競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)背景下電能計(jì)量發(fā)展趨勢(shì)的思考

韓霄漢，胡小寒，姚 力，胡瑛俊，呂幾凡

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司電力科學(xué)研究院，杭州 310014）

競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)背景下電能計(jì)量發(fā)展趨勢(shì)的思考

韓霄漢，胡小寒，姚 力，胡瑛俊，呂幾凡

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司電力科學(xué)研究院，杭州 310014）

建立競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)是新一輪電力體制改革的目標(biāo)之一。在競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)中，電能計(jì)量關(guān)系著市場(chǎng)計(jì)費(fèi)、結(jié)算體系的建設(shè)，市場(chǎng)發(fā)展也影響電能計(jì)量業(yè)務(wù)、技術(shù)的進(jìn)步。從競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)模型入手，分析了電力市場(chǎng)中電能計(jì)量的新特點(diǎn)，并從計(jì)量服務(wù)集中化、電能計(jì)量技術(shù)同“動(dòng)態(tài)電價(jià)”和“用戶參與”的融合以及用電計(jì)量大數(shù)據(jù)應(yīng)用等方面對(duì)電能計(jì)量發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行闡述，對(duì)未來(lái)電能計(jì)量專(zhuān)業(yè)建設(shè)有指導(dǎo)意義。

競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)；電能計(jì)量；動(dòng)態(tài)電價(jià)；發(fā)展趨勢(shì)

0 引言

新一輪的電力體制改革，從某種角度而言，是還原電能本身商品屬性，尋求與電能供求關(guān)系相匹配的電價(jià)的過(guò)程。電能作為商品，其生產(chǎn)者（發(fā)電企業(yè)）與消費(fèi)者（電力用戶）在特定市場(chǎng)（交易機(jī)構(gòu)）中采取雙方直接或通過(guò)經(jīng)紀(jì)人（售電公司）的間接方式，完成電能的交易。而電網(wǎng)企業(yè)在市場(chǎng)中作為電能商品運(yùn)送者，完成電能從生產(chǎn)者到消費(fèi)者間的傳輸[1，2]。

電能計(jì)量是電力市場(chǎng)中的重要環(huán)節(jié)[3，4]。一方面，用戶用電計(jì)量數(shù)據(jù)是電力市場(chǎng)中各主體間電能商品交易結(jié)算的重要依據(jù)，要求準(zhǔn)確、可靠；另一方面，各市場(chǎng)主體間電價(jià)的實(shí)時(shí)信息與預(yù)測(cè)信息通過(guò)計(jì)量系統(tǒng)完成傳遞[5]。因此，可以認(rèn)為電能計(jì)量系統(tǒng)水平?jīng)Q定了電力市場(chǎng)的水平。新電改中，現(xiàn)有電網(wǎng)企業(yè)基本屬性的改變，售電公司等新市場(chǎng)主體和多樣化電能交易計(jì)費(fèi)方式的出現(xiàn)，以及用戶的選擇權(quán)和參與市場(chǎng)程度的增加，勢(shì)必會(huì)對(duì)現(xiàn)有電能計(jì)量專(zhuān)業(yè)，特別是電網(wǎng)企業(yè)電能計(jì)量的業(yè)務(wù)、技術(shù)、管理等方面提出新的挑戰(zhàn)，如何應(yīng)對(duì)是當(dāng)前研究的重點(diǎn)。以下將闡述競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)背景下電能計(jì)量發(fā)展趨勢(shì)的思考。

1 競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)概述

競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)，指發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)、售電公司和用戶等市場(chǎng)主體，各自在市場(chǎng)中扮演不同的角色，形成復(fù)雜的電力交易網(wǎng)絡(luò)。電力市場(chǎng)分為批發(fā)與零售2種。電力批發(fā)市場(chǎng)主要開(kāi)展發(fā)電企業(yè)與售電公司或用戶之間的發(fā)電機(jī)組上網(wǎng)電量和偏差電量調(diào)整的競(jìng)價(jià)交易[6]，而電力零售市場(chǎng)主要開(kāi)展售電公司面向最終用戶的零售等銷(xiāo)售活動(dòng)。

