趙志軍， 劉 凱*， 申曄龍

(1.中國建筑西北設(shè)計研究院有限公司， 陜西 西安 710018；2.安陽鋼鐵集團有限責任公司， 河南 安陽 455000)

在當前各種可再生能源應(yīng)用技術(shù)中，太陽能和風能電力系統(tǒng)以可觀的低成本、成熟的安裝技術(shù)和靈活的配置推動其不斷合規(guī)增長。2020年上半年，受新冠肺炎疫情影響，全球用電需求量下降了3%，而風能和太陽能發(fā)電同比增加了14%，48個國家和地區(qū)中，風能和太陽能發(fā)電量從2019年的1.13×109MW·h增加到2020年上半年的9.92×109MW·h[1]。我國風能和太陽能主要在西北的縣級地區(qū)，但縣級地區(qū)的電網(wǎng)配套和規(guī)劃建設(shè)滯后，局部地區(qū)網(wǎng)間外送限制其并網(wǎng)。此外當?shù)赜秒娯摵尚。瑢?dǎo)致就地消納能力有限，而外部消納又受限，這就產(chǎn)生了風電、光電被棄的現(xiàn)象[2]。2017年，中國的太陽能發(fā)電削減率約為6%，甘肅省和新疆維吾爾自治區(qū)的棄風電率分別為47%和45%[3-4]。2010—2016年，中國的平均棄風電率超過10%[5]。太陽能、風能的間歇性和不確定性，導(dǎo)致風速和輻照度值在很大程度上取決于位置、時間和大氣環(huán)境。因此，許多研究提出通過供暖、供水、照明、農(nóng)村農(nóng)業(yè)電力機械等就地消納利用被棄的風電、光電功率，并設(shè)計如多能互補的供暖技術(shù)就地解決消納棄風電問題[2]。

渭北西部塬地地區(qū)，風、光資源豐富，住戶總體聚居，局部分散。分散民居獨立的燃煤采暖能耗大，污染物排放大，清潔熱源比重低。此外集中供暖供燃氣在塬地地區(qū)因翻山越嶺使得管道鋪設(shè)難以實現(xiàn)，集中供熱條件不足[6]。

本文為解決塬地居民家庭低品位熱能的需要，將風、光轉(zhuǎn)化為電，使用風光互補發(fā)電取暖，替代燃煤供暖，提出一種光能風能互補的微熱電網(wǎng)供暖系統(tǒng)。此系統(tǒng)利用被棄太陽能和風電功率實現(xiàn)靈活的電熱功率轉(zhuǎn)換輸出，可以就近用戶分散接入，就地消納，解決當?shù)剞r(nóng)村供暖問題。

1 建筑熱源及建筑熱負荷分析

1.1 風能發(fā)電制熱系統(tǒng)

本文以陜西省咸陽市旬邑縣土橋鎮(zhèn)太陽能風能發(fā)電站為例，研究太陽能風能互補供熱系統(tǒng)的性能。土橋鎮(zhèn)地處渭北黃土高原西部溝壑區(qū)域，地形主要以山塬面為主，河道地勢低，塬地高，高差近1000 m，日照和地形導(dǎo)致塬面和河谷溫差變化大，氣體流動明顯，所以常年存在山谷風等形式的風力資源，屬國家四類風區(qū)，年平均風速5～8 m/s。塬地冬季平均氣溫較低，風量大。垂直軸風力發(fā)電機的發(fā)電量低于水平軸永磁直驅(qū)風力發(fā)電機的發(fā)電量，所以土橋鎮(zhèn)風力發(fā)電場建設(shè)的是23臺2.2 MW的水平軸永磁直驅(qū)風力發(fā)電機，風機塔筒高達90 m，單片葉片長61 m，最小啟動風速2.5 m/s，額定風速10.5 m/s，切出風速為20 m/s，塬地風力發(fā)電場如圖1。

圖1 塬地風力發(fā)電場

水平軸風力發(fā)電機組年度等效滿負荷利用小時數(shù)1955 h，預(yù)計年上網(wǎng)電量為97 755.5 MW·h，單機容量2500 kW。單臺風機年發(fā)電量420萬kW·h左右。實驗[7]表明，水平軸風力發(fā)電機的風速在11～14 m/s時發(fā)電效率最高，可達1200～1500 W，此風速分布大約占25%，可以作為本次研究的參考。

