朱明晞，李燕雪，胡斌

（1.國網(wǎng)國際發(fā)展有限公司 市場開發(fā)部，北京100031；2.國網(wǎng)（北京）綜合能源規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司，北京100031）

0 引言

由于電網(wǎng)的特殊性，售電一直是自然壟斷行業(yè)。在2015年3月，國務(wù)院印發(fā)了《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見》（簡稱電改“9號文”）［1］，中國的新一輪電力體制改革正式開始。該意見提出要在售電側(cè)引入競爭，鼓勵社會資本投資售電業(yè)務(wù)，準(zhǔn)許6類企業(yè)成為新興的售電主體。作為9號文配套文件之一的《關(guān)于推進(jìn)售電側(cè)改革的實施意見》［2］鼓勵售電公司提供合同能源管理、綜合節(jié)能和用電咨詢等增值服務(wù)，為售電業(yè)務(wù)的發(fā)展指明了方向。然而，在中國售配電分離、放開售配電業(yè)務(wù)的環(huán)境下，電能質(zhì)量服務(wù)尚未廣泛深入開展，如何對電能質(zhì)量進(jìn)行有效管理尚不清晰，多種售電主體并存的局面導(dǎo)致電能質(zhì)量管理難度增加。文獻(xiàn)［3］對電能質(zhì)量服務(wù)體系進(jìn)行了暢想，從服務(wù)內(nèi)容和性質(zhì)2個方面對電能質(zhì)量服務(wù)的框架進(jìn)行了分析，劃分了免費服務(wù)、增值服務(wù)、特色VIP服務(wù)。由于電能商品的特殊性，造成電能質(zhì)量下降的因素有很多，應(yīng)當(dāng)在電能質(zhì)量管理的過程中考慮電能質(zhì)量下降風(fēng)險，文獻(xiàn)［4］提出了3種不同的電壓暫降保險，并認(rèn)為財務(wù)型保險對電壓暫降損失風(fēng)險更加有效。

面對當(dāng)前中國電力市場存在機(jī)制不完善、電價不清晰等諸多問題［5］，本文針對售電側(cè)放開環(huán)境下的電能質(zhì)量管理進(jìn)行剖析。首先對售電改革的標(biāo)志性文件進(jìn)行解讀，梳理售電側(cè)放開對電能質(zhì)量管理的影響，然后通過對比國內(nèi)外電力企業(yè)在電能質(zhì)量管理方面的差異，提出售電側(cè)放開后的電能質(zhì)量管理建議，給中國電能質(zhì)量管理提供參考。

1 國內(nèi)外電力企業(yè)電能質(zhì)量管理現(xiàn)狀

1.1 電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與指標(biāo)管理層面

2001年歐洲共同體歐洲能源監(jiān)督管理者委員會（commission of European energy regulators，CEER）供電質(zhì)量工作組的關(guān)于供電質(zhì)量調(diào)查報告較完整地闡述了供電質(zhì)量的完整含義，該組織認(rèn)為供電質(zhì)量應(yīng)包括商業(yè)性質(zhì)量和電能質(zhì)量（供電可靠性和電壓質(zhì)量）2個方面。美國監(jiān)督管理委員會國家聯(lián)合會推薦了一套適于配電層次的服務(wù)質(zhì)量測量標(biāo)準(zhǔn)，包括客戶行為指標(biāo)、電能質(zhì)量指標(biāo)和停電指標(biāo)，但在加州南網(wǎng)的激勵性監(jiān)督管理方案中，考慮了可靠性、客戶滿意度、健康和安全3個方面指標(biāo)。阿根廷政府從供電連續(xù)性、電壓質(zhì)量和商業(yè)服務(wù)3個方面對供電質(zhì)量提出質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行監(jiān)督管理，若企業(yè)不能滿足標(biāo)準(zhǔn)，將要求企業(yè)根據(jù)缺供電量（energy not supplied，ENS）的測算成本對用戶進(jìn)行經(jīng)濟(jì)賠償。

（1）電能質(zhì)量

不同組織對電能質(zhì)量的定義大致相同：中國對電能質(zhì)量的定義為導(dǎo)致用電設(shè)備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差；美國IEEE電能質(zhì)量專委會對電能質(zhì)量的定義為電壓、電流或頻率的偏差和造成用戶設(shè)備故障或錯誤動作的任何電力問題。