與當(dāng)前電網(wǎng)企業(yè)統(tǒng)購(gòu)統(tǒng)銷(xiāo)的模式不同，競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)打破了售電業(yè)務(wù)由電網(wǎng)企業(yè)壟斷的局面，賦予用戶更多的選擇與議價(jià)的權(quán)利。用戶可以選擇向售電公司購(gòu)電、售電公司代理其在市場(chǎng)中購(gòu)電或直接向發(fā)電企業(yè)購(gòu)電等市場(chǎng)化供電模式，也可以選擇由電網(wǎng)企業(yè)提供的非市場(chǎng)化保底供電模式。競(jìng)爭(zhēng)性市場(chǎng)模型見(jiàn)圖1。

1.1 售電公司

售電公司指為滿足電力用戶用電需求，提供電力銷(xiāo)售服務(wù)的企業(yè)，與現(xiàn)有電網(wǎng)企業(yè)售電部門(mén)相比，具有更加開(kāi)放、更注重跨行業(yè)與多元化合作等優(yōu)勢(shì)。售電公司盈利模式多樣化，除基于購(gòu)銷(xiāo)電差價(jià)的中長(zhǎng)期售電服務(wù)外，還包括基于負(fù)荷預(yù)測(cè)的現(xiàn)貨交易、需求側(cè)響應(yīng)交易、跨界能源供應(yīng)、用電工程咨詢?cè)O(shè)計(jì)、綜合節(jié)能、能源金融等增值服務(wù)。

1.2 電網(wǎng)企業(yè)

電網(wǎng)企業(yè)指擁有輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)權(quán)，負(fù)責(zé)電能傳輸，并承擔(dān)供電營(yíng)業(yè)區(qū)非市場(chǎng)化保底供電的企業(yè)。對(duì)于配售電一體化公司，其配電網(wǎng)運(yùn)行和保底供電等非市場(chǎng)化業(yè)務(wù)具有電網(wǎng)企業(yè)屬性，競(jìng)爭(zhēng)性售電等市場(chǎng)化業(yè)務(wù)具有售電公司屬性，為避免造成不公平競(jìng)爭(zhēng)，兩者相對(duì)獨(dú)立。

1.3 電力用戶

電力用戶作為電能的消費(fèi)者在市場(chǎng)中被賦予了更多自由選擇電力供應(yīng)商與議價(jià)等權(quán)利。同時(shí)，隨著分布式發(fā)電、負(fù)荷控制、智能用電等技術(shù)的進(jìn)步，電力用戶也從單純的電力消費(fèi)者向電力消費(fèi)者與供應(yīng)者雙重角色轉(zhuǎn)變，其用電行為、習(xí)慣也會(huì)根據(jù)動(dòng)態(tài)電價(jià)進(jìn)行適時(shí)調(diào)整。

2 競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)下電能計(jì)量新特點(diǎn)

區(qū)別于現(xiàn)有電網(wǎng)企業(yè)電能計(jì)量，競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)背景下電能計(jì)量出現(xiàn)新的特點(diǎn)，包括：

（1）電能計(jì)量服務(wù)的提供方增多。除現(xiàn)有電網(wǎng)企業(yè)外，配售電公司同樣須向用戶、售電公司等市場(chǎng)主體提供無(wú)歧視的計(jì)量服務(wù)與用戶用電計(jì)量數(shù)據(jù)。

（2）電能計(jì)量業(yè)務(wù)與技術(shù)滿足售電公司業(yè)務(wù)發(fā)展帶來(lái)的用戶電費(fèi)結(jié)算周期、方式多樣化的需求。

圖1 競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)模型

（3）電能計(jì)量作為實(shí)現(xiàn)電力市場(chǎng)“價(jià)格到設(shè)備”、“用戶參與電力市場(chǎng)運(yùn)行”理念的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，與互聯(lián)網(wǎng)、負(fù)荷控制、需求側(cè)響應(yīng)以及節(jié)能降耗等專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的相互關(guān)聯(lián)更加緊密[7]。

