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我国为推进能源改革,实现低碳能源结构,改善空气质量,对北方地区实施煤改电工程。随着煤改电工程的不断推进,规模化空气源热泵供暖系统的应用越来越广泛,成为了电网安全稳定运行的重要荷载部分。电网负荷不平衡将会给公共用电设施造成不利和损害,且会严重威胁电网的安全运行和荷载效率。因此,如何在规模化推广空气源热泵清洁供暖系统的同时,避免给电网运行造成不良影响,并对电网的应急需求做出积极响应,保障电网的正常高效运行,成为了当前的研究热点之一。虽然目前针对于利用空气源热泵供暖系统实现电网需求响应的研究已有一定的进展,但是其在调控过程中需要执行较为严格地运行调控策略,存在一定的难度;对于蓄热式空气源热泵的研究则多侧重于性能方面,针对空气源热泵蓄热系统对电网负荷造成影响的量化研究相对较少。因此,本文针对上述问题,深入研究了空气源热泵系统在冬季供暖时对电网负荷的影响情况。本文的研究结果有助于解决煤改电过程中大规模空气源热泵系统推广应用所可能造成的电网负荷不平衡性加剧和负荷率下降等问题,提高电网的运行效率及安全性,从而更好地实现煤改电工程的绿色发展。本文以京津冀电网为例,采用Energyplus能耗模拟软件模拟研究了京郊地区住宅建筑在供暖期不同阶段规模化应用空气源热泵供暖系统对电网负荷的影响,分析了对用户侧优化调控以满足电网需求响应的可能及优势。首先,本文分别研究了在供暖期不同供暖阶段京郊地区300万用户应用空气源热泵(Air Source Heat Pump,ASHP)连续供暖、ASHP间歇供暖与空气源热泵蓄热系统(Air Source Heat Pump With Heat Storage System,ASHP-HS)供暖对电网峰谷负荷以及电网负荷平衡性的影响;其次,在上述研究的基础上对以上三种供暖方式给电网负荷造成的影响以及其经济性进行了对比;最后,本文从京津冀地区电网负荷不平衡性改善及电网负荷率提升的角度出发,对供暖期不同空气源热泵采暖系统的运行规模进行了优化研究。上述研究内容的结果表明:(1)ASHP连续供暖在初寒期与末寒期可以降低电网负荷的不平衡性,但在严寒期会使电网峰谷差加剧,此外,在整个供暖期该供暖方式均导致电网负荷率降低,电厂运行效率下降。ASHP间歇供暖和ASHP-HS供暖方式可以有效改善电网负荷的不平衡性,提高电网负荷率,同时提高电厂的运行效率和经济效益,且后者的效果更佳。(2)ASHP间歇供暖的运行费用最低,较ASHP连续供暖每年每户可以减少36.83%的运行电费,节约523.26元;ASHP-HS供暖的运行费用次之,但其初投资较高,增加成本部分较ASHP连续供暖方式的回收年限仅为3.5年,具有更好的全生命周期经济性。(3)在保证电网在供暖期能够安全、稳定且高效运行的前提下,应用ASHP连续供暖时用户数量不宜超过75万户;ASHP间歇供暖时的用户数量宜为200-250万户;空气源热泵蓄热系统供暖时用户数量宜为250-300万户。因此应用ASHP-HS供暖方式可以在满足当地更多用户采暖需求的同时保证电网的安全、稳定、高效运行。