用風電電力替代燃煤鍋爐為城市供熱，可以增加地區用電負荷，提高風電本地消納能力，減輕電網外送壓力，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
內蒙古地區受用電負荷特點的影響，電網負荷低谷時段出現在夜間，隨著內蒙古風電規模不斷擴大，在冬季供暖期優先保證熱電聯產機組運行的情況下，全區的大部分風電場在冬季供暖期都需參與調峰，這一現象在夜間尤為突出，對風電運行時數產生明顯影響。
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，可以增加地區用電負荷，提高風電本地消納能力，減輕電網外送壓力，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，降低了電網對風電調峰和消納的難度，對風電持續發展具有重要的意義。
02、供熱負荷計算
項目為節能型居民建筑供暖，按照城市選定的供熱區域，根據現行的節能設計要求，保溫型住宅建筑的熱指標規定為40——45W/m²， 結合實際調研情況， 測算本供熱規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年內每天平均溫度 根據采暖熱負荷計算公式， 可計算出采暖期內不同室外溫度下建筑物的采暖耗熱量。
03、風電場選定及規模測算
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。場區風資源豐富，具備較高的經濟開發價值。同時把風電場參與調峰的電量作為供熱使用電量，并與電網進行低價結算，在此基礎上，風電場將不再參與電網調峰，實現全年不限電運行。
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、熱源廠系統建設方案
本系統包括電熱鍋爐房、加熱蓄熱系統、變配電系統。(如圖1)。風電供熱項目，采用清潔能源進行供熱，利用棄風發電，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。
根據管內供熱介質參數較低(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地居民用電電費標準執行執行。后續根據當地的燃煤價格、燃煤熱值與鍋爐的轉化效率，測算供熱企業可接收的電費價格; 應風電場上網電價按照地區最新電價結算政策與電網公司進行結算。供熱企業根據供熱需求按月分配使用。風電企業與供熱企業按月結算的熱費為供熱企業當月所用熱量消耗電量乘以供熱企業可承受電價。
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、熱源廠靜態投資、建設期利息和工程動態投資。按照上述計算，資本金財務內部收益率可達到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境效益。內蒙古地處我國北部寒冷地區，采暖期長，除少數大中城市具有熱電聯產的機組外，絕大多數的城鎮還沿用燃煤鍋爐供熱的傳統辦法，消耗大量的煤炭資源。用風電供熱系統替代燃煤鍋爐，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。
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