热电联产、热泵、电锅炉、浸入式加热器等技术促进了电力系统与热力系统之间耦合[14]，其重要性体现在以下几个方面：产热是众多发电过程中的重要环节，对热能的有效利用可以提高能源使用效率；电-热耦合有助于消纳可再生能源；热能是终端用户负荷重要的组成部分。同时，热能在生产、传输过程中损失较大，对热能的有效利用是能源梯级利用、多能源互补理念中的重要目标，现有的电-热耦合组件分析并不完善。
电-热耦合组件主要以热水器、空调等温控负荷的形式存在，体现了电热之间的能量转换，与民众生活息息相关，如图6-8所示。温控负荷是电力系统的一种重要负荷类型，应用广泛，其用能特性受外界天气因素影响较大。同时，热能具有延时效应，通过对电-热耦合组件建模、优化、控制的研究，可减少其对电力系统稳定性的影响，向电力系统提供更好的辅助服务；需求响应和能效电厂等技术也为相关研究提供了新的思路。
热能主要有2种供应途径：第1种是采取集中供热的方法，以热水或蒸汽作为热介质，通过热水管网中的输热干线、配热干线和支线送到用户，其热源包括热电站、工业废热、地热等；第2种是通过用户端的储能设备和产能设备，进行热能供应。在上述2种应用场景中，电-热耦合组件均有广泛存在。
对于第1种热能供应途径，电力网络可以通过区域热电站与电力网络进行耦合，进而形成关键组件。区域热电站的结构如图6-9所示，它包含热电联产单元、浸入式加热器、水泵，在该组件中，热电联产单元与浸入式加热器分别将其他形式的能源转化为热能，通过区域供热系统的进水管送至用户并通过回水管返回系统，与此同时，热电联产单元产生的电力可弥补浸入式加热器与水泵消耗的电力。电力与热力系统耦合组件的增加为彼此系统的供应带来更多的灵活性和可靠性，系统之间不再是彼此独立的。(www.xing528.com)
图6-8 用户级电-热耦合组件
图6-9 区域热电站的结构
在第2种热能供应途径中，电力系统与储热系统形成的耦合组件在生产实践中联系紧密，电力系统是快动态系统，能量难以存储，与其他形式能源相比，传输过程中损耗更小；而储热系统是慢动态系统，储热系统在管道、水箱等设备均能够高效率存储，同时热在传输过程中损耗较大。由此，电力系统与储热系统具有互补特性，通过储热系统与电力系统的结合，有利于消纳可再生能源。
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