随着中国经济的快速发展,以化石能源为主的能源消费结构使得中国的社会和发展面临着日益严峻的能源危机和环境压力。加快清洁能源开发进程和能源生产的清洁化转型,已经成为中国能源可持续发展的重要途径。中国可再生能源的开发和利用工作近十年来迅猛推进,目前已成为全世界风电和光伏装机容量最大的国家。但受制于可再生能源的波动性与间歇性,其大规模并网给电网运行带来了新的挑战。如何高效利用清洁能源,克服其发电的随机特性,对于中国清洁能源的稳固健康发展发挥着关键作用。北京市推进以电能为主的清洁能源供暖,一方面能够促进用热能源结构绿色化转型,从根本上缓解供热带来的化石能源供应压力和大气污染物排放问题,另一方面,能够有效利用可再生能源的时空禀赋,缓解以风能为代表的清洁能源弃能问题。同时,用户侧需求响应的实施能够激励用户参与系统调度,对于促进风能发电并网的集成优化利用有重要的理论价值和实际意义。在此背景下,本文结合现有关于风电供暖系统优化及综合效益评价相关研究成果,对北京市风电供暖运营优化组合途径及综合效益评价机制开展了深入研究。首先,分析了风电供暖技术经济分析及运营优化研究的背景,对与该课题相关的国内外研究现状进行了梳理和总结,设计出了本文研究的技术路线;其次,根据供热面积及热负荷现状,结合北京市城市及郊区供热相关文件,对北京市未来5年的电采暖面积和负荷需求进行了预测,分析了北京市电采暖的负荷增量需求;然后,针对北京市集中式用热和分散式用热,从用电侧和供电侧出发,构建了北京市风电供暖阈值电价测算模型,并开展了在不同补贴情景下各电能替代装置的技术经济分析;之后,设计了由电负荷、热负荷和需求响应共同参与的风电供暖系统,构建了以运行效益最大化和负荷波动最小化为目标函数的风电供暖调度优化模型,选择某地区产业园区作为实例对象,算例结果表明:同时考虑电力需求响应和热力需求响应能够充分实现不同目标需求,充分利用风电和天然气满足终端用户的用电、用热需求,系统整体运营效果实现最佳;最后,设计了北京市风电供暖综合效益评价模型,从经济、环境和社会效益三个维度构建了评价指标体系,构造了熵权-AHP指标赋权模型,并运用TOPSIS方法和灰色聚类三角函数方法构建了风电供暖效益综合评价模型。算例结果表明,所提模型能够充分有效评价北京市风电供暖综合效益,考虑需求响应的风电供暖系统的运营效益最佳。本文的研究为北京市的风电供热理论研究和相关产业项目规划提供了参考依据。