中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：去年冬，河北農(nóng)村供暖問題牽動(dòng)人心。本文立足虛擬電廠與建筑供暖融合的探索，以期憑借相關(guān)研究成果，為我國(guó)北方地區(qū)供暖難題的破解提供有益借鑒與參考。
在供熱行業(yè)，伴隨分布式供熱系統(tǒng)電氣化進(jìn)程持續(xù)推進(jìn)，熱泵及其配套蓄熱設(shè)施正展現(xiàn)出從傳統(tǒng)“被動(dòng)負(fù)荷”向“柔性電力資源”轉(zhuǎn)型的巨大潛力，亟待進(jìn)一步釋放。但目前來看，這一潛力的落地仍面臨關(guān)鍵瓶頸：相關(guān)政策文件與市場(chǎng)機(jī)制的缺失，導(dǎo)致電氣化供熱參與虛擬電廠的路徑與規(guī)則尚未明確。事實(shí)上，在現(xiàn)有虛擬電廠的應(yīng)用實(shí)踐與構(gòu)成體系探討中，其與靈活供熱的協(xié)同價(jià)值也未得到深度挖掘與開發(fā)。
完善電氣化供熱參與虛擬電廠的配套機(jī)制與規(guī)則，能夠有效推動(dòng)分散的供熱資源通過虛擬電廠實(shí)現(xiàn)聚合與靈活調(diào)度。這不僅能為供熱企業(yè)開辟新的收益來源，同時(shí)增強(qiáng)電網(wǎng)與供熱系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性，更能顯著提升可再生能源就地消納水平。根據(jù)國(guó)際能源署的預(yù)測(cè)，熱泵的靈活運(yùn)營(yíng)可減少約60太瓦時(shí)的可再生能源棄電，這一規(guī)模相當(dāng)于熱泵用于空間供暖和生活熱水用電量的20%以上。
供熱參與虛擬電廠的方式與效益
虛擬電廠通過聚合分布式資源（含負(fù)荷、儲(chǔ)能、分布式發(fā)電等）參與電力市場(chǎng)交易或響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度指令，其聚合模式具備高度靈活性，可根據(jù)實(shí)際需求靈活調(diào)整繁簡(jiǎn)程度。在簡(jiǎn)易應(yīng)用場(chǎng)景下，可僅聚合單一種類分布式資源，例如供熱企業(yè)可同時(shí)承擔(dān)虛擬電廠角色直接參與電力市場(chǎng)；在復(fù)雜應(yīng)用模式下，可由專業(yè)負(fù)荷聚合商統(tǒng)籌管理建筑供熱、電動(dòng)汽車充電站、蓄熱罐、電儲(chǔ)能、分布式能源等多類型分布式資源，形成規(guī)模化柔性資源池。
虛擬電廠的運(yùn)作主體通常為售電公司、綜合能源服務(wù)公司等聚合各類分布式資源的新型市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)主體，其核心職能涵蓋資源聚合、計(jì)量監(jiān)測(cè)與收益分配。此外，這些主體還可根據(jù)電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行需求，向所聚合的分布式資源發(fā)出優(yōu)化運(yùn)行信號(hào)，例如響應(yīng)電力需求削減、提供調(diào)頻等輔助服務(wù)、實(shí)施用電負(fù)荷轉(zhuǎn)移或緩解局部電網(wǎng)阻塞，以此提升電力系統(tǒng)整體靈活性與運(yùn)行效率。
在供熱領(lǐng)域，虛擬電廠可實(shí)現(xiàn)一個(gè)區(qū)域內(nèi)熱泵集群的統(tǒng)籌聚合，并與充電樁、蓄熱罐等柔性資源開展統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)、調(diào)度與結(jié)算。得益于區(qū)域供熱管網(wǎng)及蓄熱設(shè)施具備的顯著熱慣性特征，在不影響用戶供暖舒適度的前提下，可大幅延長(zhǎng)負(fù)荷轉(zhuǎn)移的時(shí)間窗口。這使得熱泵集群不僅能提供跨小時(shí)的調(diào)節(jié)能力，還可通過小規(guī)模蓄熱設(shè)施實(shí)現(xiàn)跨日乃至多日的能量轉(zhuǎn)移。