由于風力發(fā)電機風量不穩(wěn)定，產(chǎn)生的是交變流電，而直流電比交流電容易控制，所以本研究利用二極管全橋整流電路(圖2)把風力發(fā)電機發(fā)的交流電變成直流電利用。圖2中AC2的端口1、2接全橋電路兩端，變壓后就可以得到13～25 V的交流電AC2。電流經(jīng)過保護電路整流以后輸出直流電，也可以通過逆變電源對蓄電瓶充電使電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，需要時再把電瓶里的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成直流電以保證穩(wěn)定使用。電流表AM1是串在電路中的，電壓表VM1是并接在負荷兩端的。二極管單向?qū)?，使得從AC2端口1來的電流經(jīng)過D1后進入負載，然后從D3流回AC2的端口2。電流從0開始變大，電壓也相應(yīng)從0變大到220 V，然后電壓、電流再逐漸減歸到0。

圖2 交流風電變直流電原理圖

換向后AC2的端口2來的電流經(jīng)過D2后進入負載，然后從D4流回到AC2的端口1。電流從0開始變大，電壓也相應(yīng)從0變大到220 V，然后電壓、電流再逐漸減歸到0。全橋電路把負載兩端兩個方向的交流電流變成一個方向的直流電。

根據(jù)貝茲(Betz)的風力機氣動理論可得風力發(fā)電系統(tǒng)輸出功率Pwd的計算公式為[8]

(1)

其中Cp為風能利用變量系數(shù)，由風力發(fā)電機轉(zhuǎn)速和葉片參數(shù)決定，取最大值0.593；Pw是風力系統(tǒng)中氣流功率(W)；S為風力發(fā)電機迎風面的面積(m2)；Vf為風力發(fā)電機工作時的風速(m/s)；ρ為空氣密度(1.29 kg/m3)。風力發(fā)電機參數(shù)見表1。

表1 風力發(fā)電機參數(shù)表

1.2 太陽能發(fā)電制熱系統(tǒng)

山塬面地勢高，成帶狀平緩分布，可利用的太陽能資源條件優(yōu)越，年平均日照時數(shù)達2390 h，太陽輻射總量達5 024.16 MJ/m2，如圖3所示。

圖3 年均太陽總輻射分布 圖4 塬地光伏發(fā)電場

塬地光伏發(fā)電場(圖4)計劃采用“主電上網(wǎng)、余電自用”的方式利用光伏電能。

光伏電池板發(fā)出的直流電，可通過直流-直流(DC/DC)變流器給離網(wǎng)系統(tǒng)的蓄電池供電，光伏系統(tǒng)物理模型的發(fā)電功率Ppv的計算公式為[9]

(2)

其中Psc為單個光伏模塊的輸出功率(W)；Nsc為光伏系統(tǒng)中光伏模塊的數(shù)量；QE為單個光伏模塊全年的發(fā)電量(kW·h)；A為單個光伏模塊的面積(m2)；ηsc為系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率(取0.56)，包含運行的衰減、灰塵遮擋、溫度損失因子、逆變器轉(zhuǎn)換效率、朝向及傾斜角修正；εsc為單個光伏模塊電熱轉(zhuǎn)換效率(取0.8)；h為全年峰值日照時數(shù)(h)。

太陽能電池發(fā)電光伏組件的參數(shù)見表2。

表2 太陽能電池發(fā)電光伏組件的參數(shù)

根據(jù)建筑熱負荷(Qheat)計算變壓器低壓側(cè)實際供電電流IL(A)，并以此選擇變壓器。太陽能發(fā)的電為直流電，不需要半橋或者全橋轉(zhuǎn)換電路，但需要變壓，變壓器選擇計算公式為[9]

(3)

其中P2為變壓器低壓側(cè)輸出功率(kW)；UN為變壓器低壓側(cè)額定電壓與電纜壓降之差(0.38 kV)；cosφ為功率因素，是有功功率P和視在功率S的比值，這里取0.8；η為變換效率，取0.92；Qheat為建筑設(shè)計供熱負荷(kW)，由于這里電熱供暖系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率可達98.68%，過程熱損失可以忽略不計，所以這里取P2與Qheat相等[10]。

1.3 建筑熱工分析

2019年土橋塬地冬季氣溫、歷史風向、歷史風力和日照等歷史天氣狀況數(shù)據(jù)(表3)從SolarGIS和WeatherSpark得到。

表3 歷史天氣狀況數(shù)據(jù)

