虚拟电厂×建筑供热，会碰撞出怎样的火花？

去年冬，河北农村供暖问题牵动人心。本文立足虚拟电厂与建筑供暖融合的探索，以期凭借相关研究成果，为我国北方地区供暖难题的破解提供有益借鉴与参考。

在供热行业，伴随分布式供热系统电气化进程持续推进，热泵及其配套蓄热设施正展现出从传统“被动负荷”向“柔性电力资源”转型的巨大潜力，亟待进一步释放。但目前来看，这一潜力的落地仍面临关键瓶颈：相关政策文件与市场机制的缺失，导致电气化供热参与虚拟电厂的路径与规则尚未明确。事实上，在现有虚拟电厂的应用实践与构成体系探讨中，其与灵活供热的协同价值也未得到深度挖掘与开发。

完善电气化供热参与虚拟电厂的配套机制与规则，能够有效推动分散的供热资源通过虚拟电厂实现聚合与灵活调度。这不仅能为供热企业开辟新的收益来源，同时增强电网与供热系统的运行可靠性，更能显著提升可再生能源就地消纳水平。根据国际能源署的预测，热泵的灵活运营可减少约60太瓦时的可再生能源弃电，这一规模相当于热泵用于空间供暖和生活热水用电量的20%以上。

供热参与虚拟电厂的方式与效益

虚拟电厂通过聚合分布式资源（含负荷、储能、分布式发电等）参与电力市场交易或响应电网调度指令，其聚合模式具备高度灵活性，可根据实际需求灵活调整繁简程度。在简易应用场景下，可仅聚合单一种类分布式资源，例如供热企业可同时承担虚拟电厂角色直接参与电力市场；在复杂应用模式下，可由专业负荷聚合商统筹管理建筑供热、电动汽车充电站、蓄热罐、电储能、分布式能源等多类型分布式资源，形成规模化柔性资源池。

虚拟电厂的运作主体通常为售电公司、综合能源服务公司等聚合各类分布式资源的新型市场经营主体，其核心职能涵盖资源聚合、计量监测与收益分配。此外，这些主体还可根据电网实时运行需求，向所聚合的分布式资源发出优化运行信号，例如响应电力需求削减、提供调频等辅助服务、实施用电负荷转移或缓解局部电网阻塞，以此提升电力系统整体灵活性与运行效率。

在供热领域，虚拟电厂可实现一个区域内热泵集群的统筹聚合，并与充电桩、蓄热罐等柔性资源开展统一的监测、调度与结算。得益于区域供热管网及蓄热设施具备的显著热惯性特征，在不影响用户供暖舒适度的前提下，可大幅延长负荷转移的时间窗口。这使得热泵集群不仅能提供跨小时的调节能力，还可通过小规模蓄热设施实现跨日乃至多日的能量转移。电气化供热项目在响应电力系统调节需求的同时，还能借助分时电价机制降低电费支出，或通过参与需求响应、辅助服务项目获得额外经济补偿，既为供热项目运营提供稳定资金保障，也可通过与用户分摊收益进一步降低供暖费用。

与传统虚拟电厂相比，纳入供热资源的虚拟电厂具备鲜明的多能互补输出优势。此类系统可将供热、蓄热设备作为储能媒介，通过热能形式实现能量的时空转移，从而显著提升虚拟电厂的经济收益、资源利用效率与全周期运行稳定性，其最终能源输出形式也不再局限于电能。同时，储能介质的选择也突破了电化学储能的范畴，通过热能储存的方式实现能量的灵活调节与优化配置。蓄热技术兼具结构简单、成本低廉、储能周期长、循环性能稳定等优势，特别适用于构建区域供热系统的长效调节能力，更能进一步提升虚拟电厂的可再生能源就地消纳水平。

