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摘要：我国新能源装机发展迅速，对电网调峰、储能等方面提出了新要求，本文简要介绍了蓄热式电锅炉技术及其在电网中的应用，探讨了蓄热电锅炉的主要特点，展望其应用前景。
关键字：蓄热、新能源、电网调峰、供热
1 引言
“十三五”以来，我国风电、光伏发电等新能源装机发展迅猛，截止2020年底新能源装机规模已达到全部装机的42.4%。我国已经明确提出2030年碳达峰、2060年碳中和的能源发展目标，预计“十四五”末期，我国新能源装机规模占比将超过一半，在全社会用电量增量中的占比将达到三分之二，在一次能源消费增量中占比将超过一半，届时新能源将从原来能源电力消费的增量补充，变成能源电力消费增量的主体。
新能源的发展给电网运行提出了新要求，风电、光电发电出力稳定性不如煤电机组，设备利用需要“靠天说话”，在新的能源结构形势下，如何从技术、政策等各个方面做好“削峰填谷”，发展新型“储能”技术，保障电网平稳顺利运行是我们面临的一个主要问题。其中蓄热式电锅炉技术成为行之有效的一个选项。
2 蓄热式电锅炉介绍及其在新能源电网中的应用
目前在技术和商业应用上比较成熟的主流形式为固体蓄热电锅炉，固体电蓄热锅炉设备系统主要由隔热层、保温层、蓄热砖、热电阻、换热器、风道、循环风机、配电柜等部分组成（如图所示）。
据相关文献资料，高压固体蓄热电锅炉适用0.4～220kV电压等级，大型高压电热炉单台储热功率可达到3～40MW，蓄热量可达50～1000GJ，换热器可产生85℃以下的常压热水，100～400℃的蒸汽，100～300℃的常压热风。小型低压固体蓄热电锅炉适用380V电压等级，单台储热量可达5GJ，换热器可产生85℃以下的常压热水。选型可以根据不同供电电源、供暖面积、蓄热需求等当地实际情况选择不同类别的固体蓄热电锅炉，并选择不同的组合和运行方式。
在电网低谷时段（夜间约9h），电网为发热体供电，设备蓄热，热电阻发热管将电能转化为热能并储存在高密度蓄热体中，最高储能温度可达到800℃左右。当高温蓄热体温度达到设定上限值或电网低谷时段结束自动控制系统动作，停止蓄热。
高温蓄热体与换热器之间配置热输出控制器，用电高峰时段设备放热，可变速风机驱动空气在风道内循环，空气吸收高温蓄热体储存的热能成为高温空气，高温空气可以通过换热器产生循环热水或者蒸汽，循环热水通过循环泵送入热网为用户供热，蒸汽则可作为工业用户的辅助（备用）气源。
蓄热式电锅炉技术属于一种“储能”技术。在电网用电低谷时段，蓄热式电锅炉把电能转变成热能并储存起来，在电网高峰时段释放热能实现区域供热。蓄热电锅炉是储能调峰的一种途徑，是在负荷端完成削峰填谷的一种有效手段，可以解决一些地区存在的电网低谷期“弃风弃光”现象，提高可再生能源利用水平。
蓄热式电锅炉技术可以广泛应用在机电、化工、纺织等工业园区以及宾馆、办公、学校等地方，在一些环保、消防要求较高的区域和市政供热不够完善的远郊片区有明显优势。
3 蓄热式电锅炉技术主要特点分析
3.1 环保和安全性分析
蓄热式电锅炉具有很好的环保和安全性能。与燃油、燃气锅炉相比较，蓄热式电锅炉不产生固体、气体燃烧，无污染。
蓄热采用镁铁砖等固体蓄热材料，热容量高，蓄热能力强，蓄热温度可达800℃，无毒、无害、无污染，使用寿命长，可长期稳定运行。