土橋塬地氣候冬長夏短，1月份最冷(平均氣溫-4.5 ℃)，冬季日均氣溫≤10 ℃，日氣溫變化范圍都小于15 ℃，多西北風，氣流下沉，風速小(2.5～2.7 m/s)。夏季多東南風，年平均風速2.8 m/s。春季冷暖交替，空氣流動頻繁，風速最大(2.9～3.2 m/s)[11-13]。取典型氣象年最冷月份中溫度的日平均值與該月平均值最接近的1月19日為冬季典型氣象日。日均達到地面的短波太陽能直接輻射(DNI)、總水平輻射(GHI)、風速和干球溫度如圖5所示。

圖5 冬季典型日逐時氣象參數(shù)

根據(jù)圖5，典型日1月19日太陽總輻射7.73 MJ/m2，最高溫度2.89 ℃，最低溫度-12.11 ℃，日平均溫度-4.3 ℃。塬上90 m高度的風速為3～6 m/s。

當?shù)厣杰貐^(qū)沒有通燃氣和集中供暖的條件，居民采暖大多采用煤炭。因此，選取村里一個典型住戶進行調(diào)研測驗，其住宅圍護結(jié)構(gòu)為磚混墻體，無保溫面層，鋁合金門窗，普通玻璃。住戶年度采暖耗煤990 kg，按照標煤發(fā)熱量29 307.6 kJ/kg，可以計算得到年耗熱量為29 061 463.05 kJ，等同于8 072.63 kW·h。

以O(shè)penStudio和EnergyPluse模擬此戶型建筑電熱采暖的模型如圖6所示。供熱末端采用加熱電纜地板輻射采暖，無需一、二級熱水供暖管網(wǎng)，利用當?shù)氐呐潆娫O(shè)施系統(tǒng)，直接式的加熱電纜通電后內(nèi)芯熱線消耗電熱功率發(fā)熱，實現(xiàn)電能向熱能的轉(zhuǎn)化，熱能通過地板面以對流和輻射的形式給建筑室內(nèi)供暖，提高人體熱舒適度。

圖6 Sketchup建筑模型

依此模擬計算供暖典型設(shè)計日24 h渭北塬地建筑熱負荷，進而分析風光互補發(fā)電系統(tǒng)廢棄電功率的供熱量與建筑熱負荷的匹配情況。

設(shè)定雙導(dǎo)加熱電纜線功率為17 W/m[10]，再利用OpenStudio和EnergyPluse模擬計算得到土橋鎮(zhèn)單層實驗住戶建筑熱負荷計算書簡略表如表4所示。

表4 實驗住戶熱負荷計算書簡略表

典型實驗住戶不含戶間傳熱時的室內(nèi)供暖總熱負荷約為7.65 kW。熱負荷隨著室外的溫度和太陽輻射照度在不斷變化，09:00—18:00時間段溫度高，熱負荷小，18:00—次日09:00時間段溫度低，熱負荷大。建筑的供熱量應(yīng)根據(jù)建筑熱負荷的變化進行分時段調(diào)節(jié)控制，不宜按最大熱負荷定量供熱，這樣白天09:00—16:00時間段熱負荷小，過量供熱導(dǎo)致熱舒適體驗差，還造成不必要的能源消耗。

1.4 蓄電池模型描述

(4)

其中K為安全系數(shù)，取1.25；I為負載電流(A)；T為放電小時數(shù)(h)；η為充放電及逆變器的容量系數(shù)，取1；α為蓄電池放電溫度系數(shù)，取0.006；t為蓄電池最低環(huán)境溫度(℃)；P為負載功率(kW)；ΔU為蓄電池放電期間的平均電壓減去逆變器與蓄電池之間的電纜壓降(V)；Qhi為實時供熱量(kW)。

系統(tǒng)采用14 V/30 Ah的鉛酸蓄電池，充電電流為2～10 Ah，充電電壓為14.4～14.9 V，比容為35～50 W·h/kg，比功率為75～300 W/kg。

1.5 熱源系統(tǒng)原理及系統(tǒng)模型

塬地晴天光能充沛，夜晚和風雨天風能充沛，這一特性使得太陽能、風能單獨使用不能穩(wěn)定可靠地供電供熱[13]。風能的間歇性、可變性決定了其需要其他可再生能源作為互補。風能和太陽能之間的時域互補特性規(guī)避彼此的產(chǎn)能產(chǎn)熱缺陷，促進熱與電功率互補技術(shù)的應(yīng)用，為微熱網(wǎng)系統(tǒng)提供可靠的電源和熱源[5]。風能和太陽能之間的緊密耦合有更好的可調(diào)度性，以此做熱源時，需要分析供熱實際利用的棄風電和光電，這里以棄風、光電率來衡量能源的利用率，計算公式為

