一、成果简介： 

近年来，北方地区采暖季因散煤燃烧导致的空气污染问题日益严重，为此国家大力推进冬季清洁取暖，“煤改电”工程得以快速实施。课题针对“煤改电”配电网规划设计标准缺失、供电可靠性要求提升、可持续发展、关键设备研制、运维服务等内容开展研究，旨在节省“煤改电”工程建设投资，增强“煤改电”供电保障能力，降低电采暖用户费用，提升服务品质，为打赢蓝天保卫战提供可靠技术支撑。

2.主要技术创新

(1)创立“煤改电”配网规划设计标准体系。提出基于分类同时系数和“以热定电”理论的煤改电户均配变容量精准计算方法，提出狭窄空间 10kV 线路单相供电新制式及其典型设计。解决了户均配变容量不明确、狭窄空间施工难等问题，填补了煤改电配电网规划设计方面的空白。

(2)建立全方位“煤改电”供暖保障体系。提出基于房屋热惯性的“煤改电”客户抗停电风险承受能力评估方法；供电侧，提出低压联络典型设计和分区煤改电负荷应急供电方案；用户侧，提出不同场景下电采暖差异化配置方案，全方位保障居民可靠供暖。

(3)构建基于新能源消纳的“煤改电”持续发展新模式。提出基于纳什均衡理论的煤改电负荷消纳新能源多边博弈模型，制定多边最大收益的直购电量及电价，构建煤改电持续发展新模式。解决煤改电财政补贴、弃风弃光、跨区交易系列难题。

(4)研制自主知识产权的“煤改电”系列装备。研制双级增焓变频压缩空气源热泵，解决了低温环境热泵无法制热难题，最低温度可达-35℃；研制自平衡有载调容调压变压器、内置保护单相变压器、三相不平衡平滑切换装置等，实现煤改电配网可靠、经济运行。

(5)开发“煤改电”运维管理系统。提出计及气象信息的电采暖多元动态负荷预测模型，预测精度提高 4.2%。系统具备负荷精准预测、定向增值服务、设备运维管理等功能，实现电网设备运维和用户用能的高效、有序管理。

经中国工程院院士为组长的学术委员会鉴定：项目首创了大规模电供暖应用范例，整体研究成果达到国际领先水平。

图1 “以热定电”户均配变容量计算流程

图2 低压联络装置、典型设计及应用示意图

图3 单杆挂装式内置保护单相变压器

图 4 “煤改电”运维管理系统

二、技术优势及性能指标：

成果在“煤改电”配电网规划设计、增容改造方案、新型电力设备等方面与国内外同类技术相比具有先进性，具体技术指标对比见下表。

三、所属领域：

综合能源系统方向：能源供应技术、能源控制技术

综合能源服务方向：多能供应服务技术

四、成熟度：

产业化阶段

五、市场应用情况及经济效益分析：

成果在北京全面应用，直接经济效益达 129.6 亿。至 2018 年底，覆盖户数超 120 万、台区 23787台、线路 2935 条，近三年新增售电收入 59.756 亿，实现节支 49.94 亿；研制的热泵、调容变、单相变销售至京津冀鲁苏等 15 省市，销售额达 14.5 亿，利润 2.46 亿。