蓄热电锅炉系统为常压系统，电气元件安全性高，不会出现燃油炉、燃气炉可能产生的爆燃、泄漏、超压等问题。
3.2 经济性分析
蓄热电锅炉采用一体化岛式结构，将加热、蓄热、取热、换热及控制系统组合在一台无压的一体化结构内，热效率高，系统整体热效率可达到95%以上。
由于采用一体化岛式成套配备，蓄热电锅炉安装灵活便捷，甚至可以做到“移动供热”，厂房建造成本较低，环保、消防条件具备时也可以利用建筑物地下室或建筑物顶层空间，从一次建造成本考虑，电锅炉与传统燃油炉、燃气炉相比有明显优势。
从日常运行方面考虑，油、气价格波动比较明显，在能源短缺背景下价格呈不断上涨趋势。蓄热式电锅炉用电采用低谷时电价，响应移峰填谷政策，普遍能享受到补贴电价，所以日常运行费用也有优势。
蓄热电锅炉利用低谷电量，可以发挥低谷电的效益，缓解高峰期用电压力，降低电网运行成本和电网损耗，提高电网效率。
在工厂、仓储、学校等对供暖需求不高的非居民供暖片区，主要是白天供暖，采用蓄热电锅炉，可以保证供暖质量，同时具有较好的经济型。
蓄热式电锅炉还可以作为市政供暖的辅助（备用）热源。近些年北方部分地区出台了鼓励煤改电的电价优惠政策，使电锅炉供暖的发展空间进一步扩大。
3.3 运行维护分析
蓄热电锅炉设备系统较简单，自动化程度高，系统可根据环境需求和用户要求设定出口工质参数，对蓄热温度、水温调节、系统启闭等操作都能够实现自动化，实现无人值守，远程智能控制和动态监控，运行稳定可靠。
蓄热电锅炉辅助设备少，故障率低，维修简便且费用低。
电锅炉利用低谷时段电能，可缓解“弃风弃光”问题，提高风电机组利用小时，提升低谷时段电网负载率，提高了电力系统的运行效率和稳定性。
4 结语
蓄热式电锅炉属于比较成熟的储能技术，具有零碳排放、无污染、安全稳定、自动控制等优点，在解决低谷时段“弃风弃光”问题、电网削峰填谷中可发挥较好作用，一定程度上达到热电解耦，可以作为市政供暖不完善片区的供暖热源，也可作为市政供暖的辅助（备用）热源，取得良好社会效益。
蓄热式电锅炉的应用，需要借助于相关政策手段，在地方政府支持低谷时段低电价、电价补贴、新能源电价补偿等利好条件下，可以更好体现出经济上的优势。
参考文献
[1]祁兵，何承瑜，李彬，等.蓄热电锅炉参与能源互联的应用模式探究及发展趋势分析[J].电网与清洁能源，2018，34（4）：9.
[2]张道山，柳乃明，李军.浅析蓄热式电锅炉能效监测方法[J].节能与环保，2015（9）：2.
[3]郑智丹.蓄热式电锅炉在风电接纳中的应用[J].电器与能效管理技术，2018，561（24）：85-91.
[4]胡润青，窦克军.我国北方地区可再生能源供暖的思考与建议[J].中国能源，2017，39（11）：25- 32.
[5]方豪，夏建军，林波荣，等.北方城市清洁供暖现状和技术路线研究[J].区域供热，2018（11）：11 -18.
[6]李建林，谢志佳，李德鑫，等.蓄热式电锅炉提升风电消纳能力关键技术研究[J].电器与能效管理技术，2018（1）：7.
[7]杨锡运，张洋，谢志佳，等.提升风电就地消纳的蓄热式电锅炉优化调度研究[J].电器与能效管理技术，2017，000（013）：28-33.
[8]郑智丹.蓄热式电锅炉在风电接纳中的应用[J].电器与能效管理技术，2018，561（24）：85-91.
[9]刘景霞 潘跃 基于固体电蓄热锅炉的弃风消纳多目标优化[J].电力自动化，2020（7）：93-95.