（4）用戶用電計(jì)量信息的大數(shù)據(jù)分析，深刻影響電力企業(yè)的經(jīng)營(yíng)行為與用戶的用電行為。

3 競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)下電能計(jì)量發(fā)展趨勢(shì)

3.1 計(jì)量服務(wù)的集中化

理想競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)中，提供計(jì)量服務(wù)的主體包括電網(wǎng)企業(yè)和配售電一體化公司，后者因其電網(wǎng)企業(yè)屬性，取得計(jì)量授權(quán)后可提供計(jì)量服務(wù)。計(jì)量服務(wù)是由電網(wǎng)企業(yè)提供，好處在于用戶自由選擇售電公司時(shí)，不會(huì)對(duì)用電計(jì)量與結(jié)算產(chǎn)生影響。售電公司提供用電計(jì)量服務(wù)，往往用于現(xiàn)貨交易分析、負(fù)荷預(yù)測(cè)、節(jié)能服務(wù)等增值業(yè)務(wù)，不涉及電費(fèi)結(jié)算交易。針對(duì)實(shí)際情況，不同電網(wǎng)企業(yè)配電網(wǎng)間負(fù)荷密度極其不均勻，用戶規(guī)模可能從數(shù)千到數(shù)百萬(wàn)，提供的計(jì)量服務(wù)水平也存在差異。

相比于各電網(wǎng)企業(yè)各自掌握計(jì)量系統(tǒng)來(lái)提供計(jì)量服務(wù)的模式，計(jì)量服務(wù)在一定行政區(qū)域內(nèi)的集中化將更有優(yōu)勢(shì)、更能體現(xiàn)效益。一方面，計(jì)量服務(wù)的集中化可以形成集中資源庫(kù)，達(dá)到單一系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)，共同分?jǐn)傤~外成本，提高電網(wǎng)企業(yè)（特別是小規(guī)模電網(wǎng)企業(yè)）計(jì)量服務(wù)層次，如電能表質(zhì)量與檢定、試驗(yàn)質(zhì)量的控制、抄表系統(tǒng)建設(shè)與運(yùn)行、后備系統(tǒng)的建設(shè)與災(zāi)后接管等；另一方面，計(jì)量服務(wù)的集中化可以確保行政區(qū)域內(nèi)電力用戶、售電公司、電力交易機(jī)構(gòu)等市場(chǎng)主體接收到相同準(zhǔn)確和可靠的表計(jì)計(jì)量數(shù)據(jù)，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)信息傳輸標(biāo)準(zhǔn)，避免由于售電公司與電網(wǎng)企業(yè)關(guān)聯(lián)而產(chǎn)生的不公平競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)也更有利于政府部門(mén)的監(jiān)管。

3.2 電能計(jì)量技術(shù)同“動(dòng)態(tài)價(jià)格”和“用戶參與”的融合

分析國(guó)外成熟競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)運(yùn)行效果，電力用戶往往根據(jù)動(dòng)態(tài)電價(jià)來(lái)選擇不同購(gòu)電與用電行為的方式參與到電力系統(tǒng)的運(yùn)行與管理中[8]。競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)背景下，電能計(jì)量技術(shù)將圍繞適應(yīng)計(jì)費(fèi)方式、結(jié)算周期的多樣化和實(shí)現(xiàn)用戶參與的目標(biāo)發(fā)展，被賦予更多的功能角色。

3.2.1 電能計(jì)量技術(shù)與動(dòng)態(tài)電價(jià)

