用風電電力替代燃煤鍋爐為城市供熱，可以增加地區(qū)用電負荷，提高風電本地消納能力，減輕電網(wǎng)外送壓力，可以減少排放二氧化碳、二氧化硫、煙塵、煤渣等。此外，利用清潔電力滿足城市供熱需求，可減輕因煤炭價格逐年上漲為地方政府帶來的供暖補貼壓力。

      01、研究背景及意義

      內(nèi)蒙古地區(qū)受用電負荷特點的影響，電網(wǎng)負荷低谷時段出現(xiàn)在夜間，隨著內(nèi)蒙古風電規(guī)模不斷擴大，在冬季供暖期優(yōu)先保證熱電聯(lián)產(chǎn)機組運行的情況下，全區(qū)的大部分風電場在冬季供暖期都需參與調(diào)峰，這一現(xiàn)象在夜間尤為突出，對風電運行時數(shù)產(chǎn)生明顯影響。

      針對這一問題，我們按國家能源局要求進行研究，并提出風電參與城市供熱的技術經(jīng)濟方案。

      用風電電力替代燃煤鍋爐為城市供熱，可以增加地區(qū)用電負荷，提高風電本地消納能力，減輕電網(wǎng)外送壓力，尤其是在夜間電力負荷低谷時段的風電電力用于城市供熱，從需求側入手，降低了電網(wǎng)對風電調(diào)峰和消納的難度，對風電持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

      02、供熱負荷計算

      項目為節(jié)能型居民建筑供暖，按照城市選定的供熱區(qū)域，根據(jù)現(xiàn)行的節(jié)能設計要求，保溫型住宅建筑的熱指標規(guī)定為40~45W/m²， 結合實際調(diào)研情況， 測算本供熱規(guī)劃采用的綜合熱指標。

      最大熱負荷計算方法如下:Qmax=q•F，其中: q-采暖熱指標;F-集中供熱面積。

      通過氣象資料可得到采暖期30年內(nèi)每天平均溫度 根據(jù)采暖熱負荷計算公式， 可計算出采暖期內(nèi)不同室外溫度下建筑物的采暖耗熱量。

      03、風電場選定及規(guī)模測算

      風電場應選擇在城市周邊的山地或空曠地帶建設作為風電供熱點，且風場80米高平均風速達7m/s，風功率密度400W/m²以上。場區(qū)風資源豐富，具備較高的經(jīng)濟開發(fā)價值。同時把風電場參與調(diào)峰的電量作為供熱使用電量，并與電網(wǎng)進行低價結算，在此基礎上，風電場將不再參與電網(wǎng)調(diào)峰，實現(xiàn)全年不限電運行。

      最終確定的供熱面積按照年供熱量及共消納風電電量為基礎，測算對應風電場容量。

      04、熱源廠系統(tǒng)建設方案

      本系統(tǒng)包括電熱鍋爐房、加熱蓄熱系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)。(如圖1)。風電供熱項目，采用清潔能源進行供熱，利用棄風發(fā)電，將電能轉化為熱能，又將熱能儲存在蓄熱裝置中，電鍋爐是將電能轉化為熱能的設備，選擇合適的電熱鍋爐是項目的關鍵。

    圖1 熱源廠系統(tǒng)建設方案

      固體蓄熱鍋爐采用高阻抗管形電熱組件，接通電源后，帶形電熱組件在蓄熱裝置內(nèi)通電并加熱，熱量被蓄熱裝置吸收，蓄熱裝置溫度升高，熱量儲存在蓄熱裝置中，儲存在蓄熱裝置中的熱量可在需要時取出。

      根據(jù)管內(nèi)供熱介質參數(shù)較低(溫度<120℃，壓力<1.6MPa)的特點，管材選用Q235B鋼，公稱直徑DN≤200時，選用無縫鋼管，DN>250mm時選用螺旋焊縫鋼管，管網(wǎng)測漏方法采用在予制管予埋測漏導線， 在鍋爐房設測漏儀檢漏。

      05、供熱電價與結算方式

      供熱購電價格按照當?shù)鼐用裼秒婋娰M標準執(zhí)行執(zhí)行。后續(xù)根據(jù)當?shù)氐娜济簝r格、燃煤熱值與鍋爐的轉化效率，測算供熱企業(yè)可接收的電費價格; 應風電場上網(wǎng)電價按照地區(qū)最新電價結算政策與電網(wǎng)公司進行結算。供熱企業(yè)根據(jù)供熱需求按月分配使用。風電企業(yè)與供熱企業(yè)按月結算的熱費為供熱企業(yè)當月所用熱量消耗電量乘以供熱企業(yè)可承受電價。

      06、投資概算及收益

      風電供熱項目的主要投資部分為供熱系統(tǒng)設備及安裝工程、建筑工程、工程建設其他費用、基本預備費、熱源廠靜態(tài)投資、建設期利息和工程動態(tài)投資。按照上述計算，資本金財務內(nèi)部收益率可達到10%以上，通過以上分析可知，本項目具有較好的盈利能力，抗風險能力強，各項效益指標合理， 在財務上是可行的。

      風電供熱還具有明顯的環(huán)境效益。內(nèi)蒙古地處我國北部寒冷地區(qū)，采暖期長，除少數(shù)大中城市具有熱電聯(lián)產(chǎn)的機組外，絕大多數(shù)的城鎮(zhèn)還沿用燃煤鍋爐供熱的傳統(tǒng)辦法，消耗大量的煤炭資源。用風電供熱系統(tǒng)替代燃煤鍋爐，每還可以減少排放二氧化碳、二氧化硫、煙塵、煤渣等。此外，利用清潔電力滿足城市供熱需求，可減輕因煤炭價格逐年上漲為地方政府帶來的供暖補貼壓力。