電氣化供熱項(xiàng)目在響應(yīng)電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求的同時(shí)，還能借助分時(shí)電價(jià)機(jī)制降低電費(fèi)支出，或通過參與需求響應(yīng)、輔助服務(wù)項(xiàng)目獲得額外經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償，既為供熱項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)提供穩(wěn)定資金保障，也可通過與用戶分?jǐn)偸找孢M(jìn)一步降低供暖費(fèi)用。
與傳統(tǒng)虛擬電廠相比，納入供熱資源的虛擬電廠具備鮮明的多能互補(bǔ)輸出優(yōu)勢(shì)。此類系統(tǒng)可將供熱、蓄熱設(shè)備作為儲(chǔ)能媒介，通過熱能形式實(shí)現(xiàn)能量的時(shí)空轉(zhuǎn)移，從而顯著提升虛擬電廠的經(jīng)濟(jì)收益、資源利用效率與全周期運(yùn)行穩(wěn)定性，其最終能源輸出形式也不再局限于電能。同時(shí)，儲(chǔ)能介質(zhì)的選擇也突破了電化學(xué)儲(chǔ)能的范疇，通過熱能儲(chǔ)存的方式實(shí)現(xiàn)能量的靈活調(diào)節(jié)與優(yōu)化配置。蓄熱技術(shù)兼具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、儲(chǔ)能周期長(zhǎng)、循環(huán)性能穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，特別適用于構(gòu)建區(qū)域供熱系統(tǒng)的長(zhǎng)效調(diào)節(jié)能力，更能進(jìn)一步提升虛擬電廠的可再生能源就地消納水平。
從全球能源消費(fèi)格局來看，供熱在工業(yè)與建筑領(lǐng)域的終端能源消費(fèi)中占比近五分之一，推動(dòng)供熱領(lǐng)域電能替代，對(duì)于實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)、促進(jìn)可再生能源規(guī)?；{具有重要戰(zhàn)略意義。根據(jù)國(guó)際能源署的研究成果，熱泵尤其是空氣源熱泵，在我國(guó)嚴(yán)寒、寒冷及冬冷夏熱地區(qū)已具備顯著經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，其全生命周期成本普遍低于電鍋爐、燃?xì)忮仩t的平均水平。通過熱泵系統(tǒng)與蓄熱設(shè)備的耦合應(yīng)用，可進(jìn)一步提升可再生能源消納能力，并依托建筑自身熱慣性實(shí)現(xiàn)熱負(fù)荷的削峰填谷，在有效降低供熱運(yùn)營(yíng)成本的同時(shí)，增強(qiáng)供熱與電力系統(tǒng)的運(yùn)行靈活性和韌性。
虛擬電廠運(yùn)作主體可由售電公司、電網(wǎng)企業(yè)或各類分布式資源聚合主體擔(dān)任，其既承擔(dān)著計(jì)量監(jiān)測(cè)、收益分配的基礎(chǔ)職能，也可根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行需求，向供熱系統(tǒng)發(fā)出優(yōu)化運(yùn)行信號(hào)，例如響應(yīng)電力需求削減、提供調(diào)頻、負(fù)荷轉(zhuǎn)移等輔助服務(wù)或緩解電網(wǎng)阻塞等。虛擬電廠在響應(yīng)電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求的過程中，可享受低谷電價(jià)優(yōu)惠，并通過提供電力系統(tǒng)服務(wù)獲得相應(yīng)經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。根據(jù)與電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的合作模式，虛擬電廠甚至可直接接收調(diào)度指令，在約定范圍內(nèi)靈活調(diào)節(jié)供熱輸出，在保障供暖可靠性的前提下，為電網(wǎng)提供精準(zhǔn)的調(diào)節(jié)服務(wù)。由此，供熱企業(yè)可通過享受低谷電價(jià)、獲取需求響應(yīng)與輔助服務(wù)補(bǔ)償?shù)确绞?，有效降低運(yùn)營(yíng)支出，提升經(jīng)營(yíng)效益。