隨著售電公司數(shù)量的增加與競(jìng)爭(zhēng)的加劇，電力用戶的電能計(jì)費(fèi)方式、計(jì)費(fèi)周期會(huì)呈現(xiàn)出多樣化趨勢(shì)，電價(jià)從常數(shù)電價(jià)、分時(shí)電價(jià)向?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)電價(jià)轉(zhuǎn)變，計(jì)費(fèi)周期也將達(dá)到分鐘級(jí)。當(dāng)前的電能表只能滿足常數(shù)電價(jià)、分時(shí)電價(jià)以及小時(shí)級(jí)計(jì)費(fèi)周期，無(wú)法滿足未來(lái)應(yīng)用需求，需要從電能表設(shè)計(jì)理念、硬件配置、軟件功能等方面進(jìn)行系統(tǒng)化升級(jí)。設(shè)計(jì)理念方面，未來(lái)電能表計(jì)量部分與非計(jì)量部分需要分離[9]，前者確保計(jì)量的準(zhǔn)確可靠，后者實(shí)現(xiàn)計(jì)費(fèi)方式設(shè)置及表計(jì)通信等其他功能；硬件配置方面，未來(lái)電能表需要信息存儲(chǔ)與處理能力更強(qiáng)的芯片，提升內(nèi)部數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)容量與計(jì)算能力，滿足相對(duì)長(zhǎng)時(shí)間的基于分鐘級(jí)計(jì)量、負(fù)荷等數(shù)據(jù)的有效存儲(chǔ)和復(fù)雜計(jì)算；功能方面，電能表的功能會(huì)被重新梳理與定義，靈活響應(yīng)電價(jià)、軟件遠(yuǎn)程下載等新增功能需求將會(huì)在電能表中得到體現(xiàn)。

3.2.2 電能計(jì)量技術(shù)與用戶參與

網(wǎng)絡(luò)化是電能計(jì)量技術(shù)未來(lái)發(fā)展的另一個(gè)方向，具備快速、高效、安全的雙向通信和及時(shí)、精準(zhǔn)的負(fù)荷控制功能的電能表是實(shí)現(xiàn)用戶參與電力市場(chǎng)運(yùn)行的重要載體。電能表內(nèi)置的通信模塊具備上行通道的雙向通信功能。售電公司可以通過(guò)電能表將實(shí)時(shí)電價(jià)、電費(fèi)及需求響應(yīng)等信息通知用戶，方便用戶提前安排用電計(jì)劃，改變用電方式，參與電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)谷。電能表同時(shí)作為連接用戶各用電負(fù)荷的智能網(wǎng)關(guān)，具備下行與用電設(shè)備通信控制的功能，根據(jù)實(shí)時(shí)電價(jià)信息，通過(guò)主動(dòng)人工智能或被動(dòng)接受人為設(shè)置命令的形式實(shí)現(xiàn)對(duì)用電設(shè)備的啟停。對(duì)于具備自發(fā)電能力、儲(chǔ)能設(shè)備或具備再生分布式電源接入的用戶，還可以控制發(fā)電設(shè)備運(yùn)行投切，實(shí)現(xiàn)用戶自身發(fā)電量與購(gòu)電量的合理分配。

3.3 用電計(jì)量大數(shù)據(jù)的應(yīng)用

競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)背景下，電網(wǎng)公司、售電公司的業(yè)務(wù)將由過(guò)去計(jì)劃驅(qū)動(dòng)、業(yè)務(wù)流程驅(qū)動(dòng)的模式變革為由客戶需求驅(qū)動(dòng)、財(cái)務(wù)利潤(rùn)驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的模式。用電計(jì)量數(shù)據(jù)是業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的重要源頭，因此圍繞能源交易、能源運(yùn)營(yíng)領(lǐng)域進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)挖掘、分析和再利用顯得尤為重要，可直接為電網(wǎng)企業(yè)、售電公司帶來(lái)效益，例如：將用電計(jì)量大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用于配電網(wǎng)絡(luò)中配電變壓器負(fù)載特性分析、配電變壓器重過(guò)載預(yù)警以及配電網(wǎng)故障的實(shí)時(shí)監(jiān)控等環(huán)節(jié)，可提升整個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行水平[10]；將用電計(jì)量大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用于售電公司用戶負(fù)載特性分析、負(fù)荷預(yù)測(cè)等方面，可以準(zhǔn)確掌握用戶及其所在行業(yè)用電行為、負(fù)荷變化規(guī)律，數(shù)據(jù)分析結(jié)論可以直接應(yīng)用于電力用戶的競(jìng)爭(zhēng)、現(xiàn)貨交易成本的控制等業(yè)務(wù)中。

