一種考慮增量負荷分配的聯合分階段供暖改造規劃方法，包括以下步驟：1）基于發電能源結構和清潔能源實際發電量構建了“煤改電”新增電量精細化分析模型，并在此基礎上提出了一種“煤改電”新增電量精細化分析方法；2）以“煤改電”、“煤改氣”分階段改造方案為決策變量，以用戶供暖支出的經濟成本、供暖改造的環境成本和能源成本為優化目標，構建“煤改電”、“煤改氣”聯合分階段規劃模型；3）利用向量序優化算法對模型進行求解。本發明從供暖負荷的宏觀分配角度出發，通過精細化的分析“煤改電”的新增電量，綜合考慮“煤改電”、“煤改氣”的優勢和特點，提出了一種統籌兼顧經濟、環境、能源等綜合成本的聯合分階段規劃方法。

技術領域

本發明屬于能源技術領域，尤其涉及一種有效提升供暖改造綜合效益和規劃科學性的煤改電和煤改氣聯合分階段規劃方法。

背景技術

為解決我國日益嚴重的冬季霧霾問題，從2017年起京津冀及周邊地區“2+26”城市開始推動冬季供暖的“煤改電”、“煤改氣”工作。然而，由于相關規劃缺乏科學指導，供暖改造工作又導致我國天然氣供需失衡，造成了大范圍的氣荒，嚴重影響了居民的正常生活。與此同時，隨著經濟下行壓力增大，我國冬季電力負荷持續走低，出現大規模的棄風棄光現象，造成了嚴重的清潔能源浪費。因此，研究一種能夠統籌考慮“煤改電”、“煤改氣”的科學合理的規劃方法，對于提升我國清潔能源消納能力，改善能源結構，緩解環境危機都具有重要的理論與實際意義。

從我國近年來的工程實踐來看，現有的供暖改造方法主要存在三個問題：

1)供暖“煤改電”、“煤改氣”項目是獨立規劃，無法充分發揮多種能源形式之間的互補優勢和協同效益。以河北省為例，其首先是直接劃定省內“煤改電”、“煤改氣”供暖改造比例，然后再按照該比例進行獨立的規劃，由于改造比例劃分缺乏科學依據，相關部門盲目擴大“煤改氣”規模，直接導致該省在2017年出現嚴重氣荒。而另一方面，近幾年來我國“三北”地區清潔能源的消納問題日益嚴重，尤其在甘肅、新疆等地區，2017年棄風棄光率均超過20％。如果能夠對“煤改電”、“煤改氣”工程進行統籌規劃，科學設計“煤改電”、“煤改氣”比例，不僅可以有效緩解北方天然氣供應緊張的局面，還可以提升我國的清潔能源消納能力，實現能源結構的綜合優化。

2)對“煤改電”產生的新增電量缺乏精細化的分析和度量。我國供電來源較為多樣，包括燃煤火電、水電、核電、風力發電、光伏發電等。只有盡量引導“煤改電”產生的增量負荷消納風電、光伏等清潔能源，才能夠改善我國供電結構，實現環境效益最大化。然而清潔能源發電量會受到裝機容量和環境氣候因素的制約，如果在“煤改電”過程中缺乏對新增電量的精確計算和分析，則有可能導致“煤改電”產生的增量負荷過大，反而促進化石能源的消耗，降低“煤改電”的環境效益。

3)目前“煤改電”、“煤改氣”規劃方法較為粗放，大多考慮一次性規劃，缺乏統籌整個規劃周期內綜合效益的全局性視角。一次改造規模過大，是導致北方在短時間內出現天然氣供應緊張的主要原因之一。事實上，天然氣管道、清潔能源的建設、投產都不是一次性完成，而是分期、分批次實現。因此，只有分階段、有序地推進“煤改電”、“煤改氣”工程，才能夠保證供暖負荷與能源發展相適應，實現整個規劃周期內的經濟、環境、能源等方面的綜合效益最大化。

因此，本發明針對上述問題，1)擬通過在規劃過程中對“煤改電”新增電量進行精確分析，精細化提高系統的清潔能源消納能力，2)基于分階段的思路，提出一種“煤改電”、“煤改氣”聯合規劃方法，從而使規劃決策能夠充分發揮不同供暖改造方式的優勢和特點，計及規劃周期內天然氣供應能力和清潔能源裝機規模的變化，有效的提升供暖改造的綜合效益和規劃科學性。

發明內容

本發明從供暖負荷的宏觀分配角度出發，通過精細化的分析“煤改電”的新增電量，綜合考慮“煤改電”、“煤改氣”的優勢和特點，提出了一種統籌兼顧經濟、環境、能源等綜合成本的聯合分階段規劃方法。

為了解決背景技術中的問題，本發明提供了如下的技術方案：