中國儲能網(wǎng)訊：去年冬，河北農(nóng)村供暖問題牽動人心。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)電氣化進程持續(xù)推進，熱泵及其配套蓄熱設(shè)施正展現(xiàn)出從傳統(tǒng)“被動負荷”向“柔性電力資源”轉(zhuǎn)型的巨大潛力，亟待進一步釋放。但目前來看，這一潛力的落地仍面臨關(guān)鍵瓶頸：相關(guān)政策文件與市場機制的缺失，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。事實上，在現(xiàn)有虛擬電廠的應(yīng)用實踐與構(gòu)成體系探討中，其與靈活供熱的協(xié)同價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制與規(guī)則，能夠有效推動分散的供熱資源通過虛擬電廠實現(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，同時增強電網(wǎng)與供熱系統(tǒng)的運行可靠性，更能顯著提升可再生能源就地消納水平。根據(jù)國際能源署的預(yù)測，熱泵的靈活運營可減少約60太瓦時的可再生能源棄電，這一規(guī)模相當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（含負荷、儲能、分布式發(fā)電等）參與電力市場交易或響應(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)實際需求靈活調(diào)整繁簡程度。在簡易應(yīng)用場景下，可僅聚合單一種類分布式資源，例如供熱企業(yè)可同時承擔(dān)虛擬電廠角色直接參與電力市場；在復(fù)雜應(yīng)用模式下，可由專業(yè)負荷聚合商統(tǒng)籌管理建筑供熱、電動汽車充電站、蓄熱罐、電儲能、分布式能源等多類型分布式資源，形成規(guī)?；嵝再Y源池。
虛擬電廠的運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經(jīng)營主體，其核心職能涵蓋資源聚合、計量監(jiān)測與收益分配。此外，這些主體還可根據(jù)電網(wǎng)實時運行需求，向所聚合的分布式資源發(fā)出優(yōu)化運行信號，例如響應(yīng)電力需求削減、提供調(diào)頻等輔助服務(wù)、實施用電負荷轉(zhuǎn)移或緩解局部電網(wǎng)阻塞，以此提升電力系統(tǒng)整體靈活性與運行效率。
在供熱領(lǐng)域，虛擬電廠可實現(xiàn)一個區(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、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，可大幅延長負荷轉(zhuǎn)移的時間窗口。這使得熱泵集群不僅能提供跨小時的調(diào)節(jié)能力，還可通過小規(guī)模蓄熱設(shè)施實現(xiàn)跨日乃至多日的能量轉(zhuǎn)移。電氣化供熱項目在響應(yīng)電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求的同時，還能借助分時電價機制降低電費支出，或通過參與需求響應(yīng)、輔助服務(wù)項目獲得額外經(jīng)濟補償，既為供熱項目運營提供穩(wěn)定資金保障，也可通過與用戶分攤收益進一步降低供暖費用。
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輸出優(yōu)勢。此類系統(tǒng)可將供熱、蓄熱設(shè)備作為儲能媒介，通過熱能形式實現(xiàn)能量的時空轉(zhuǎn)移，從而顯著提升虛擬電廠的經(jīng)濟收益、資源利用效率與全周期運行穩(wěn)定性，其最終能源輸出形式也不再局限于電能。同時，儲能介質(zhì)的選擇也突破了電化學(xué)儲能的范疇，通過熱能儲存的方式實現(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)簡單、成本低廉、儲能周期長、循環(huán)性能穩(wěn)定等優(yōu)勢，特別適用于構(gòu)建區(qū)域供熱系統(tǒng)的長效調(diào)節(jié)能力，更能進一步提升虛擬電廠的可再生能源就地消納水平。
從全球能源消費格局來看，供熱在工業(yè)與建筑領(lǐng)域的終端能源消費中占比近五分之一，推動供熱領(lǐng)域電能替代，對于實現(xiàn)“雙碳”目標、促進可再生能源規(guī)?；{具有重要戰(zhàn)略意義。根據(jù)國際能源署的研究成果，熱泵尤其是空氣源熱泵，在我國嚴寒、寒冷及冬冷夏熱地區(qū)已具備顯著經(jīng)濟優(yōu)勢，其全生命周期成本普遍低于電鍋爐、燃氣鍋爐的平均水平。通過熱泵系統(tǒng)與蓄熱設(shè)備的耦合應(yīng)用，可進一步提升可再生能源消納能力，并依托建筑自身熱慣性實現(xiàn)熱負荷的削峰填谷，在有效降低供熱運營成本的同時，增強供熱與電力系統(tǒng)的運行靈活性和韌性。
虛擬電廠運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)著計量監(jiān)測、收益分配的基礎(chǔ)職能，也可根據(jù)電網(wǎng)運行需求，向供熱系統(tǒng)發(fā)出優(yōu)化運行信號，例如響應(yīng)電力需求削減、提供調(diào)頻、負荷轉(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，可享受低谷電價優(yōu)惠，并通過提供電力系統(tǒng)服務(wù)獲得相應(yīng)經(jīng)濟補償。根據(jù)與電網(wǎng)調(diào)度機構(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)提供精準的調(diào)節(jié)服務(wù)。由此，供熱企業(yè)可通過享受低谷電價、獲取需求響應(yīng)與輔助服務(wù)補償?shù)确绞剑行Ы档瓦\營支出，提升經(jīng)營效益。
從國際實踐經(jīng)驗來看，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：
一是零售電價響應(yīng)模式。虛擬電廠通過響應(yīng)用戶側(cè)零售電價信號，幫助供熱企業(yè)降低電費支出并獲取差價收益。在實行分時電價、需量電價的地區(qū)，虛擬電廠通過優(yōu)化用能時序，在電價高峰時段削減負荷、低谷時段轉(zhuǎn)移用電需求，實現(xiàn)用戶電費節(jié)約，并與用戶合理分享收益。若零售電價與電力批發(fā)市場價格（含電能量現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)市場）進一步掛鉤，形成動態(tài)峰谷分時電價或動態(tài)尖峰電價機制，將為虛擬電廠提供更精準的價格信號，顯著增強其響應(yīng)能力與經(jīng)濟收益。
