新能源电站值守区域电辐射采暖负荷匹配设计研究

引言

新能源电站快速发展改变电力供应结构，也为值守区域采暖方式带来新可能，电辐射采暖舒适性高、运行稳定，渐成新能源电站值守区主要供暖方式，可再生能源发电波动性较大，采暖负荷与电站发电能力能否有效匹配，是系统设计关键。匹配不当会造成能源浪费或供暖不足，影响运行经济性与舒适性，应对这一挑战，从新能源电站发电特性与电辐射采暖负荷特征出发，探讨科学匹配设计方法，为新能源电站值守区域提供兼顾节能与舒适的采暖解决方案，给相关工程设计提供可行性参考。

一、值守区域电辐射采暖负荷特性与新能源电站发电能力分析

新能源电站值守区域运行保障工作里，电辐射采暖的负荷特性直接左右着供暖系统的设计思路与实际运行模式，电辐射采暖运用辐射换热的基本原理，凭借红外波段的热辐射形式把热量直接送达人体和物体表面，它的热响应速度很迅速，温度分布也较为均匀，即便处于相对较低的空气温度环境中，依旧能提供让人感觉舒适的体感条件【1】。这样的特点和传统对流式供暖系统有着明显不同，值守区域一般来说建筑面积不大，围护结构的保温效果以及整体气密性会对采暖负荷造成不小影响，到了冬季低温的时间段，外部气象条件出现变化会促使室内热损失产生波动，进而让采暖系统的负荷呈现出阶段性的高峰状态，值守区域内部设备运行时散发出的余热，加上人员活动过程中产生的散热，同样会对总的采暖负荷起到一定程度的削减效果。

新能源电站的发电能力表现出明显的时间性与波动性，特别是那些以光伏和风电为主的电站，其输出功率会受到辐照度、风速以及气候条件等多种因素的影响，光伏发电在晴天的中午时段功率达到最高，而到了阴天和夜间则几乎没有输出；风电的发电情况受风速变化影响十分显著，不同季节的风况存在差异，这会导致可利用小时数出现波动。由于冬季早晚时段的采暖负荷通常处于较高水平，这就与光伏发电的峰值形成了一定的错位，不过风电在冬季的部分时段或许与采暖负荷有着较高的同步性，为了更精确地实现两者的匹配，需要结合多年的气象数据与电站运行记录，对发电能力展开统计分析，建立起不同季节和时段的功率预测模型，以此明确在典型日内和典型季节中可供采暖系统使用的电能水平。

对采暖负荷特性与发电能力做综合分析，要充分考虑两者在时间尺度上的耦合关系，负荷曲线与发电曲线匹配度越高，供暖系统对外部电网依赖就越低，能实现节能降碳目标，匹配度不够，就得靠储能系统或辅助电源来平衡，会增加系统投资与运行成本，电辐射采暖能快速启停，结合这一点，负荷预测与发电功率预测的动态比对，能确定最佳运行时段与功率分配策略【2】。发电富余时可适当提高电辐射功率，提升室内蓄热能力，到发电不足时能延缓室温下降，这样的策略要求设计阶段考虑储热材料选型与建筑热惰性评估，实现更高水平的能源利用效率。

二、基于负荷与发电特性匹配的电辐射采暖系统优化设计方案

实现新能源电站值守区域电辐射采暖负荷与发电特性的有效匹配，设计方案要从系统构成、运行策略及控制技术等多方面优化，系统构成上，选用热响应快、分区可控性高的电辐射终端设备，配合高性能保温隔热材料，降低传热损失，计算值守建筑热工参数，确定不同房间热负荷需求，合理配置辐射面板功率密度与布置方式。结合气象预测和电站发电计划，集成采暖系统与智能控制平台，依实时发电功率调整采暖输出，避免高峰用电冲击外部电网，储能配置可采用电热储能模块或相变蓄热装置，利用发电富余时段储热，为发电不足时段提供补偿热源，保证室内温度稳定。

运行策略的优化工作要围绕着动态平衡和能源利用最大化这两个核心来展开，当发电功率高于采暖负荷需求的情况下，系统能够优先让采暖设备投入运行，进行充足的储热操作，以此来降低后续运行过程中对外部电网的依赖程度；要是发电功率出现不足的情况，就可以调节采暖功率大小、启用储热模块或者选择性关闭部分采暖区域等方式，将室温维持在可接受的范围之内。针对不同季节以及不同气象条件下的运行模式，能够建立起基于历史运行数据和气象预测的负荷调控模型，从而实现按照实际需求来供应热量，再结合分时电价的机制，还可以在电价处于较低的时段进行热量的储备，这样做既能够降低系统的运行成本，又能提高整个系统的经济性与灵活程度。

控制技术的引入是实现匹配设计的重要环节，依托物联网和智能算法搭建的控制平台，能实时采集室内外温度、电站发电功率、储热装置状态等各类运行数据，借预测算法提前制定功率分配方案，运用模糊控制或预测控制方法，可在发电出现波动前调整采暖功率输出，缩短系统的惯性响应时间，控制平台依据值守区域的人员活动规律和室内舒适度需求，动态调节不同房间的供热强度，达成精准供暖【3】。设计阶段让控制策略与硬件配置相互匹配，既能提升能源利用效率，也能延长系统寿命，减少维护成本，经过上述多层次的优化设计与运行管理，新能源电站值守区域的电辐射采暖系统，能够在稳定性、舒适性与经济性之间取得良好平衡，为清洁能源的高效利用提供可行路径。

结语

本文针对新能源电站值守区域电辐射采暖负荷与发电特性的匹配设计展开探讨，结合采暖负荷变化规律与新能源发电特征，给出基于热工性能优化、运行策略调控及智能控制技术的系统化解决方案。研究显示，合理匹配设计能显著提升能源利用效率，有效降低运行成本，改善值守区域的舒适性与稳定性，这一方法对推动新能源电站低碳运行与节能降耗有重要工程参考价值，为后续在不同气候条件与不同类型新能源电站中推广应用打下理论基础与实践依据。

参考文献

[1]唐小琳.基于深度学习的新能源电站电气设备运维检测系统[J].电气技术与经济,2025(07):196-198.

[2]唐应才,李宝强,卢阳.“无人值守”智慧新能源电站的创新发展研究[J].产业创新研究,2025(12):79-81.

[3]辛迎芳,陈生婷.新能源电站防雷接地优化设计与效能研究[J].能源新观察,2025(06):86-87.