(5)

式中ε為棄風、光電率；Pwd為風力電站的發(fā)電功率；Ppvi為光伏電站的發(fā)電功率；Ptrans為電網(wǎng)最大輸送電功率，由當?shù)匾?guī)劃設(shè)計確定，這里假設(shè)其為零，全部由當?shù)毓嶂评湎{；Pcsm為內(nèi)部電負荷消納電功率，冬季全部由制熱及其系統(tǒng)動力消納，夏季可由供冷確定，以當?shù)氐睦錈崃縼砥胶鈼壒怆姷墓β省?/p>

以加熱電纜輻射采暖計算，供熱系統(tǒng)熱源站為小型熱源站，輻射半徑為1 km。內(nèi)部負荷消納電量包括當?shù)貙崟r利用和熱能存儲系統(tǒng)存儲的電熱，熱能存儲系統(tǒng)能夠為整個熱力系統(tǒng)提供服務(wù)。根據(jù)熱源系統(tǒng)原理建立供熱動力系統(tǒng)模型，結(jié)合塬地實際天氣數(shù)據(jù)和分布式區(qū)域熱負荷需求，分析供熱動力系統(tǒng)的熱電輸出特性。采用MATLAB/Simulink仿真軟件建立互補熱源配電系統(tǒng)的模型(圖7)。建筑供暖熱源系統(tǒng)由光伏系統(tǒng)、風力系統(tǒng)、蓄電池和電加熱負荷設(shè)備組成。熱源系統(tǒng)中熱能來自于光伏與風能廢棄電功率，將廢棄電功率轉(zhuǎn)換成熱能用于建筑供暖。熱源的熱功率輸出與建筑需熱量完美匹配時，節(jié)能效果最明顯，運維更經(jīng)濟。

圖7 MATLAB建立的供熱系統(tǒng)模型

利用太陽能和風能產(chǎn)出的電功率，在使用電加熱裝置保證建筑物供暖需求條件下，將低負荷時段系統(tǒng)收集的多余電能就近分配存儲在蓄電池存儲系統(tǒng)中，靈活地提供可調(diào)度電源，以解決極端天氣供熱量與熱負荷需求不匹配的問題。模型中太陽能和風力系統(tǒng)的發(fā)電功率是互相獨立的，但與氣象數(shù)據(jù)有關(guān)。讀取歷史典型日的日照和風力氣象數(shù)據(jù)，依據(jù)工程資料輸入設(shè)備數(shù)據(jù)、負荷數(shù)據(jù)以及運行策略數(shù)據(jù)。

針對建筑供熱需求和MATLAB建立的供熱系統(tǒng)模型提出4種光伏-風能系統(tǒng)運行控制策略，運行策略流程圖如圖8所示。

作為“尋根文學(xué)”作家中的一個異類，莫言開辟了一個獨特的鄉(xiāng)土世界。因?qū)枢l(xiāng)——高密東北鄉(xiāng)懷有愛恨交織且無法擺脫的復(fù)雜感情，他緊跟故土的呼喚，以靈魂這一崇高形式重返精神家園。《紅高粱家族》中“我爺爺”、“我奶奶”等形象的設(shè)立充分說明了莫言對先輩的懷念，貫穿始終的紅高粱是他對故鄉(xiāng)自然景物的敬畏，故事中處處體現(xiàn)的民俗情節(jié)是他對家鄉(xiāng)的永恒記憶。鄉(xiāng)土情結(jié)對莫言的創(chuàng)作起著重要的作用，但他不滿足于對故鄉(xiāng)進行單純的書寫，他立足于民族的高度，深入挖掘一個民族對生命意識的理解與反抗，實現(xiàn)了鄉(xiāng)土情結(jié)的升華。

圖8 運行控制策略流程圖

控制策略1：若實時熱負荷(Qhi)需求小于等于光伏系統(tǒng)的發(fā)電功率(Ppvi)，則此時的熱負荷需求由光伏系統(tǒng)提供，多余的光伏和風機產(chǎn)生的直流電功率由蓄電池存儲(Phs)。

控制策略2：若實時熱負荷(Qhi)需求小于等于風力系統(tǒng)的發(fā)電功率(Pwd)，則此時的熱量需求由風力系統(tǒng)提供，多余的光伏和風機產(chǎn)生的直流電力由蓄電池存儲。

