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張粒子:英國(guó)售電市場(chǎng)是如何計(jì)量與結(jié)算的?

作者:張粒子 張洪 發(fā)布時(shí)間:2017-11-15   來(lái)源:中國(guó)能源報(bào)

  作為我國(guó)新一輪電力體制改革的重要內(nèi)容,售電市場(chǎng)的逐步放開(kāi)引起了廣泛關(guān)注,并得到了迅速發(fā)展,與此同時(shí)眾多售電公司也暴露出同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)嚴(yán)重等問(wèn)題。隨著未來(lái)改革進(jìn)一步深化,建立現(xiàn)貨電力市場(chǎng)、分時(shí)電價(jià)也將應(yīng)運(yùn)而生。如果對(duì)所有電力用戶(hù)都換裝分時(shí)計(jì)量的智能電表,成本巨大,會(huì)造成用戶(hù)電費(fèi)上漲。英國(guó)經(jīng)驗(yàn)表明:僅使用11萬(wàn)塊智能電表,即可在現(xiàn)貨批發(fā)市場(chǎng)和零售市場(chǎng)均放開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)的情況下,滿(mǎn)足全國(guó)3000萬(wàn)用戶(hù)的計(jì)量結(jié)算需要。

  一、智能電表覆蓋率僅為0.4%

  英國(guó)是世界上最早在發(fā)售電兩側(cè)推進(jìn)電力市場(chǎng)改革的國(guó)家,目前英格蘭和威爾士地區(qū)的所有電力用戶(hù)都已可以自由選擇和更換售電商。英國(guó)目前一共有近3000萬(wàn)電力用戶(hù),我國(guó)山東、江蘇等一些電力大省的電力用戶(hù)數(shù)量也超過(guò)了3000萬(wàn)。

  從垂直一體化的電力體制發(fā)展到售電市場(chǎng)全面放開(kāi),英國(guó)最開(kāi)始僅放開(kāi)大工業(yè)用戶(hù),4年后放開(kāi)一般工商業(yè)用戶(hù),直到第8年才放開(kāi)所有居民用戶(hù)。在售電市場(chǎng)開(kāi)放前,所有用戶(hù)的電量計(jì)量和電費(fèi)結(jié)算均由改革前的12個(gè)區(qū)域性電力局負(fù)責(zé)。開(kāi)放之后,英國(guó)在電量計(jì)量和電費(fèi)結(jié)算方面遇到一些困難,集中體現(xiàn)在英國(guó)智能計(jì)量裝置的滲透率較低。據(jù)2016年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),在英國(guó)近3000萬(wàn)電力用戶(hù)中,僅約有11萬(wàn)戶(hù)實(shí)現(xiàn)了半小時(shí)計(jì)量,不到全部用戶(hù)數(shù)量的0.4%。這些用戶(hù)以用電量較大的工商業(yè)用戶(hù)為主,雖然數(shù)量較少,但用電量占到43%。在售電市場(chǎng)開(kāi)放的初始階段,進(jìn)入市場(chǎng)的都是大工業(yè)用戶(hù),計(jì)量結(jié)算矛盾并不突出。

  1998年,英國(guó)電力零售市場(chǎng)全面開(kāi)放,很多中小用戶(hù),尤其居民用戶(hù)也可以自由選擇和更換售電商,因此市場(chǎng)化用戶(hù)中非半小時(shí)計(jì)量條件的用戶(hù)越來(lái)越多,達(dá)到2950萬(wàn)戶(hù),其中有相當(dāng)大比例還需要通過(guò)傳統(tǒng)人工抄表方式獲取用電量數(shù)據(jù)。然而,出于成本等因素,英國(guó)人工抄表的頻率往往是三個(gè)月一次,部分地區(qū)甚至要六個(gè)月,因此這些用戶(hù)的電量數(shù)據(jù)在計(jì)量和結(jié)算過(guò)程中均缺乏時(shí)效性。如果用戶(hù)在此期間更換了售電商,那么計(jì)量和結(jié)算數(shù)據(jù)可能會(huì)出現(xiàn)較大偏差。