一般認(rèn)為電能質(zhì)量主要指電壓質(zhì)量，主要參量包括頻率、電壓幅值及其變動范圍、電壓暫降、暫時的或瞬時的過電壓和諧波畸變率等。歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50160中列出了在正常運行條件下的中低電壓網(wǎng)絡(luò)的主要電壓特性。在一些歐洲國家，由于終端客戶設(shè)備的敏感性和有些終端客戶有額外的要求，電壓質(zhì)量也成為供應(yīng)商和客戶之間的重要考核項目。除了EN50160，匈牙利、挪威、西班牙和葡萄牙制定了電壓波動的國家標(biāo)準(zhǔn)；荷蘭、挪威、葡萄牙制定了電壓閃變值的國家標(biāo)準(zhǔn)；荷蘭、挪威制定了電壓不平衡的國家標(biāo)準(zhǔn)；荷蘭、挪威、葡萄牙制定了諧波電壓的國家標(biāo)準(zhǔn)；挪威還制定了快速電壓變化、電壓上升和電壓暫降的國家標(biāo)準(zhǔn)。中國對電壓質(zhì)量的管理主要是依據(jù)GB/T 12325—2008《電能質(zhì)量供電電壓偏差》標(biāo)準(zhǔn)。

對于電能質(zhì)量的指標(biāo)限值方面，不同國家的指標(biāo)限值不同。以諧波限值為例，中國在GB/T 14549—1993《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》標(biāo)準(zhǔn)中，從諧波電壓和諧波電流2個方面規(guī)定了電網(wǎng)諧波的具體限值，其中諧波電壓部分選擇了總諧波畸變率（total harmonic distortion，THD）以及各次諧波含有率2項指標(biāo)進(jìn)行限值，諧波電流部分選擇不同電壓等級典型短路容量下的單個用戶允許注入電網(wǎng)的2—25次諧波電流允許值的指標(biāo)進(jìn)行限值。而美國IEEE Std.519—1992標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了公共連接點（point of common coupling，PCC）處的諧波電流畸變限值的確定方法，即根據(jù)用戶最大需量負(fù)荷電流和PCC處最小短路電流的比值再查諧波限值表得出。英國G5/4工程導(dǎo)則中則對33 kV以下的高壓用戶規(guī)定了每個用戶諧波電流限值，可以根據(jù)PCC處短路容量做線性換算，背景諧波電壓應(yīng)小于75%。對33 kV及以上的用戶，由電力公司的專門程序做分析后確定，此時只按諧波電壓含有率和THD作為判據(jù)。

我國對電能質(zhì)量的管理是各指標(biāo)值在該指標(biāo)的規(guī)定范圍內(nèi)即算合格，但在大多數(shù)歐洲國家，用戶可以申請其所在連接點的用戶電壓驗證服務(wù)，由此產(chǎn)生的服務(wù)費用通常由用戶支付。但當(dāng)電壓偏差與運行過程中監(jiān)督管理和標(biāo)準(zhǔn)不一致時，由供電公司支付。

（2）可靠性

在CEER對電能質(zhì)量的定義中，電能質(zhì)量包括了供電可靠性，供電可靠性通常被認(rèn)為是最重要的性能。在可靠性的指標(biāo)體系方面，歐美與日本均采用IEEE Std 1366—2012標(biāo)準(zhǔn)，這是IEEE電氣工程協(xié)會輸配電委員會頒布的供電可靠性指標(biāo)規(guī)范，是在總結(jié)北美各國供電可靠性指標(biāo)研究和應(yīng)用實踐的基礎(chǔ)上提出的，中國采用DL/T 836—2016可靠性評價指標(biāo)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

歐洲國家普遍將停電狀態(tài)劃分為長時間停電和短時停電，還有一些國家（如法國）進(jìn)一步劃分出瞬時停電狀態(tài)。界定長時間停電和短時停電的標(biāo)準(zhǔn)一般為3 min。7個歐洲國家用于評價長時間停電的指標(biāo)對比見表1，評價短時停電的指標(biāo)主要采用平均短時停電頻率。

表1 不同國家的停電時間指標(biāo)比較Table 1 Comparison of outage time indexes in different countries

1.2 電能質(zhì)量經(jīng)濟(jì)激勵層面

對電能質(zhì)量的管理還可以采用經(jīng)濟(jì)手段。電能質(zhì)量管理目標(biāo)設(shè)定如圖1所示。電能質(zhì)量的經(jīng)濟(jì)激勵旨在推動電力公司和用戶采取措施，將電能質(zhì)量改善至目標(biāo)水平，通?？捎烧鲗?dǎo)。經(jīng)濟(jì)激勵的實施通常借助于獎懲機(jī)制，通過規(guī)定獎勵和處罰，對電網(wǎng)和用戶進(jìn)行直接的經(jīng)濟(jì)干預(yù)，促使電能質(zhì)量達(dá)到電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，通常涉及3個方面：①定義電能質(zhì)量的參考水平；②確定實現(xiàn)參考水平的途徑，并規(guī)定最低改善水平；③明確與最低改善水平相關(guān)的處罰和獎勵方法，如減免稅費等。

