随着全球生态环境持续恶劣,化石能源储量日渐消耗,改善现有能源体系结构和大力发展可再生新能源成为热门话题。一方面,多种形式能源的综合利用成为改进能源结构、提高能源利用率的重要手段之一;另一方面,风电、光伏等可再生清洁能源的开发和利用是世界各国能源发展的未来方向。随着我国“三北”地区大规模风电接入,常规火电调频机组的占比逐渐被替代,导致了电力系统调频备用容量断崖式下降。与此同时,在上述地区设置的CHP机组由于受到热电耦合的影响,无法提供调频灵活性备用。因此,本文通过在电热联合调度过程中,研究区域供热系统与电力系统的协调手段,最终达到挖掘CHP机组调频备用能力的目的。因此,本文从实际面临的困境出发,重点分析热电联产机组的相关运行特性,深度挖掘区域供热系统的储备资源,并设计相关协调控制策略,最终实现热电联产机组高效稳定的提供电力系统所需的调频资源,缓解电力系统调频压力,提高可再生资源的利用率,也为后续能源结构体系的进一步改善建立了必要的理论基础。本文的主要内容如下:(1)针对我国“三北”地区调频备用容量严重不足的问题,提出考虑建筑储热的电热耦合系统调度方法。首先分析了抽汽式CHP机组的调频控制能力,挖掘机组抽汽控制模式下的备用特性,以此减弱CHP机组电出力与热出力的耦合特性;然后分析建筑物内的热量流动、传递及消耗等物理过程,并分析其中可供抽汽式CHP机组进行调频出力的能量储备,以此来实现满足CHP机组抽汽控制模式的建筑物热备用能力;在此基础上研究两者的协调原理及控制策略,最终提出一套考虑建筑储热的电热耦合系统分解协调调度模型。(2)针对区域供热系统中供热管道的多级结构与高延时特性的问题,提出考虑多级热网协调的电热耦合系统调度方法。首先分析了区域供热系统热网管道的蓄热过程,以此挖掘热网管道具有的可满足抽汽式CHP机组的管道备用能力,并削弱CHP机组热出力与热负荷的耦合关系。然后分别研究CHP机组备用与热网管道备用、多级热网管道间以及热网管道备用与建筑热备用的耦合关系,建立多级热网管道协调策略,以此实现热网管道备用能力对CHP机组热出力的协调配合;在此基础上,研究三者的协调原理及控制策略,最终提出一套考虑多级热网协调的电热耦合系统调度方法。(3)针对CHP机组释放调频备用所引起的热网动态特性增强的问题,提出计及热网精确动态的电热联合系统贯序调度方法。首先分析区域供热系统中单根管道的精确传热过程,提出差分格式的单根管道偏微分方程,以定量描述单根管道的精确动态特性,实现准确的管道热力平衡;然后构建区域供热系统热网管道整体精确模型,完善热网管道的整体动态过程,以此构建基于热网精确动态模型的热力平衡约束;在此基础上,研究计及热网精确动态约束的电热耦合系统控制策略,最终提出计及热网精确动态的电热联合调度模型。文章最后对计及热电联产机组运行和备用的电热耦合系统优化调度相关研究进行系统性的总结,并对未来的研究进行展望。