燃煤热电联产系统本身的热电耦合问题和用户侧日益增长的供热需求制约了其热电调峰能力,是造成北方地区供暖季“弃风”问题频发的主要因素。本文将循环水余热回收与热电厂调峰问题综合考虑,提出了基于电动热泵余热回收系统结合集中式热水蓄热器联合供热的热电调峰一体化系统,在提升热电厂弃风消纳能力的同时创造一定的经济效益及环境效益,为促进其参与电网风电调峰提供新的思路。首先,建立机组热力系统与电动热泵供热系统的变工况模型,研究变工况条件下机组耦合电动热泵余热回收系统供热时的热电解耦效果和煤耗特性及相关影响因素。计算结果表明热泵余热回收系统的加入有利于促进机组的热电解耦并产生节煤效益,此外,通过对比电动热泵和吸收式热泵两种余热回收技术的运行原理、调峰性能及节能性,发现电动热泵余热回收系统更适用于作为面向风电消纳问题时的电厂调峰手段。随后,综合考虑热水蓄热器及热泵的运行特点,进一步提出采用两者联合辅助机组供热的热电调峰一体化系统,并基于图解法分别对单独配置电动热泵和热水蓄热器以及两者联合使用时系统整体的热、电出力范围进行定性对比,结果表明后者在调峰灵活性上优势明显,更能适应风电并网后电网侧多变的负荷需求。在此基础上,结合区域电网弃风特性及电源结构组成建立热电调峰一体化系统的动态运行模型,并提出系统参与风电消纳时的热源调控方法。计算结果表明系统在运行时可提升区域电网的风电消纳水平并降低传统电、热源的运行能耗。从热源类别上看,电动热泵在弃风消纳能力及节能性上均优于热水蓄热器;从选型配置上看,热源容量的大小与其弃风消纳能力和节能效果呈正相关,但当蓄热器选型过大时为保证其风电消纳效果而增加的系统能耗将超过风电上网带来的节能收益;从调度模式上看,系统通过控制调整蓄热器蓄、放热时段适应电网调峰需求变化,可提升热电厂发电上网收益。最后,基于双层优化思想,以热电厂、传统火电厂及风电场在采暖季综合收益最大化为目标对热电调峰一体化系统的调度模式及热源配置选型建立优化设计模型,并通过模糊C-均值聚类法对采暖季计算周期进行场景削减,然后采用粒子群算法联合单纯形法实现模型求解。结果表明该优化方法可以实现对系统在中长期尺度下参与弃风消纳时的运行策略及辅助热源配置优化。