從國(guó)際實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，熱泵通過虛擬電廠參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)主要包含三種模式：
一是零售電價(jià)響應(yīng)模式。虛擬電廠通過響應(yīng)用戶側(cè)零售電價(jià)信號(hào)，幫助供熱企業(yè)降低電費(fèi)支出并獲取差價(jià)收益。在實(shí)行分時(shí)電價(jià)、需量電價(jià)的地區(qū)，虛擬電廠通過優(yōu)化用能時(shí)序，在電價(jià)高峰時(shí)段削減負(fù)荷、低谷時(shí)段轉(zhuǎn)移用電需求，實(shí)現(xiàn)用戶電費(fèi)節(jié)約，并與用戶合理分享收益。若零售電價(jià)與電力批發(fā)市場(chǎng)價(jià)格（含電能量現(xiàn)貨市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)）進(jìn)一步掛鉤，形成動(dòng)態(tài)峰谷分時(shí)電價(jià)或動(dòng)態(tài)尖峰電價(jià)機(jī)制，將為虛擬電廠提供更精準(zhǔn)的價(jià)格信號(hào)，顯著增強(qiáng)其響應(yīng)能力與經(jīng)濟(jì)收益。
二是需求響應(yīng)調(diào)度模式。熱泵集群通過虛擬電廠參與需求響應(yīng)項(xiàng)目，接受電網(wǎng)調(diào)度指令并獲得相應(yīng)經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。該模式下，虛擬電廠接到調(diào)度通知后，通過調(diào)節(jié)分布式資源負(fù)荷實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)削峰填谷，并按照市場(chǎng)價(jià)格或項(xiàng)目激勵(lì)規(guī)則獲取需求響應(yīng)補(bǔ)償。若結(jié)算機(jī)制能在地域范圍內(nèi)進(jìn)一步細(xì)化，允許虛擬電廠提供本地電力服務(wù)（如區(qū)域電能量服務(wù)與地方需求響應(yīng)項(xiàng)目組合），并基于時(shí)間、地理維度細(xì)分的節(jié)點(diǎn)電價(jià)和地方需求響應(yīng)規(guī)則開展結(jié)算，將更精準(zhǔn)地體現(xiàn)并補(bǔ)償虛擬電廠所提供服務(wù)的真實(shí)價(jià)值，從而有效激勵(lì)虛擬電廠參與負(fù)荷側(cè)響應(yīng)的積極性。
三是電力市場(chǎng)參與模式。此模式下，虛擬電廠作為合格市場(chǎng)主體直接參與電力批發(fā)市場(chǎng)交易，可在容量市場(chǎng)、電能量市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)中自主提交報(bào)價(jià)，依托聚合的熱泵集群等靈活性資源，為電力系統(tǒng)提供調(diào)峰、調(diào)頻、緩解阻塞等服務(wù)。熱泵集群的運(yùn)行方式與車網(wǎng)互動(dòng)模式相似，由電網(wǎng)調(diào)度中心直接下達(dá)調(diào)節(jié)指令，虛擬電廠對(duì)熱泵負(fù)荷實(shí)施統(tǒng)一調(diào)控，執(zhí)行具體調(diào)節(jié)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)熱泵與電網(wǎng)的雙向互動(dòng)，完成削峰填谷、頻率調(diào)節(jié)、緩解電網(wǎng)阻塞等操作。通過該模式，供熱企業(yè)在保障供暖可靠性的前提下，為電力系統(tǒng)提供專業(yè)服務(wù)并獲得相應(yīng)收益，實(shí)現(xiàn)供熱與電力系統(tǒng)的協(xié)同共贏。
