随着我国大型风电基地的陆续建成投运,受电网输送能力、电网负荷规模以及风电功率自身波动性等因素制约,风电并网消纳出现一系列难题。特别是受冬季供暖期热电机组供热负荷的限制,我国“三北”地区风电基地的弃风问题已日趋严重,近五年来这些地区的弃风量占全国总量的比重均超过97%。能否妥善解决“三北”地区冬季供暖期的弃风消纳问题直接关系到我国能源结构调整与节能减排政策的实施和推进。导致“三北”地区弃风的主要原因包括风电与常规电源运行特性的不平衡、与所接入电网调控特性的不协调、与电负荷水平特性的不匹配等“源-网-荷”矛盾。本文从负荷侧角度,研究以风电供热模式来缓解“三北”地区大量弃风的方法。首先,对基于蓄热式电锅炉的弃风消纳原理以及“电-热时移特性”进行深入分析,并在东北某省风电实测数据基础上,对该地区弃风特性及其与负荷的相关性进行实例分析,进而验证“三北”地区通过利用风电供热来消纳弃风的实际可行性,并确定蓄热式电锅炉的运行策略。其次,研究了弃风消纳供热组合方案的数学建模问题,给出弃风消纳供热组合方案,以及依据自身需求对不同的弃风消纳供热方案进行选择的方法。以东北某市级电网的风电场实际弃风数据为算例,分析两种供热方案的经济性,并与常规供热方案进行比较。最后,采用临界电价法,来评价风电供热方案相比传统供热方案是否具备经济性。从市场中供求关系的角度出发,依据弃风功率大小和时间分布建立一个弃风实时电价决策模型。在此基础上,以供热成本最小为目标函数构建了风电供热响应模型,通过优化蓄热式电锅炉的运行方式,实现大规模消纳弃风。通过CPLEX软件对模型进行优化求解,选取4个供热场景,以弃风消纳效果和供热成本两方面分别对比验证了本文方法以及所建模型的有效性。