圖1 電能質(zhì)量管理目標(biāo)設(shè)定Fig.1 Goal setting of power quality management

目前，已有部分國家和地區(qū)研究或?qū)嵤┆剳蜋C(jī)制，重點集中于如下方面：①獎罰機(jī)制與已有管理（如功率因數(shù)的提高）的配合；②經(jīng)濟(jì)處罰函數(shù)的定義，需結(jié)合當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)運行水平及成本數(shù)據(jù)；③用戶類型及感知度對獎罰機(jī)制的影響分析。

總體來說，由于市場化程度和發(fā)展時間等因素，國外對電能質(zhì)量的管理比中國更加先進(jìn)。中國的電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)較多參考了美國IEEE標(biāo)準(zhǔn)和國際電工委員會IEC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在電能質(zhì)量經(jīng)濟(jì)激勵方面，國外采取改變電價、功率因數(shù)獎懲等措施，中國在電能質(zhì)量方面主要表現(xiàn)在功率因數(shù)的規(guī)定上。

2 售電側(cè)放開后電能質(zhì)量管理的分析與建議

2.1 指標(biāo)管理與時俱進(jìn)

電能質(zhì)量指標(biāo)管理應(yīng)當(dāng)隨著時代變革與時俱進(jìn)，及時修正不必要的指標(biāo)，針對電能質(zhì)量管理現(xiàn)狀增加新指標(biāo)。

隨著環(huán)境保護(hù)理念的推廣，可再生能源發(fā)電比例增高已成為共識。2017年國家發(fā)改委、能源局聯(lián)合印發(fā)《解決棄水棄風(fēng)棄光問題實施方案的通知》［6］，要求包含售電公司在內(nèi)的多個配售電主體負(fù)責(zé)完成指定的可再生能源電力配額。

考慮到可再生能源發(fā)電入網(wǎng)會帶來許多的電能質(zhì)量問題，如何針對這一問題制定指標(biāo)體系十分迫切。另外，考慮不同發(fā)電方式對生態(tài)系統(tǒng)造成影響不同，而碳評估指標(biāo)能夠反映這一影響，引入碳評估指標(biāo)對鼓勵可再生能源的使用、提高清潔能源的市場競爭力和社會對可再生能源建設(shè)的積極性具有重要意義［7］。

應(yīng)當(dāng)在電能質(zhì)量管理中增加相應(yīng)的環(huán)境保護(hù)指標(biāo)——等價CO2排放強(qiáng)度C(CO2)e，將CO2、SO2和NOx折算成等價CO2排放濃度，用以反映電力對環(huán)境的影響。具體如下

式中：mi為第i種污染物的單位時間排放量，g/h；Wi為機(jī)組供電量，kW；Ci為排放強(qiáng)度，g/kWh。

此外，事件型電能質(zhì)量擾動增強(qiáng)。工業(yè)用戶受電壓暫降、短時中斷以及電壓暫升等事件型電能質(zhì)量影響較大，準(zhǔn)確評估用戶的電能質(zhì)量經(jīng)濟(jì)損失是實施電能質(zhì)量監(jiān)督管理和治理的前提。

研究事件型電能質(zhì)量評估指標(biāo)有利于全面評估系統(tǒng)供電質(zhì)量，真正反映系統(tǒng)供電對電力用戶的可用程度，為電能質(zhì)量的改善工作提供更加經(jīng)濟(jì)、合理的決策支持［8—9］。應(yīng)當(dāng)在供電可靠性指標(biāo)中增加針對事件型電能質(zhì)量擾動的評價指標(biāo)，即事件型電能質(zhì)量等效停電時間，計算方法為在監(jiān)測期間內(nèi)發(fā)生事件型電能質(zhì)量的總時間數(shù)與評估周期T的比值

式中：tlong、tsag、tswell和tshort分別為長時間停電、電壓暫降、電壓暫升、短時停電的等效停電時間。

而且，隨著售電向服務(wù)化方向發(fā)展，還應(yīng)當(dāng)增加供電服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)以增強(qiáng)用戶體驗感，如客戶用電信息公開程度、價格接受程度、增值服務(wù)滿意度、電能質(zhì)量滿意度指標(biāo)等。

2.2 售電模式向質(zhì)量服務(wù)型轉(zhuǎn)變

售電公司的增多帶來極大的競爭壓力，如何在電力市場中轉(zhuǎn)變發(fā)展模式、創(chuàng)新競爭策略，從而提高電能質(zhì)量管理水平是每個售電企業(yè)需要深思的問題。

對供電質(zhì)量有更高要求的電力用戶不滿足于基本的電力服務(wù)，既要求較高的供電質(zhì)量，同時希望得到優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，而優(yōu)質(zhì)供電服務(wù)是高端用戶細(xì)分市場的競爭焦點［10］，故售電業(yè)務(wù)應(yīng)當(dāng)向質(zhì)量服務(wù)型轉(zhuǎn)變。電力增值服務(wù)的類型如圖2所示［3］。