推動(dòng)供熱參與虛擬電廠的建議
電氣化供熱行業(yè)亟須轉(zhuǎn)變發(fā)展定位，從單純的“用電終端”向“消費(fèi)與調(diào)節(jié)雙向發(fā)力的柔性資源”轉(zhuǎn)型。熱泵所具備的靈活運(yùn)行能力潛力巨大，但要實(shí)現(xiàn)其規(guī)模化落地應(yīng)用，仍需要完善的政策支持、有效的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)和專業(yè)的運(yùn)維技術(shù)體系。
為推動(dòng)電氣化供熱深度參與虛擬電廠應(yīng)用實(shí)踐，結(jié)合行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與實(shí)際需求，提出以下三方面建議：
第一，以零碳園區(qū)建設(shè)為先導(dǎo)，引領(lǐng)供熱靈活運(yùn)行實(shí)踐。
國(guó)家發(fā)展改革委2025年6月發(fā)布的《關(guān)于開展零碳園區(qū)建設(shè)的通知》（發(fā)改環(huán)資〔2025〕910號(hào)）明確鼓勵(lì)供熱領(lǐng)域提升新能源應(yīng)用比例、推進(jìn)低碳化與零碳化改造。熱泵供暖、蓄冷蓄熱、負(fù)荷靈活調(diào)節(jié)等技術(shù)，已成為建筑領(lǐng)域減碳降耗、消納可再生能源電力的重要手段。同時(shí)，低碳建筑、零碳園區(qū)等已具備一定資源聚合能力的能源集群，通常配備更先進(jìn)的用能管理系統(tǒng)，且擁有較大的節(jié)能改造與功能拓展空間。為此，各地在編制零碳園區(qū)建設(shè)規(guī)劃及實(shí)施方案過程中，可將熱泵作為新能源應(yīng)用的核心技術(shù)予以優(yōu)先推廣，鼓勵(lì)分布式供熱站、零碳園區(qū)率先開展虛擬電廠實(shí)踐探索，積極挖掘電氣化供熱與用電的協(xié)同運(yùn)作價(jià)值，形成可復(fù)制、可推廣的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
第二，加快建立分布式熱泵靈活運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)化體系。
當(dāng)前，熱泵等分布式資源缺乏統(tǒng)一的靈活性測(cè)算方法與驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致電網(wǎng)企業(yè)與市場(chǎng)主體在合作過程中，面臨信任度不足、結(jié)算方式不統(tǒng)一等問題。為此，亟須研究制定分布式熱泵靈活運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)算與驗(yàn)證體系：在靈活性測(cè)算方面，明確熱泵集群在不同工況下的可調(diào)節(jié)功率范圍、響應(yīng)速度、持續(xù)調(diào)節(jié)時(shí)間和負(fù)荷恢復(fù)時(shí)間等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，形成統(tǒng)一的參數(shù)化描述方法，實(shí)現(xiàn)熱泵靈活能力的標(biāo)準(zhǔn)化量化評(píng)估。在驗(yàn)證與結(jié)算方面，開發(fā)基于實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)的靈活性執(zhí)行效果驗(yàn)證流程，確保調(diào)度指令的執(zhí)行效果可量化、可核查；同時(shí)采用與其他市場(chǎng)主體一致的結(jié)算機(jī)制，保障供熱企業(yè)與負(fù)荷聚合商能夠獲得透明、公平的收益分配。
通過標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)，不僅能有效降低市場(chǎng)交易成本，還能增強(qiáng)電網(wǎng)企業(yè)對(duì)熱泵柔性資源的認(rèn)可與信任，提升市場(chǎng)主體參與虛擬電廠的積極性，為后續(xù)更大范圍的推廣應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