4 競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)下電能計(jì)量的相關(guān)問(wèn)題

競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)將促進(jìn)電能計(jì)量專(zhuān)業(yè)的發(fā)展，但其間也會(huì)遇到問(wèn)題需要及時(shí)應(yīng)對(duì)、解決。

（1）用戶的計(jì)量數(shù)據(jù)，某種程度上屬于涉及商業(yè)秘密或個(gè)人隱私的保密信息，甚至屬于國(guó)家機(jī)密，譬如掌握重水工廠的用電計(jì)量數(shù)據(jù)就可以進(jìn)一步推算國(guó)家核武器產(chǎn)量。因此，在競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)中應(yīng)考慮如何在有限范圍內(nèi)有條件、安全地公開(kāi)用戶計(jì)量數(shù)據(jù)。

（2）電能計(jì)量專(zhuān)業(yè)需要解決降低計(jì)量服務(wù)自身的成本與計(jì)量設(shè)備性能功能、可靠性升級(jí)需求之間的矛盾，合理分析電網(wǎng)企業(yè)、售電公司等市場(chǎng)主體電能計(jì)量設(shè)備與計(jì)量服務(wù)之間投入與獲利的關(guān)系。

（3）隨著電網(wǎng)企業(yè)盈利模式的轉(zhuǎn)變，節(jié)能降耗將為電網(wǎng)企業(yè)帶來(lái)效益的直接提升。應(yīng)考慮電能計(jì)量如何圍繞企業(yè)節(jié)能降耗工作，在提供準(zhǔn)確的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、提升設(shè)備運(yùn)行效果等方面發(fā)揮作用。

5 結(jié)語(yǔ)

電能計(jì)量是電力市場(chǎng)中的重要環(huán)節(jié)，起著關(guān)鍵的作用。新電改對(duì)現(xiàn)有電能計(jì)量專(zhuān)業(yè)業(yè)務(wù)、技術(shù)、管理等方面提出了新的挑戰(zhàn)。針對(duì)計(jì)量服務(wù)集中化、電能計(jì)量技術(shù)同“動(dòng)態(tài)電價(jià)”和“用戶參與”的融合以及用電計(jì)量大數(shù)據(jù)應(yīng)用等方面，闡述了對(duì)電能計(jì)量專(zhuān)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的思考，并指出需進(jìn)一步解決的問(wèn)題。下階段將收集各地電力市場(chǎng)建設(shè)、電網(wǎng)企業(yè)與售電公司實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中電能計(jì)量的實(shí)際問(wèn)題、實(shí)際案例進(jìn)行分析，開(kāi)展針對(duì)性研究。

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（本文編輯：方明霞）

Reflection on Development Trend of Electric Energy Metering in Competitive Electricity Market

HAN Xiaohan，HU Xiaohan，YAO Li，HU Yingjun，LYU Jifan
（State Grid Zhejiang Electric Power Research Institute，Hangzhou 310014，China）

It is one of the goals of the new round of electric power system reform to establish a competitive electricity market.In the competitive electricity market，electric energy metering concerns to the establishment of the billing system and clearing system，and the development of market also affects the progress of the electric energy metering service and technology.This paper analyzes the new characteristics of electric energy metering in electricity market on the basis of competitive electricity market model；It elaborates on the development trend of power metering in terms of centralized metering service and metering technology integrated with"dynamic power pricing"and"participation of users"as well as big data application in electric energy metering，providing guidance for the construction of electric energy metering in the future.

competitive electricity market；electric energy metering；dynamic pricing；development trend

TM933.4

：B

：1007-1881（2017）03-0030-04

2016-11-01

韓霄漢（1962），男，高級(jí)工程師，從事電能計(jì)量管理工作。