圖2 電力增值服務(wù)類型Fig.2 Types of value-added electricity service

根據(jù)對電力增值服務(wù)的劃分，認(rèn)為電能質(zhì)量增值服務(wù)是主要部分，本文將其劃分為3個層次：數(shù)據(jù)服務(wù)、套餐服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。表2中列舉出部分電能質(zhì)量增值服務(wù)內(nèi)容。

表2 電能質(zhì)量增值服務(wù)Table 2 Value-added services of power quality

就用電數(shù)據(jù)挖掘而言，傳統(tǒng)電能質(zhì)量監(jiān)測具有一定封閉性；電能質(zhì)量數(shù)據(jù)為電網(wǎng)服務(wù)，因此缺乏對數(shù)據(jù)的挖掘和分析，不能給用戶提供增值服務(wù)。需要在用戶端更新關(guān)口表功能，裝設(shè)智能表計以方便獲取電能質(zhì)量信息，滿足電能質(zhì)量管理的要求。

2.3 電能按質(zhì)論價

電能按質(zhì)論價方法是依據(jù)電能質(zhì)量水平的高低向用戶指定不同的電價。為了便于用戶理解，可以在電價中疊加電能質(zhì)量服務(wù)價格。假設(shè)電能質(zhì)量指標(biāo)共有m個，那么，最終電價表示為

式中：p0為基本電價；p為最終電價；ps為電能質(zhì)量服務(wù)價格。

電能是一種特殊商品。在優(yōu)質(zhì)供電過程中，仍難以避免電能質(zhì)量跌落的情況，使得用戶使用的電能低于約定的電能質(zhì)量水平。既然用戶選擇了電能質(zhì)量服務(wù)，那么用戶與售電公司之間應(yīng)當(dāng)達(dá)成一種電能質(zhì)量合同協(xié)議。保險是交易市場中實現(xiàn)風(fēng)險轉(zhuǎn)移的一種有效手段［11］，在發(fā)生電能質(zhì)量跌落后，借鑒保險的方式，由售電公司按照違約供電量對用戶進(jìn)行賠償。賠償單價與用戶選擇的電能質(zhì)量水平正相關(guān)，引入賠償系數(shù)ks，用以表征賠償單價rs與質(zhì)量服務(wù)價格ps的關(guān)系，即

用戶電費Cuser為

式中：Qi為用戶i的用電量；Ccom,i為售電公司向用戶的賠償金；p為最終電價。

通常目標(biāo)函數(shù)為售電公司的收益Gcp最大

式中：Cp為售電公司投入的供電成本。優(yōu)質(zhì)電力服務(wù)需要投入一定成本，供電成本除了正常的輸配電成本外，還應(yīng)當(dāng)包括治理電能質(zhì)量所投入的成本。

實際上，如果同一個供電區(qū)域內(nèi)存在多個售電公司，那么問題會更加復(fù)雜，因為售電公司之間存在競爭關(guān)系，用戶與售電公司之間存在博弈關(guān)系，涉及到用戶的消費行為習(xí)慣，需要考慮用戶對售電公司的選擇［12］。

這種優(yōu)質(zhì)高價的定價理論，有助于電能質(zhì)量管理。通過價格激勵的方式，突出電能質(zhì)量的重要性，能夠加強(qiáng)對電能質(zhì)量問題的重視，而且保證了電能定價在市場環(huán)境中的公平性，同時能夠滿足用戶對電能質(zhì)量的需求。

3 結(jié)束語

本文在售電側(cè)放開的背景下，梳理了電能質(zhì)量管理的現(xiàn)狀。從指標(biāo)管理、銷售電價的制定2個層面總結(jié)了不同國家電力企業(yè)電能質(zhì)量管理的差異，最后給出了市場環(huán)境下電能質(zhì)量管理的趨勢分析和管理建議。在市場環(huán)境下，衡量電能質(zhì)量優(yōu)劣的指標(biāo)應(yīng)當(dāng)與時俱進(jìn)，及時增減相關(guān)指標(biāo)，做到與當(dāng)下的電能質(zhì)量管理現(xiàn)狀相統(tǒng)一；對于當(dāng)下售電業(yè)務(wù)僅賺取差價的盈利模式做出改變，或許售電業(yè)務(wù)向質(zhì)量服務(wù)型轉(zhuǎn)變是一種有效途徑，當(dāng)然這也需要電價做支撐；在電能定價方面，實行電能按質(zhì)論價符合市場的公平原則，增強(qiáng)社會對電能質(zhì)量的重視，有利于強(qiáng)化對電能質(zhì)量的管理。