第三，建立健全虛擬電廠與新能源供熱的多重價(jià)值公平補(bǔ)償機(jī)制。
穩(wěn)定且充足的收入來源是推動(dòng)熱泵集群規(guī)?；瘏⑴c虛擬電廠的重要保障。當(dāng)前，虛擬電廠實(shí)現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展的主要障礙之一，便是缺乏可持續(xù)的資金支持體系，部分原因在于現(xiàn)有激勵(lì)機(jī)制未能充分補(bǔ)償虛擬電廠的多元價(jià)值。除少數(shù)需求響應(yīng)項(xiàng)目外，現(xiàn)行機(jī)制尚未能準(zhǔn)確反映虛擬電廠的本地價(jià)值，尤其是其在推遲輸配電設(shè)施擴(kuò)容方面所創(chuàng)造的效益，難以形成支撐虛擬電廠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)的多重價(jià)值補(bǔ)償體系。
作為優(yōu)化，一方面，完善精準(zhǔn)反映電力市場(chǎng)價(jià)值的電價(jià)信號(hào)。理想的電價(jià)機(jī)制，不僅應(yīng)體現(xiàn)發(fā)電成本與輔助服務(wù)成本，還應(yīng)充分反映避免新增發(fā)電容量、輸配電設(shè)施擴(kuò)容的成本，以及落實(shí)減碳政策的相關(guān)成本。為此，可進(jìn)一步優(yōu)化現(xiàn)有分時(shí)電價(jià)設(shè)計(jì)，擴(kuò)大分時(shí)電價(jià)價(jià)差，確保電價(jià)能夠充分反映規(guī)避新增發(fā)電、輸電、配電容量的邊際成本；亦可考慮將輸配電價(jià)細(xì)化至城市、區(qū)級(jí)維度的分時(shí)電價(jià)，精準(zhǔn)體現(xiàn)虛擬電廠在緩解地方電網(wǎng)阻塞方面的價(jià)值。
另一方面，健全多元協(xié)同的電力市場(chǎng)機(jī)制。完善電力現(xiàn)貨市場(chǎng)設(shè)計(jì)，能夠更全面、準(zhǔn)確地反映虛擬電廠的綜合價(jià)值。目前我國(guó)已有至少兩個(gè)省份允許虛擬電廠參與中長(zhǎng)期及日前能源市場(chǎng)交易，未來除繼續(xù)擴(kuò)大虛擬電廠參與現(xiàn)貨市場(chǎng)的范圍外，還應(yīng)允許虛擬電廠在提供能源套利服務(wù)之外，獲得其他電力系統(tǒng)服務(wù)的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償，豐富虛擬電廠商業(yè)模式。例如，將虛擬電廠納入電力系統(tǒng)資源充裕性（資源可靠性）規(guī)劃，使其與傳統(tǒng)電源享有同等的市場(chǎng)準(zhǔn)入條件與監(jiān)管要求，并給予等價(jià)的容量補(bǔ)償；在確保資源不重復(fù)套利、功能不沖突的前提下，支持虛擬電廠開展容量服務(wù)、電能量交易、輔助服務(wù)、項(xiàng)目化需求響應(yīng)等多元業(yè)務(wù)，充分釋放虛擬電廠的綜合價(jià)值，增強(qiáng)其在電力系統(tǒng)中的可持續(xù)運(yùn)營(yíng)能力。
隨著熱泵在供熱行業(yè)的廣泛普及與應(yīng)用，其潛在的柔性資源價(jià)值亟待充分挖掘與釋放。通過虛擬電廠機(jī)制聚合熱泵與蓄熱資源，不僅能為電力系統(tǒng)提供低成本、高可靠的調(diào)節(jié)能力，更能為供熱企業(yè)開辟新的收益模式，推動(dòng)供熱行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。各省份在能源政策設(shè)計(jì)與電力市場(chǎng)機(jī)制建設(shè)中的前瞻性布局與創(chuàng)新實(shí)踐，將成為實(shí)現(xiàn)供熱行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型與電力系統(tǒng)安全高效運(yùn)行“雙贏”的關(guān)鍵所在。（陳晶盈 作者系博能源智庫中國(guó)項(xiàng)目研究員 )