[10]曲弘，刘东延.北方地区蓄热式电锅炉发展前景及经济运营分析[J].大众用电，2018（2）：17-18.
关键字：蓄热、新能源、电网调峰、供热
1 引言
“十三五”以来，我国风电、光伏发电等新能源装机发展迅猛，截止2020年底新能源装机规模已达到全部装机的42.4%。我国已经明确提出2030年碳达峰、2060年碳中和的能源发展目标，预计“十四五”末期，我国新能源装机规模占比将超过一半，在全社会用电量增量中的占比将达到三分之二，在一次能源消费增量中占比将超过一半，届时新能源将从原来能源电力消费的增量补充，变成能源电力消费增量的主体。
新能源的发展给电网运行提出了新要求，风电、光电发电出力稳定性不如煤电机组，设备利用需要“靠天说话”，在新的能源结构形势下，如何从技术、政策等各个方面做好“削峰填谷”，发展新型“储能”技术，保障电网平稳顺利运行是我们面临的一个主要问题。其中蓄热式电锅炉技术成为行之有效的一个选项。
2 蓄热式电锅炉介绍及其在新能源电网中的应用
目前在技术和商业应用上比较成熟的主流形式为固体蓄热电锅炉，固体电蓄热锅炉设备系统主要由隔热层、保温层、蓄热砖、热电阻、换热器、风道、循环风机、配电柜等部分组成（如图所示）。
据相关文献资料，高压固体蓄热电锅炉适用0.4～220kV电压等级，大型高压电热炉单台储热功率可达到3～40MW，蓄热量可达50～1000GJ，换热器可产生85℃以下的常压热水，100～400℃的蒸汽，100～300℃的常压热风。小型低压固体蓄热电锅炉适用380V电压等级，单台储热量可达5GJ，换热器可产生85℃以下的常压热水。选型可以根据不同供电电源、供暖面积、蓄热需求等当地实际情况选择不同类别的固体蓄热电锅炉，并选择不同的组合和运行方式。
在电网低谷时段（夜间约9h），电网为发热体供电，设备蓄热，热电阻发热管将电能转化为热能并储存在高密度蓄热体中，最高储能温度可达到800℃左右。当高温蓄热体温度达到设定上限值或电网低谷时段结束自动控制系统动作，停止蓄热。
高温蓄热体与换热器之间配置热输出控制器，用电高峰时段设备放热，可变速风机驱动空气在风道内循环，空气吸收高温蓄热体储存的热能成为高温空气，高温空气可以通过换热器产生循环热水或者蒸汽，循环热水通过循环泵送入热网为用户供热，蒸汽则可作为工业用户的辅助（备用）气源。
蓄热式电锅炉技术属于一种“储能”技术。在电网用电低谷时段，蓄热式电锅炉把电能转变成热能并储存起来，在电网高峰时段释放热能实现区域供热。蓄热电锅炉是储能调峰的一种途徑，是在负荷端完成削峰填谷的一种有效手段，可以解决一些地区存在的电网低谷期“弃风弃光”现象，提高可再生能源利用水平。
蓄热式电锅炉技术可以广泛应用在机电、化工、纺织等工业园区以及宾馆、办公、学校等地方，在一些环保、消防要求较高的区域和市政供热不够完善的远郊片区有明显优势。
3 蓄热式电锅炉技术主要特点分析
3.1 环保和安全性分析
蓄热式电锅炉具有很好的环保和安全性能。与燃油、燃气锅炉相比较，蓄热式电锅炉不产生固体、气体燃烧，无污染。
蓄热采用镁铁砖等固体蓄热材料，热容量高，蓄热能力强，蓄热温度可达800℃，无毒、无害、无污染，使用寿命长，可长期稳定运行。
蓄热电锅炉系统为常压系统，电气元件安全性高，不会出现燃油炉、燃气炉可能产生的爆燃、泄漏、超压等问题。
3.2 经济性分析