  我國(guó)從2009年開(kāi)始大規(guī)模推廣智能電表,近年來(lái)覆蓋率穩(wěn)步上升。公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示,目前國(guó)家電網(wǎng)公司經(jīng)營(yíng)區(qū)內(nèi)的智能電表覆蓋率已達(dá)到80%,全國(guó)范圍覆蓋率也已達(dá)到70%以上。盡管如此,那些沒(méi)有安裝智能電表的用戶(hù),仍將面臨上述問(wèn)題。

  二、售電結(jié)算機(jī)制

  2001年3月,英國(guó)電力市場(chǎng)進(jìn)入NETA模式后,在電量計(jì)量結(jié)算方面引入了平衡結(jié)算準(zhǔn)則(簡(jiǎn)稱(chēng)BSC),對(duì)平衡機(jī)制和不平衡用電量結(jié)算方法作出規(guī)定。該準(zhǔn)則要求所有電力公司都必須簽訂購(gòu)售電合同,而其他市場(chǎng)主體可選擇是否按BSC準(zhǔn)則簽訂合同。根據(jù)BSC準(zhǔn)則簽訂的合同,由英國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司的全資子公司ELEXON負(fù)責(zé)管理(該職能在我國(guó)由電網(wǎng)公司營(yíng)銷(xiāo)部門(mén)負(fù)責(zé))。需要強(qiáng)調(diào)的是,盡管ELEXON與電網(wǎng)公司是隸屬關(guān)系,但電網(wǎng)公司不得參與其日常運(yùn)營(yíng)、選派董事和重要決策等事務(wù)。ELEXON作為獨(dú)立非盈利機(jī)構(gòu),收入主要來(lái)自電力行業(yè)的團(tuán)體會(huì)費(fèi),資金賬戶(hù)與電網(wǎng)公司分設(shè)。截至目前,英國(guó)BSC準(zhǔn)則的簽約方已有353家,其中包括輸電公司1家,發(fā)電企業(yè)96家,零售商129家,非物理交易者101家,配電運(yùn)營(yíng)商21家和跨國(guó)輸電線路運(yùn)營(yíng)商5家。

  針對(duì)售電市場(chǎng)上大量非半小時(shí)計(jì)量用戶(hù)的計(jì)量數(shù)據(jù)需經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間才能陸續(xù)匯集到ELEXON的情況,ELEXON設(shè)計(jì)了五個(gè)階段的結(jié)算對(duì)賬機(jī)制,即在市場(chǎng)交易的16個(gè)工作日內(nèi)完成初結(jié)算,且在后續(xù)一年半內(nèi)進(jìn)行四次對(duì)賬。在每個(gè)對(duì)賬階段中,ELEXON會(huì)更新期間收到的部分用戶(hù)的計(jì)量數(shù)據(jù),從而計(jì)算出新的結(jié)算結(jié)果,并且啟動(dòng)相應(yīng)的結(jié)算程序;如果該階段的結(jié)算結(jié)果與上個(gè)階段不一致,則需要對(duì)偏差部分進(jìn)行調(diào)整。通過(guò)這種結(jié)算對(duì)賬機(jī)制,ELEXON基于用戶(hù)數(shù)據(jù)的更新對(duì)結(jié)算反復(fù)進(jìn)行調(diào)整,且逐步提高非半小時(shí)計(jì)量用戶(hù)準(zhǔn)確結(jié)算的目標(biāo)值,最終可以實(shí)現(xiàn)較為準(zhǔn)確的計(jì)量和結(jié)算。一般而言,因采用了上述擬合方法,后續(xù)結(jié)算階段所產(chǎn)生的偏差,與所進(jìn)行的調(diào)整,在電費(fèi)賬單中的比例都是較低的。