从全球能源消费格局来看，供热在工业与建筑领域的终端能源消费中占比近五分之一，推动供热领域电能替代，对于实现“双碳”目标、促进可再生能源规模化消纳具有重要战略意义。根据国际能源署的研究成果，热泵尤其是空气源热泵，在我国严寒、寒冷及冬冷夏热地区已具备显著经济优势，其全生命周期成本普遍低于电锅炉、燃气锅炉的平均水平。通过热泵系统与蓄热设备的耦合应用，可进一步提升可再生能源消纳能力，并依托建筑自身热惯性实现热负荷的削峰填谷，在有效降低供热运营成本的同时，增强供热与电力系统的运行灵活性和韧性。

虚拟电厂运作主体可由售电公司、电网企业或各类分布式资源聚合主体担任，其既承担着计量监测、收益分配的基础职能，也可根据电网运行需求，向供热系统发出优化运行信号，例如响应电力需求削减、提供调频、负荷转移等辅助服务或缓解电网阻塞等。虚拟电厂在响应电力系统调节需求的过程中，可享受低谷电价优惠，并通过提供电力系统服务获得相应经济补偿。根据与电网调度机构的合作模式，虚拟电厂甚至可直接接收调度指令，在约定范围内灵活调节供热输出，在保障供暖可靠性的前提下，为电网提供精准的调节服务。由此，供热企业可通过享受低谷电价、获取需求响应与辅助服务补偿等方式，有效降低运营支出，提升经营效益。

从国际实践经验来看，热泵通过虚拟电厂参与电网调节主要包含三种模式：

一是零售电价响应模式。虚拟电厂通过响应用户侧零售电价信号，帮助供热企业降低电费支出并获取差价收益。在实行分时电价、需量电价的地区，虚拟电厂通过优化用能时序，在电价高峰时段削减负荷、低谷时段转移用电需求，实现用户电费节约，并与用户合理分享收益。若零售电价与电力批发市场价格（含电能量现货市场、辅助服务市场）进一步挂钩，形成动态峰谷分时电价或动态尖峰电价机制，将为虚拟电厂提供更精准的价格信号，显著增强其响应能力与经济收益。

二是需求响应调度模式。热泵集群通过虚拟电厂参与需求响应项目，接受电网调度指令并获得相应经济补偿。该模式下，虚拟电厂接到调度通知后，通过调节分布式资源负荷实现电力系统削峰填谷，并按照市场价格或项目激励规则获取需求响应补偿。若结算机制能在地域范围内进一步细化，允许虚拟电厂提供本地电力服务（如区域电能量服务与地方需求响应项目组合），并基于时间、地理维度细分的节点电价和地方需求响应规则开展结算，将更精准地体现并补偿虚拟电厂所提供服务的真实价值，从而有效激励虚拟电厂参与负荷侧响应的积极性。

三是电力市场参与模式。此模式下，虚拟电厂作为合格市场主体直接参与电力批发市场交易，可在容量市场、电能量市场和辅助服务市场中自主提交报价，依托聚合的热泵集群等灵活性资源，为电力系统提供调峰、调频、缓解阻塞等服务。热泵集群的运行方式与车网互动模式相似，由电网调度中心直接下达调节指令，虚拟电厂对热泵负荷实施统一调控，执行具体调节任务，实现热泵与电网的双向互动，完成削峰填谷、频率调节、缓解电网阻塞等操作。通过该模式，供热企业在保障供暖可靠性的前提下，为电力系统提供专业服务并获得相应收益，实现供热与电力系统的协同共赢。

推动供热参与虚拟电厂的建议

电气化供热行业亟须转变发展定位，从单纯的“用电终端”向“消费与调节双向发力的柔性资源”转型。热泵所具备的灵活运行能力潜力巨大，但要实现其规模化落地应用，仍需要完善的政策支持、有效的经济激励和专业的运维技术体系。

