高韧度、低收缩率、运行安全、便于储运等优良性能。
2可时移性电采暖负荷
可时移性电采暖负荷属于可控负荷的一种，指根据实际情况进行负荷供电时间调整，其对生产过程的连续性要求不高，且可接受实时调度，可以灵活控制，实现前移、后移、中断等。当煤炭、天然气的价格出现波动上升时，采用分时电价下的电采暖进行取代供暖，同时，由于新能源消纳弃风弃光电量的补充，可进一步降低电价。此外，电采暖与储能装置的结合，能够把低谷的电能转化为热能进行储存，峰电时段放热，可以实现电网削峰填谷，提高电网整体能源利用率。
3电采暖和风电协调运行方面
目前已有学者对运行策略和运行模式等方面进行了研究。]提出将蓄热电锅炉纳入电网的调峰手段，将其采用虚拟电厂的方式进行管理以承担部分调峰功率。提出了一种蓄热电采暖与水电和风能一起运行的评估方法，以满足电网中负荷的增长。
通过对地区电网的案例研究，指出碳排放交易体系和风能可以满足其未来的能源平衡需求，发挥各种能源的互补作用。通过对蓄热电采暖系统进行动态控制可以消纳风能，在减少柴油消耗，从而减少温室气体排放方面特别有效。考虑热网约束，进行了蓄热电采暖系统接入电力系统的运行优化建模，并分析了其与风电协同运行对电网的影响。
4分时电价对可时移性负荷调节的影响
分时电价政策不仅有利于用户调整更好的用电方式，还能够增强电力系统的稳定性运行。分时电价的原理是按照一天之中负荷数据曲线大小的不同，具体划分为平段、谷段、峰值，且对应于不一样的电价水平，在新疆地区把平段、谷段均划分为12h。因此，电采暖用户可以通过在平段电价较高时少用电、在谷段电价较低时多用电的手段，这样既获得了较大的经济效益，在电力系统中又起到了削峰填谷的作用。执行分时电价政策时，电采暖用户在达到自己所需适宜的供暖舒适度后，为了节省用电的费用水平，会积极改变自己的用电行为，政策的时移激励强度T可以表示为
式中：T为分时电价政策时移激励强度指标；QP2、QP1分别为分时电价政策实施前、实施后平段的用电量大小；QG2、QG1分别为分时电价政策实施前、实施后谷段的用电量大小。
5考虑“停电不停暖”的配置方案分析
停电时刻电负荷仅能由蓄热水箱保障，因此需要大幅增加蓄热水箱容量，并相应合理增加热泵容量，以实现在保障平谷时刻热负荷需求的情况下，通过蓄热水箱存储足够热量应对停电时刻的热负荷。热泵及蓄热水箱容量分别增加了28.23%及106.14%，总成本增加18.18%。而考虑到为保障用户“停电不停暖”，运维成本的大幅增加也说明考虑配电网最大传输功率，避免造成配电网故障的巨大经济效益。典型日故障停电情况下调度方案。可见，在该配置方案下可有效保障停电时的热负荷供应。
6蓄热电采暖运行方
提出了基于三联供的蓄热设备优化运行方法。使用线性规划(LP)方法优化了部分储电空间下的蓄热电采暖供热运行情况，将直接电加热和局部蓄热的需求响应控制相结合，在不牺牲用户舒适度的情况下最大程度地降低客户的总能源成本。]就含风电、储能和蓄热式电采暖的系统优化运行能量管理架构进行了研究，提出了以每日运行费用最小为目标的优化运行模型。通过需求响应技术(DR)改变用户用能消费方式，基于博弈论优化了储热空间供暖客户的消费电价，以使零售商的利润最大化，同时通过为消费者提供进一步的能源运行费用折扣来改善每小时的负荷峰谷差。对蓄热电采暖的蓄热罐加热过程进行了动态模拟，指出了蓄热罐的有效利用率和热过程放热的关系，为蓄热地采暖的数学模型搭建提供了依据。
结束语
通过建立电采暖系统经济性模型，表明分时电价政策下的电采暖比煤采暖更具有灵活性和经济性，可以减少化石能源利用和污染问题。与传统采暖相比，电采暖不但可以节约费用年值，消纳大量的弃风弃光电量，而且更加顺应未来的发展趋势。此外，蓄热式电采暖受到了电力企业的推广，既可以利用分时电价降低用户采暖费用水平，又能够平衡用电的负荷状况，发挥削峰填谷的作用。蓄热式电采暖形成分时电价与可时移性、时空特性之间的互动，从而可以最好的利用分时电价。
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