  此外,從ELEXON最終對(duì)賬規(guī)定的用戶(hù)計(jì)量準(zhǔn)確目標(biāo)值看,也并不追求100%的目標(biāo)值,即便對(duì)半小時(shí)計(jì)量的用戶(hù)也是如此。ELEXON設(shè)置的目標(biāo)值是在數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和統(tǒng)計(jì)成本之間的權(quán)衡結(jié)果,因?yàn)樽非笥?jì)量數(shù)據(jù)最終1-3%的準(zhǔn)確性,需要付出巨大的成本和努力,然而對(duì)市場(chǎng)結(jié)算結(jié)果的調(diào)整卻非常微小,降低了市場(chǎng)的整體效率。

  三、初結(jié)算步驟

  在僅有0.4%的智能電表覆蓋率的情況下,英國(guó)如何解決其他2950萬(wàn)戶(hù)非半小時(shí)計(jì)量用戶(hù)的電量計(jì)量和電費(fèi)結(jié)算呢?簡(jiǎn)單而言,就是通過(guò)安裝智能電表用戶(hù)的負(fù)荷曲線,推導(dǎo)出擬合系數(shù),從而計(jì)算其他用戶(hù)的負(fù)荷曲線,并提交系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)初結(jié)算。此法既節(jié)約了大量安裝智能電表投資,也減少了電力用戶(hù)成本。

  具體而言,ELEXON采用以下用戶(hù)負(fù)荷曲線擬合方法,對(duì)非半小時(shí)計(jì)量用戶(hù)的負(fù)荷曲線進(jìn)行擬合,并且運(yùn)用到初結(jié)算當(dāng)中。

  1、用戶(hù)負(fù)荷特性分類(lèi)

  ELEXON根據(jù)負(fù)荷特性將所有用戶(hù)分為8種類(lèi)型,涵蓋居民用戶(hù)和非居民用戶(hù)。其中,居民用戶(hù)包括無(wú)限制的居民用戶(hù),和使用Economy 7電價(jià)套餐(差別性電價(jià)套餐,使用基荷機(jī)組夜間提供的更便宜電力)的居民用戶(hù);非居民用戶(hù)類(lèi)型較為復(fù)雜,包括無(wú)限制的非居民用戶(hù)、使用Economy 7電價(jià)套餐的非居民用戶(hù)和限制了最大負(fù)荷的非居民用戶(hù),后者根據(jù)高峰負(fù)荷因子(在某一時(shí)間段內(nèi)某用戶(hù)的平均負(fù)荷與該用戶(hù)最大負(fù)荷的百分比)水平又細(xì)分為4種類(lèi)型,各類(lèi)用戶(hù)的負(fù)荷特性均存在較大區(qū)別。

  2、選取用戶(hù)樣本,進(jìn)行數(shù)據(jù)分析

  在權(quán)衡考慮樣本數(shù)據(jù)采集成本和樣本數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度之后,ELEXON會(huì)確定出每種用戶(hù)類(lèi)型的樣本數(shù)量,并采用更細(xì)的顆粒度隨機(jī)選取樣本。選定樣本用戶(hù)后,售電商需要招募這些用戶(hù)同意成為數(shù)據(jù)樣本,安裝半小時(shí)計(jì)量裝置,進(jìn)行數(shù)據(jù)采集;如果用戶(hù)招募不成功或原有用戶(hù)退出樣本,則需要在該地區(qū)同類(lèi)型用戶(hù)中選取補(bǔ)充樣本。

  在成功采集到半小時(shí)計(jì)量用戶(hù)樣本用電需求數(shù)據(jù)后,通過(guò)數(shù)據(jù)校核、分組、制定權(quán)重、加權(quán)平均等步驟,整理形成衡量用戶(hù)一年中每半小時(shí)用電情況的數(shù)據(jù),再結(jié)合氣溫、日落時(shí)間、工作日等變量,采用計(jì)量回歸模型,估算每個(gè)結(jié)算周期所采用的擬合系數(shù)。在上述數(shù)據(jù)整理中,ELEXON將用戶(hù)需求數(shù)據(jù)分成春季、夏季、夏季高峰、秋季和冬季5個(gè)季節(jié)場(chǎng)景,以及工作日、周六和周日3個(gè)日?qǐng)鼍?,一共?5種組合。此外,考慮到包括公眾法定假日在內(nèi)的某些特定日期,負(fù)荷特性會(huì)與其他時(shí)間不同,需要對(duì)這些特殊日期的擬合系數(shù)另外進(jìn)行估算。