控制策略3：若實時熱負荷(Qhi)大于光伏系統(tǒng)或風力系統(tǒng)的發(fā)電功率，但小于光伏和風力系統(tǒng)的總和發(fā)電功率(Ppvi+Pwd)，則由光伏和風力系統(tǒng)聯(lián)合給建筑供熱。

控制策略4：若實時熱負荷(Qhi)大于光伏和風力系統(tǒng)的總和發(fā)電功率，此時要以最不利條件配置系統(tǒng)，就要求在光伏和風力發(fā)電系統(tǒng)的總發(fā)電功率提供熱量的同時，熱能存儲器系統(tǒng)存儲(Phs)也提供熱量，從而滿足供熱要求。

2 結(jié)果與討論

2.1 互補供熱系統(tǒng)的性能

實驗項目經(jīng)過現(xiàn)場的測試計算，整個冬季日發(fā)電量為100.38～143.36 kW·h，并網(wǎng)利用率25.34%。冬季典型日光伏和風能系統(tǒng)的最大理論棄風電的變化以及模擬得到建筑熱負荷需求情況如圖9所示。

圖9 負荷與供熱量分布圖

風力系統(tǒng)全天發(fā)電，而太陽能系統(tǒng)只能在白天發(fā)電，最大理論棄風電功率損耗和建筑逐時熱負荷都由氣象條件決定。圖9表明4種太陽能-風能系統(tǒng)運行控制策略中，策略1的情況是不存在的，因為熱負荷恒大于太陽能的供熱功率，在時域上熱負荷與供熱量不對等。策略2的情況存在，08:00—18:00之間風電功率大于熱負荷功率，如果不加以利用就會造成棄風電現(xiàn)象；而其他時間段又不足以平衡建筑熱負荷，也是典型的時域不對等。策略3是策略1和策略2的復(fù)合，同樣，太陽能風能總的發(fā)電量與熱負荷在時域上不對等，需要轉(zhuǎn)移互補系統(tǒng)的總熱功率輸出時段與建筑熱負荷變化匹配，使其在時域上對等，同時抑制風能和太陽能系統(tǒng)的功率損耗。

系統(tǒng)電功率損耗隨時間變化，太陽能風能互補系統(tǒng)本身能解決冬季典型日白天太陽能熱功率不足的問題，但是互補系統(tǒng)在夜間仍然不能滿足建筑供暖需求。因此需要并入蓄電系統(tǒng)蓄電來緩沖互補系統(tǒng)的時域不對等性，以匹配建筑逐時熱負荷。依據(jù)實驗數(shù)據(jù)參數(shù)和運行策略優(yōu)化采光板、風力發(fā)電機組和蓄電池的模型參數(shù)，用MATLAB/Simulink仿真模擬運行控制策略4得到供熱系統(tǒng)動態(tài)特性分布，如圖10所示。

圖10 系統(tǒng)的供熱量動態(tài)特性分布圖

從圖10可以看出，風機、光伏和電池提供的總功率達到658 W，350 s后達到穩(wěn)態(tài)狀態(tài)，此時整流器的功率損耗小于10%，整流器、變壓器及其他元器件的功率損耗為58 W。

不同輻射照度、溫度和風速下，控制系統(tǒng)可以提取和跟蹤光伏的最大功率，并根據(jù)負荷需求運行供熱系統(tǒng)和蓄電池的充電放電使供需平衡。環(huán)境變化或系統(tǒng)動態(tài)變化時，控制系統(tǒng)需要快速地平衡系統(tǒng)的供熱量和需熱量，此時需要蓄電池能夠在200～400 s的時間內(nèi)補充風、光能無法維持的建筑所需熱量。蓄電系統(tǒng)白天輸入能量、夜間輸出能量與光伏風能系統(tǒng)的變化互補，蓄電池穩(wěn)定電功率為46.33 W。依據(jù)控制策略4運行整個供熱系統(tǒng)，得到冬季典型日光伏-風能-蓄電互補系統(tǒng)的功率輸出，如圖11所示。

圖11 負荷與蓄熱供熱量分布圖

圖11表明，把蓄電池并入系統(tǒng)后可以對電流轉(zhuǎn)換和存儲，再通過系統(tǒng)整流器PI控制，就能實現(xiàn)系統(tǒng)的儲電放電功能，進而由系統(tǒng)供應(yīng)建筑實時的需電功率，保證了輸出功率滿足大負荷時段的供熱量，實現(xiàn)了風力和光伏發(fā)電的轉(zhuǎn)移以滿足逐時的負荷需求。

