近年来,随着我国风电的迅猛发展,“三北”地区的弃风限电问题日益凸显,如何解决这一难题,引起了全社会的关注。鉴于弃风电量的边际成本近乎为零,故使用电制热设备消耗弃风电量替代分散的燃煤锅炉房进行供热,即“风电供热”,既能消纳弃风避免清洁能源的浪费,又能减轻化石能源燃烧对环境的污染,故而正在被国家大力推广。然而,实际运行经验表明已有试点项目的节能效果和经济性较差。为给风电供热项目的投资和决策者提供参考,本文对风电供热项目的供热模式、运行策略、配置方案等问题进行了研究,主要工作及结论如下:根据风电供热项目的基本运行原理,建立了其通用数学模型,该模型包括基本制热、蓄热制热和蓄热三个模块;考虑到风电弃风的不确定性,为描述弃风规律,提出了弃风特性的概念,并借助东北某风电场的历史弃风数据,分析了弃风时间分布、弃风持续时间、非弃风持续时间这三种弃风特性及其对风电供热项目运行策略和节煤效果的影响;简要分析了独立供热模式和与热电厂互补供热模式的差异。针对风电独立供热模式,设计了风电供热项目各模块与弃风相协调的灵活运行策略,建立了独立风电供热项目的节煤效果计算模型和国民经济性计算模型,并提出通过投资回收期确定项目的最佳配置规模的策略。算例以实际数据为依据,比较了固定时段运行策略和与弃风协调运行策略的节煤效果,给出了纯电锅炉方案和含热泵方案的最佳容量,并分析了两种方案的经济性及其影响因素。结果表明:采用协调运行策略可显著提高风电供热项目供热量中弃风电量的比例,从而提高项目的节煤效果和国民经济性;热泵的供热能效很高,故可有效改善项目经济性;但在独立供热模式下,由于使用纯凝电量不可避免、电锅炉利用小时低的原因,风电供热项目的经济性依然很差。针对独立风电供热项目的缺陷,提出风电供热项目与热电厂互补供热的运行模式。在风电供热项目基本数学模型的基础上,建立了风电供热项目与热电厂互补供热模式下的运行策略模型及其节煤效果计算模型。算例对整个供暖期内两种模式下的风电供热项目进行了模拟运行,结果表明:在互补供热模式下,风电供热项目可以在非弃风且蓄热不足时由热电厂替代纯凝电量进行补充供热,而在弃风时段蓄热已满时使用电锅炉继续消纳弃风替代热电厂进行供热,故而在节煤效果上具有巨大的优势;而且该模式下,热电厂起到了类似蓄热的作用,故风电供热项目无需再配置储热,从而节约大量投资成本。本文研究方法及结论可为我国风电供热项目的规划运行提供相关参考。