  在估算得到擬合系數(shù)后,ELEXON會(huì)比較和評(píng)估上述回歸分析的擬合效果。評(píng)估之后會(huì)將上述分析和驗(yàn)證結(jié)果提交給售電商電量分配機(jī)構(gòu),后者將決定這些擬合系數(shù)是否被采用,如被采用,將進(jìn)入被稱(chēng)為“市場(chǎng)域數(shù)據(jù)”的中央資源庫(kù),用于下一個(gè)BSC年度結(jié)算數(shù)據(jù)的計(jì)算。

  3、采用擬合系數(shù)進(jìn)行初結(jié)算

  根據(jù)擬合系數(shù),ELEXON采用擬合系數(shù)評(píng)估方法,引入氣溫、日落時(shí)間等變量,計(jì)算得到每半個(gè)小時(shí)的區(qū)域預(yù)測(cè)戶(hù)均用電量,并基于此計(jì)算每半個(gè)小時(shí)的負(fù)荷曲線系數(shù)。然后,結(jié)算系統(tǒng)就可將每個(gè)用戶(hù)的年度用電量計(jì)算分配至一天中每半個(gè)小時(shí)的用電量,并以此數(shù)據(jù)進(jìn)行初結(jié)算。

  四、對(duì)中國(guó)的啟示與建議

  隨著電力市場(chǎng)建設(shè)加速推進(jìn),尤其現(xiàn)貨市場(chǎng)建立以后,電價(jià)靈活性特點(diǎn)會(huì)表現(xiàn)得越來(lái)越充分。大量安裝智能電表固然能夠滿(mǎn)足未來(lái)分時(shí)計(jì)量的需求,但過(guò)度追求覆蓋率將非常不經(jīng)濟(jì)。國(guó)內(nèi)主要省份的電力用戶(hù)都在1000萬(wàn)戶(hù)以上,保守估計(jì)全國(guó)用戶(hù)總量在4億戶(hù)以上,按照單塊智能電表200元計(jì)算,實(shí)現(xiàn)全覆蓋的成本將超過(guò)800億元,遠(yuǎn)超2016年電力市場(chǎng)化交易釋放的改革紅利。

  因此,建議我國(guó)在推廣智能電表的同時(shí),借鑒英國(guó)電力市場(chǎng)電費(fèi)結(jié)算經(jīng)驗(yàn)。在售電市場(chǎng)起步階段,采用簡(jiǎn)化方法模擬未安裝智能電表用戶(hù)的負(fù)荷曲線,從而實(shí)現(xiàn)電力市場(chǎng)交易的準(zhǔn)確電量計(jì)量和結(jié)算。此外,還需要考慮以下因素:現(xiàn)有智能電表的更換壽命一般是8年,從2009年開(kāi)始計(jì)算,部分電表已經(jīng)進(jìn)入更替期,同時(shí),隨著相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高,部分電表可能已不能滿(mǎn)足相關(guān)性能標(biāo)準(zhǔn)的要求。隨著能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,以及分布式發(fā)電和需求側(cè)資源的不斷開(kāi)發(fā),電力系統(tǒng)對(duì)于智能電表作為基礎(chǔ)設(shè)施的依賴(lài)會(huì)越來(lái)越強(qiáng),智能電表未來(lái)的發(fā)展?jié)摿薮?。但在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)運(yùn)行初期,智能電表及其數(shù)據(jù)利用模式都尚處于探索過(guò)程中,過(guò)度追求智能電表覆蓋率指標(biāo),可能并不是最優(yōu)選擇。

 ?。◤埩W酉等A北電力大學(xué)教授、校長(zhǎng)助理; 張洪系華北電力大學(xué)現(xiàn)代電力研究院講師)

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