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)項目，接受電網(wǎng)調(diào)度指令并獲得相應(yīng)經(jīng)濟補償。該模式下，虛擬電廠接到調(diào)度通知后，通過調(diào)節(jié)分布式資源負荷實現(xiàn)電力系統(tǒng)削峰填谷，并按照市場價格或項目激勵規(guī)則獲取需求響應(yīng)補償。若結(jié)算機制能在地域范圍內(nèi)進一步細化，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)項目組合），并基于時間、地理維度細分的節(jié)點電價和地方需求響應(yīng)規(guī)則開展結(jié)算，將更精準地體現(xiàn)并補償虛擬電廠所提供服務(wù)的真實價值，從而有效激勵虛擬電廠參與負荷側(cè)響應(yīng)的積極性。
三是電力市場參與模式。此模式下，虛擬電廠作為合格市場主體直接參與電力批發(fā)市場交易，可在容量市場、電能量市場和輔助服務(wù)市場中自主提交報價，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)。熱泵集群的運行方式與車網(wǎng)互動模式相似，由電網(wǎng)調(diào)度中心直接下達調(diào)節(jié)指令，虛擬電廠對熱泵負荷實施統(tǒng)一調(diào)控，執(zhí)行具體調(diào)節(jié)任務(wù)，實現(xiàn)熱泵與電網(wǎng)的雙向互動，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，實現(xiàn)供熱與電力系統(tǒng)的協(xié)同共贏。
推動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行能力潛力巨大，但要實現(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)濟激勵和專業(yè)的運維技術(shù)體系。
為推動電氣化供熱深度參與虛擬電廠應(yīng)用實踐，結(jié)合行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與實際需求，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)供熱靈活運行實踐。
國家發(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）明確鼓勵供熱領(lǐng)域提升新能源應(yīng)用比例、推進低碳化與零碳化改造。熱泵供暖、蓄冷蓄熱、負荷靈活調(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，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，鼓勵分布式供熱站、零碳園區(qū)率先開展虛擬電廠實踐探索，積極挖掘電氣化供熱與用電的協(xié)同運作價值，形成可復(fù)制、可推廣的實踐經(jīng)驗。
第二，加快建立分布式熱泵靈活運行的標準化體系。
當前，熱泵等分布式資源缺乏統(tǒng)一的靈活性測算方法與驗證標準，導(dǎo)致電網(wǎng)企業(yè)與市場主體在合作過程中，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行的標準化測算與驗證體系：在靈活性測算方面，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)時間和負荷恢復(fù)時間等關(guān)鍵技術(shù)指標，形成統(tǒng)一的參數(shù)化描述方法，實現(xiàn)熱泵靈活能力的標準化量化評估。在驗證與結(jié)算方面，開發(fā)基于實時運行數(shù)據(jù)的靈活性執(zhí)行效果驗證流程，確保調(diào)度指令的執(zhí)行效果可量化、可核查；同時采用與其他市場主體一致的結(jié)算機制，保障供熱企業(yè)與負荷聚合商能夠獲得透明、公平的收益分配。
通過標準化體系建設(shè)，不僅能有效降低市場交易成本，還能增強電網(wǎng)企業(yè)對熱泵柔性資源的認可與信任，提升市場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)用奠定堅實基礎(chǔ)。
第三，建立健全虛擬電廠與新能源供熱的多重價值公平補償機制。
穩(wěn)定且充足的收入來源是推動熱泵集群規(guī)?；瘏⑴c虛擬電廠的重要保障。當前，虛擬電廠實現(xiàn)規(guī)模化發(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)有激勵機制未能充分補償虛擬電廠的多元價值。除少數(shù)需求響應(yīng)項目外，現(xiàn)行機制尚未能準確反映虛擬電廠的本地價值，尤其是其在推遲輸配電設(shè)施擴容方面所創(chuàng)造的效益，難以形成支撐虛擬電廠長期穩(wěn)定運營的多重價值補償體系。
作為優(yōu)化，一方面，完善精準反映電力市場價值的電價信號。理想的電價機制，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)施擴容的成本，以及落實減碳政策的相關(guān)成本。為此，可進一步優(yōu)化現(xiàn)有分時電價設(shè)計，擴大分時電價價差，確保電價能夠充分反映規(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細化至城市、區(qū)級維度的分時電價，精準體現(xiàn)虛擬電廠在緩解地方電網(wǎng)阻塞方面的價值。
另一方面，健全多元協(xié)同的電力市場機制。完善電力現(xiàn)貨市場設(shè)計，能夠更全面、準確地反映虛擬電廠的綜合價值。目前我國已有至少兩個省份允許虛擬電廠參與中長期及日前能源市場交易，未來除繼續(xù)擴大虛擬電廠參與現(xiàn)貨市場的范圍外，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)濟補償，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準入條件與監(jiān)管要求，并給予等價的容量補償；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值，增強其在電力系統(tǒng)中的可持續(xù)運營能力。
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值亟待充分挖掘與釋放。通過虛擬電廠機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，推動供熱行業(yè)轉(zhuǎn)型升級。各省份在能源政策設(shè)計與電力市場機制建設(shè)中的前瞻性布局與創(chuàng)新實踐，將成為實現(xiàn)供熱行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型與電力系統(tǒng)安全高效運行“雙贏”的關(guān)鍵所在。（陳晶盈 作者系博能源智庫中國項目研究員 )
