近年来,面对日益加深的能源环境危机,我国积极推进电能替代、供暖改造等一系列工程项目,使得需求侧用户的供能方式更为多样化、清洁化,由于在各种供能方式之间存在一定的差异,各类改造项目往往单独规划设计;另一方面,大规模的电能替代负荷和供暖改造负荷的接入会对综合能源系统规划建设带来深刻的影响,这不仅会在一定程度上影响供暖改造的工程效益,也给供给综合侧能源系统规划带来挑战。而在这种多能互补、用能替代的环境下,从更大范围的宏观角度来统筹考虑需求侧用户的用能问题和供给侧不同类型能源系统的规划发展问题,从而提高能源的综合利用效率,改善环境具有重要意义。本文针对供暖改造问题,围绕用户侧的供暖改造决策方法、能源系统规划建模以及供需双侧联合规划方法展开研究,主要工作如下:1)首先介绍了电能替代的相关理论,具体包括电能替代的概念、电能替代的主要类型和途径以及电能替代中存在的问题,然后针对电能替代中的相关问题,结合“煤改电”这一电能替代项目,对“煤改电”产生的增量用电负荷进行精细化的来源分析,以此引导“煤改电”产生的增量负荷消纳风电、光伏等清洁能源。2)针对我国各类供暖改造项目独立规划,缺乏交互协调的问题,结合“煤改电”增量用电负荷分配理论,构建考虑增量用电负荷分配的“煤改电”、“煤改气”联合规划模型,可以充分发挥多种能源形式之间的互补优势和协同效益,有效提高供暖改造的综合效益;考虑到各类能源供给约束的影响,本文进一步基于分阶段规划的思路,计及规划周期内各类能源供应能力和清洁能源装机规模的变化,建立考虑增量用电负荷分配的“煤改电”、“煤改气”联合分阶段规划模型,并采用向量序优化算法进行求解;最后,利用供暖改造工程实例验证了本文方法可以有序推进供暖改造工程,促进供暖负荷与能源发展相适应,有效缓解我国环境问题。本章重点研究了需求侧用户供暖改造规划决策方法,为第四章中的用户综合用能行为分析以及供需双侧联合规划建模提供先导研究和理论支撑。3)在前期研究的基础上,进一步分析用户用能行为与各类能源系统规划之间的相互影响,同时考虑将政府作为决策主体纳入到规划模型中,基于博弈理论提出一种计及用户综合用能行为和政策导向的供需双侧联合规划方法。首先,建立用户用能决策的效用模型,对用户综合用能行为进行分析;然后,分别构建综合能源系统中各类市场主体的规划收益模型,同时以供能改造的环境效益,建立政府对供需双侧污染排放的评估模型;在此基础上,基于用户、政府、综合能源系统以及其中各类市场主体间的博弈机理分析,构建供暖改造背景下供需双侧联合规划的双层动态博弈模型。最后,利用迭代搜索法对模型进行求解。基于标准算例的仿真结果表明:本文针对供暖改造问题,提出的供需双侧联合规划方法,充分考虑用户用能行为和多能源系统规划问题间的相互影响,可以实现源荷侧的统筹联合规划,通过用户的综合用能行为分析对需求侧的负荷水平进行科学的评估预测,可以有效指导综合能源系统进行更为精细化的规划建设,从而提升综合能源系统的收益。