2.2 互補供熱系統(tǒng)的匹配

光伏發(fā)電和風力發(fā)電系統(tǒng)的最大理論發(fā)電量隨著裝機容量的增加而提高。對于風、光發(fā)電系統(tǒng)，經(jīng)過4種控制策略運行發(fā)現(xiàn)，在風力系統(tǒng)的容量比例固定的情況下，增加光伏和風力系統(tǒng)的總裝機容量也有利于與建筑熱負荷匹配。但這完全沒有必要，因為隨著蓄電池容量的增加，光伏和風力互補系統(tǒng)的棄風電的損耗功率利用率最大為7.06%，利用蓄電系統(tǒng)緩沖即可解決在峰值能源期間的功率不匹配問題。此外，當蓄電系統(tǒng)容量保持恒定時，增加光伏和風力系統(tǒng)的總?cè)萘?，或增加風力系統(tǒng)的容量，都會導(dǎo)致光伏和風力系統(tǒng)功率損耗的增加。

熱源站輻射范圍1 km內(nèi)有3個比較集中的村子，總共136戶居民，按照典型用戶的用熱量計算得到3個村子總用熱量8.78×105kW·h。選擇495 MW的光伏和1980 MW的風電，根據(jù)典型用戶的逐時熱負荷分布來調(diào)配控制接入熱用戶供熱系統(tǒng)的功率輸出和總裝機容量，實現(xiàn)了相對較高的棄風電功率損耗利用率(70.87%)，此時熱能存儲器容量為50 GW。

供熱系統(tǒng)設(shè)置的中小型電熱源站，風力發(fā)電最多，為54.64%；光伏發(fā)電最少，為20.36%；蓄電系統(tǒng)的總功率占18.44%。供熱系統(tǒng)的風電、光電、蓄電在整個供暖季的運行與負荷的匹配供熱效率可以達到88.55%，失配率僅為2.74%。此外，在有良好的太陽能資源的情況下，即便蓄電系統(tǒng)已滿使得多余的電能被浪費損耗，總的棄風電損耗率還是降到了29.13%。

采用MATLAB/Simulink建立互補供熱系統(tǒng)的模型，以實現(xiàn)近100%的可再生能源供熱，并分析了直流電供熱系統(tǒng)的熱能輸出特性。根據(jù)整個冬季及冬季典型日的參數(shù)動態(tài)分析，太陽能風能互補系統(tǒng)的功率輸出在白天部分情況下可以滿足建筑的熱負荷，但是時域不匹配，所以高溫天氣或者高溫時段蓄電系統(tǒng)蓄電，以此來緩沖匹配波動的建筑熱負荷，抑制棄風電的功率損耗。低溫天氣為用熱高峰期，此時風能或太陽能能源不足，蓄電互補系統(tǒng)通?？梢栽谟媚芨叻鍟r期供給以匹配需要。

渭北西部農(nóng)村的山塬地形使住戶總體聚居，局部分散；也使得配套市政熱力和燃氣難度大，且檢修難度極大，投資建設(shè)成本難以估計。利用可再生風電互補能源及蓄電池構(gòu)建小型離網(wǎng)電熱采暖系統(tǒng)，輻射范圍小，熱損失小，且能滿足建筑熱負荷需求，清潔能源利用率高，相對于流體介質(zhì)供暖運行費用低，相對于分散獨立的燃煤采暖也更為清潔環(huán)保。

3 結(jié)論

本文研究根據(jù)塬地地區(qū)的地理優(yōu)勢和不足，及山塬地形風能與太陽能優(yōu)勢互補的特點，提出可再生能源太陽能風能互補直流電蓄電供熱系統(tǒng)，是一種小型的離網(wǎng)電熱供暖技術(shù)。在時域上，利用低成本的電能存儲將間歇性的太陽能和隨機性的風能耦合，實現(xiàn)建筑連續(xù)供熱和建筑熱負荷的匹配。此外，本系統(tǒng)就近用戶分散接入，就地消納風能和太陽能，直接面向用戶，直流建筑用戶根據(jù)實際需求合理控制取暖的溫度及時間，系統(tǒng)布置和運行方式靈活，運維相對于市政或者生物質(zhì)技術(shù)簡單且經(jīng)濟。在解決塬地居民冬季供暖的同時提高了分布式清潔能源在終端能源消耗中的比重。