为推动电气化供热深度参与虚拟电厂应用实践，结合行业发展现状与实际需求，提出以下三方面建议：

第一，以零碳园区建设为先导，引领供热灵活运行实践。

国家发展改革委2025年6月发布的《关于开展零碳园区建设的通知》（发改环资〔2025〕910号）明确鼓励供热领域提升新能源应用比例、推进低碳化与零碳化改造。热泵供暖、蓄冷蓄热、负荷灵活调节等技术，已成为建筑领域减碳降耗、消纳可再生能源电力的重要手段。同时，低碳建筑、零碳园区等已具备一定资源聚合能力的能源集群，通常配备更先进的用能管理系统，且拥有较大的节能改造与功能拓展空间。为此，各地在编制零碳园区建设规划及实施方案过程中，可将热泵作为新能源应用的核心技术予以优先推广，鼓励分布式供热站、零碳园区率先开展虚拟电厂实践探索，积极挖掘电气化供热与用电的协同运作价值，形成可复制、可推广的实践经验。

第二，加快建立分布式热泵灵活运行的标准化体系。

当前，热泵等分布式资源缺乏统一的灵活性测算方法与验证标准，导致电网企业与市场主体在合作过程中，面临信任度不足、结算方式不统一等问题。为此，亟须研究制定分布式热泵灵活运行的标准化测算与验证体系：在灵活性测算方面，明确热泵集群在不同工况下的可调节功率范围、响应速度、持续调节时间和负荷恢复时间等关键技术指标，形成统一的参数化描述方法，实现热泵灵活能力的标准化量化评估。在验证与结算方面，开发基于实时运行数据的灵活性执行效果验证流程，确保调度指令的执行效果可量化、可核查；同时采用与其他市场主体一致的结算机制，保障供热企业与负荷聚合商能够获得透明、公平的收益分配。

通过标准化体系建设，不仅能有效降低市场交易成本，还能增强电网企业对热泵柔性资源的认可与信任，提升市场主体参与虚拟电厂的积极性，为后续更大范围的推广应用奠定坚实基础。

第三，建立健全虚拟电厂与新能源供热的多重价值公平补偿机制。

稳定且充足的收入来源是推动热泵集群规模化参与虚拟电厂的重要保障。当前，虚拟电厂实现规模化发展的主要障碍之一，便是缺乏可持续的资金支持体系，部分原因在于现有激励机制未能充分补偿虚拟电厂的多元价值。除少数需求响应项目外，现行机制尚未能准确反映虚拟电厂的本地价值，尤其是其在推迟输配电设施扩容方面所创造的效益，难以形成支撑虚拟电厂长期稳定运营的多重价值补偿体系。

作为优化，一方面，完善精准反映电力市场价值的电价信号。理想的电价机制，不仅应体现发电成本与辅助服务成本，还应充分反映避免新增发电容量、输配电设施扩容的成本，以及落实减碳政策的相关成本。为此，可进一步优化现有分时电价设计，扩大分时电价价差，确保电价能够充分反映规避新增发电、输电、配电容量的边际成本；亦可考虑将输配电价细化至城市、区级维度的分时电价，精准体现虚拟电厂在缓解地方电网阻塞方面的价值。

另一方面，健全多元协同的电力市场机制。完善电力现货市场设计，能够更全面、准确地反映虚拟电厂的综合价值。目前我国已有至少两个省份允许虚拟电厂参与中长期及日前能源市场交易，未来除继续扩大虚拟电厂参与现货市场的范围外，还应允许虚拟电厂在提供能源套利服务之外，获得其他电力系统服务的经济补偿，丰富虚拟电厂商业模式。例如，将虚拟电厂纳入电力系统资源充裕性（资源可靠性）规划，使其与传统电源享有同等的市场准入条件与监管要求，并给予等价的容量补偿；在确保资源不重复套利、功能不冲突的前提下，支持虚拟电厂开展容量服务、电能量交易、辅助服务、项目化需求响应等多元业务，充分释放虚拟电厂的综合价值，增强其在电力系统中的可持续运营能力。

随着热泵在供热行业的广泛普及与应用，其潜在的柔性资源价值亟待充分挖掘与释放。通过虚拟电厂机制聚合热泵与蓄热资源，不仅能为电力系统提供低成本、高可靠的调节能力，更能为供热企业开辟新的收益模式，推动供热行业转型升级。各省份在能源政策设计与电力市场机制建设中的前瞻性布局与创新实践，将成为实现供热行业绿色低碳转型与电力系统安全高效运行“双赢”的关键所在。