蓄热电锅炉采用一体化岛式结构，将加热、蓄热、取热、换热及控制系统组合在一台无压的一体化结构内，热效率高，系统整体热效率可达到95%以上。
由于采用一体化岛式成套配备，蓄热电锅炉安装灵活便捷，甚至可以做到“移动供热”，厂房建造成本较低，环保、消防条件具备时也可以利用建筑物地下室或建筑物顶层空间，从一次建造成本考虑，电锅炉与传统燃油炉、燃气炉相比有明显优势。
从日常运行方面考虑，油、气价格波动比较明显，在能源短缺背景下价格呈不断上涨趋势。蓄热式电锅炉用电采用低谷时电价，响应移峰填谷政策，普遍能享受到补贴电价，所以日常运行费用也有优势。
蓄热电锅炉利用低谷电量，可以发挥低谷电的效益，缓解高峰期用电压力，降低电网运行成本和电网损耗，提高电网效率。
在工厂、仓储、学校等对供暖需求不高的非居民供暖片区，主要是白天供暖，采用蓄热电锅炉，可以保证供暖质量，同时具有较好的经济型。
蓄热式电锅炉还可以作为市政供暖的辅助（备用）热源。近些年北方部分地区出台了鼓励煤改电的电价优惠政策，使电锅炉供暖的发展空间进一步扩大。
3.3 运行维护分析
蓄热电锅炉设备系统较简单，自动化程度高，系统可根据环境需求和用户要求设定出口工质参数，对蓄热温度、水温调节、系统启闭等操作都能够实现自动化，实现无人值守，远程智能控制和动态监控，运行稳定可靠。
蓄热电锅炉辅助设备少，故障率低，维修简便且费用低。
电锅炉利用低谷时段电能，可缓解“弃风弃光”问题，提高风电机组利用小时，提升低谷时段电网负载率，提高了电力系统的运行效率和稳定性。
4 结语
蓄热式电锅炉属于比较成熟的储能技术，具有零碳排放、无污染、安全稳定、自动控制等优点，在解决低谷时段“弃风弃光”问题、电网削峰填谷中可发挥较好作用，一定程度上达到热电解耦，可以作为市政供暖不完善片区的供暖热源，也可作为市政供暖的辅助（备用）热源，取得良好社会效益。
蓄热式电锅炉的应用，需要借助于相关政策手段，在地方政府支持低谷时段低电价、电价补贴、新能源电价补偿等利好条件下，可以更好体现出经济上的优势。
参考文献
[1]祁兵，何承瑜，李彬，等.蓄热电锅炉参与能源互联的应用模式探究及发展趋势分析[J].电网与清洁能源，2018，34（4）：9.
[2]张道山，柳乃明，李军.浅析蓄热式电锅炉能效监测方法[J].节能与环保，2015（9）：2.
[3]郑智丹.蓄热式电锅炉在风电接纳中的应用[J].电器与能效管理技术，2018，561（24）：85-91.
[4]胡润青，窦克军.我国北方地区可再生能源供暖的思考与建议[J].中国能源，2017，39（11）：25- 32.
[5]方豪，夏建军，林波荣，等.北方城市清洁供暖现状和技术路线研究[J].区域供热，2018（11）：11 -18.
[6]李建林，谢志佳，李德鑫，等.蓄热式电锅炉提升风电消纳能力关键技术研究[J].电器与能效管理技术，2018（1）：7.
[7]杨锡运，张洋，谢志佳，等.提升风电就地消纳的蓄热式电锅炉优化调度研究[J].电器与能效管理技术，2017，000（013）：28-33.
[8]郑智丹.蓄热式电锅炉在风电接纳中的应用[J].电器与能效管理技术，2018，561（24）：85-91.
[9]刘景霞 潘跃 基于固体电蓄热锅炉的弃风消纳多目标优化[J].电力自动化，2020（7）：93-95.
[10]曲弘，刘东延.北方地区蓄热式电锅炉发展前景及经济运营分析[J].大众用电，2018（2）：17-18.