随着全球气候变暖,能源与环境问题日益突出,CO₂排放超标问题受到世界各国广泛的关注。风电作为可再生能源具有零排放、来源广等特点,但是弃风消纳问题阻碍了风电的发展。尤其,我国的“三北”地区冬季供热容易出现“风热冲突”的问题,使风电并网空间不足,导致弃风问题严重,碳排放量增多。本文针对上述问题,提出了包含风电、热电、火电在内的电热联合系统,通过储热装置和电锅炉协调供热,实现了电热能源系统的灵活运行。本文的具体内容如下:首先,研究了含储热热电机组的运行机制以及弃风消纳原理;分析了电锅炉的风转热机制,电锅炉既能作为电负荷又能作为热源,充分利用夜间的廉价电,提高系统调峰的能力;从源荷互动角度出发,研究了柔性负荷响应的调峰原理。其次,针对“三北”地区冬季夜间弃风问题,在储热装置促进风电消纳原理的基础上,提出了启停电锅炉与储热装置协调供热的风电消纳模型,推导了满足弃风消纳的储热装置放热功率与电锅炉启动电功率的关系,对系统的风电消纳水平、经济环境成本进行研究。针对处理电、热模型运行数据的不可行解,采用改进粒子群自调节优化算法对模型进行求解。仿真算例对4种供热方式下系统的风电消纳水平、煤耗成本以及碳排放成本进行分析,验证了所提模型的准确性。最后,为了促使用户承担起碳排放的责任,提出了含柔性负荷响应的电热联合系统低碳经济调度模型,以综合发电成本最小和碳交易成本最小为优化目标。在改进粒子群自调节优化算法的基础上,采用偏小型模糊满意度的折中策略求多目标函数最优解。仿真算例分析了不同运行方式、不同场景下系统风电消纳情况以及低碳经济效益,随后研究了不同碳价对优化结果的影响。