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作為我國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)重等問題。隨著未來改革進(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)所有電力用戶都換裝分時(shí)計(jì)量的智能電表，成本巨大，會(huì)造成用戶電費(fèi)上漲。英國經(jīng)驗(yàn)表明：僅使用11萬塊智能電表，即可在現(xiàn)貨批發(fā)市場(chǎng)和零售市場(chǎng)均放開競(jìng)爭(zhēng)的情況下，滿足全國3000萬用戶的計(jì)量結(jié)算需要。
一、智能電表覆蓋率僅為0.4%
英國是世界上最早在發(fā)售電兩側(cè)推進(jìn)電力市場(chǎng)改革的國家，目前英格蘭和威爾士地區(qū)的所有電力用戶都已可以自由選擇和更換售電商。英國目前一共有近3000萬電力用戶，我國山東、江蘇等一些電力大省的電力用戶數(shù)量也超過了3000萬。
從垂直一體化的電力體制發(fā)展到售電市場(chǎng)全面放開，英國最開始僅放開大工業(yè)用戶，4年后放開一般工商業(yè)用戶，直到第8年才放開所有居民用戶。在售電市場(chǎng)開放前，所有用戶的電量計(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)。開放之后，英國在電量計(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)，在英國近3000萬電力用戶中，僅約有11萬戶實(shí)現(xiàn)了半小時(shí)計(jì)量，不到全部用戶數(shù)量的0.4%。這些用戶以用電量較大的工商業(yè)用戶為主，雖然數(shù)量較少，但用電量占到43%。在售電市場(chǎng)開放的初始階段，進(jìn)入市場(chǎng)的都是大工業(yè)用戶，計(jì)量結(jié)算矛盾并不突出。
1998年，英國電力零售市場(chǎng)全面開放，很多中小用戶，尤其居民用戶也可以自由選擇和更換售電商，因此市場(chǎng)化用戶中非半小時(shí)計(jì)量條件的用戶越來越多，達(dá)到2950萬戶，其中有相當(dāng)大比例還需要通過傳統(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，因此這些用戶的電量數(shù)據(jù)在計(jì)量和結(jié)算過程中均缺乏時(shí)效性。如果用戶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。
我國從2009年開始大規(guī)模推廣智能電表，近年來覆蓋率穩(wěn)步上升。公開數(shù)據(jù)顯示，目前國家電網(wǎng)公司經(jīng)營區(qū)內(nèi)的智能電表覆蓋率已達(dá)到80%，全國范圍覆蓋率也已達(dá)到70%以上。盡管如此，那些沒有安裝智能電表的用戶，仍將面臨上述問題。
二、售電結(jié)算機(jī)制
2001年3月，英國電力市場(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，由英國國家電網(wǎng)公司的全資子公司ELEXON負(fù)責(zé)管理（該職能在我國由電網(wǎng)公司營銷部門負(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、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)，收入主要來自電力行業(yè)的團(tuán)體會(huì)費(fèi)，資金賬戶與電網(wǎng)公司分設(shè)。截至目前，英國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)營商21家和跨國輸電線路運(yùn)營商5家。
針對(duì)售電市場(chǎng)上大量非半小時(shí)計(jì)量用戶的計(jì)量數(shù)據(jù)需經(jīng)較長時(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。通過這種結(jié)算對(duì)賬機(jī)制，ELEXON基于用戶數(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，英國如何解決其他2950萬戶非半小時(shí)計(jì)量用戶的電量計(jì)量和電費(fèi)結(jié)算呢？簡(jiǎn)單而言，就是通過安裝智能電表用戶的負(fù)荷曲線，推導(dǎo)出擬合系數(shù)，從而計(jì)算其他用戶的負(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，也減少了電力用戶成本。
具體而言，ELEXON采用以下用戶負(fù)荷曲線擬合方法，對(duì)非半小時(shí)計(jì)量用戶的負(fù)荷曲線進(jìn)行擬合，并且運(yùn)用到初結(jié)算當(dāng)中。
1、用戶負(fù)荷特性分類
ELEXON根據(jù)負(fù)荷特性將所有用戶分為8種類型，涵蓋居民用戶和非居民用戶。其中，居民用戶包括無限制的居民用戶，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；非居民用戶類型較為復(fù)雜，包括無限制的非居民用戶、使用Economy 7電價(jià)套餐的非居民用戶和限制了最大負(fù)荷的非居民用戶，后者根據(jù)高峰負(fù)荷因子（在某一時(shí)間段內(nèi)某用戶的平均負(fù)荷與該用戶最大負(fù)荷的百分比）水平又細(xì)分為4種類型，各類用戶的負(fù)荷特性均存在較大區(qū)別。
2、選取用戶樣本，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)確定出每種用戶類型的樣本數(shù)量，并采用更細(xì)的顆粒度隨機(jī)選取樣本。選定樣本用戶后，售電商需要招募這些用戶同意成為數(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；如果用戶招募不成功或原有用戶退出樣本，則需要在該地區(qū)同類型用戶中選取補(bǔ)充樣本。
在成功采集到半小時(shí)計(jì)量用戶樣本用電需求數(shù)據(jù)后，通過數(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)入被稱為“市場(chǎng)域數(shù)據(jù)”的中央資源庫，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)得越來越充分。大量安裝智能電表固然能夠滿足未來分時(shí)計(jì)量的需求，但過度追求覆蓋率將非常不經(jīng)濟(jì)。國內(nèi)主要省份的電力用戶都在1000萬戶以上，保守估計(jì)全國用戶總量在4億戶以上，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，建議我國在推廣智能電表的同時(shí)，借鑒英國電力市場(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)施的依賴會(huì)越來越強(qiáng)，智能電表未來的發(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程中，過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、校長助理； 張洪系華北電力大學(xué)現(xiàn)代電力研究院講師）
