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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，與此同時眾多售電公司也暴露出同質(zhì)化競爭嚴(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、分時電價也將應(yīng)運(yùn)而生。如果對所有電力用戶都換裝分時計量的智能電表，成本巨大，會造成用戶電費(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)市場和零售市場均放開競爭的情況下，滿足全國3000萬用戶的計量結(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。在售電市場開放前，所有用戶的電量計量和電費(fèi)結(jié)算均由改革前的12個區(qū)域性電力局負(fù)責(zé)。開放之后，英國在電量計量和電費(fèi)結(jié)算方面遇到一些困難，集中體現(xiàn)在英國智能計量裝置的滲透率較低。據(jù)2016年統(tǒng)計數(shù)據(jù)，在英國近3000萬電力用戶中，僅約有11萬戶實(shí)現(xiàn)了半小時計量，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%。在售電市場開放的初始階段，進(jìn)入市場的都是大工業(yè)用戶，計量結(jié)算矛盾并不突出。
1998年，英國電力零售市場全面開放，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，因此市場化用戶中非半小時計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月一次，部分地區(qū)甚至要六個月，因此這些用戶的電量數(shù)據(jù)在計量和結(jié)算過程中均缺乏時效性。如果用戶在此期間更換了售電商，那么計量和結(jié)算數(shù)據(jù)可能會出現(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，英國電力市場進(jìn)入NETA模式后，在電量計量結(jié)算方面引入了平衡結(jié)算準(zhǔn)則（簡稱BSC），對平衡機(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。
針對售電市場上大量非半小時計量用戶的計量數(shù)據(jù)需經(jīng)較長時間才能陸續(xù)匯集到ELEXON的情況，ELEXON設(shè)計了五個階段的結(jié)算對賬機(jī)制，即在市場交易的16個工作日內(nèi)完成初結(jié)算，且在后續(xù)一年半內(nèi)進(jìn)行四次對賬。在每個對賬階段中，ELEXON會更新期間收到的部分用戶的計量數(shù)據(jù)，從而計算出新的結(jié)算結(jié)果，并且啟動相應(yīng)的結(jié)算程序；如果該階段的結(jié)算結(jié)果與上個階段不一致，則需要對偏差部分進(jìn)行調(diào)整。通過這種結(jié)算對賬機(jī)制，ELEXON基于用戶數(shù)據(jù)的更新對結(jié)算反復(fù)進(jìn)行調(diào)整，且逐步提高非半小時計量用戶準(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最終對賬規(guī)定的用戶計量準(zhǔn)確目標(biāo)值看，也并不追求100%的目標(biāo)值，即便對半小時計量的用戶也是如此。ELEXON設(shè)置的目標(biāo)值是在數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和統(tǒng)計成本之間的權(quán)衡結(jié)果，因?yàn)樽非笥嬃繑?shù)據(jù)最終1-3%的準(zhǔn)確性，需要付出巨大的成本和努力，然而對市場結(jié)算結(jié)果的調(diào)整卻非常微小，降低了市場的整體效率。
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2950萬戶非半小時計量用戶的電量計量和電費(fèi)結(jié)算呢？簡單而言，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，對非半小時計量用戶的負(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電價套餐（差別性電價套餐，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，安裝半小時計量裝置，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計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用電情況的數(shù)據(jù)，再結(jié)合氣溫、日落時間、工作日等變量，采用計量回歸模型，估算每個結(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個季節(jié)場景，以及工作日、周六和周日3個日場景，一共有15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)荷特性會與其他時間不同，需要對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會比較和評估上述回歸分析的擬合效果。評估之后會將上述分析和驗(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“市場域數(shù)據(jù)”的中央資源庫，用于下一個BSC年度結(jié)算數(shù)據(jù)的計算。
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)評估方法，引入氣溫、日落時間等變量，計算得到每半個小時的區(qū)域預(yù)測戶均用電量，并基于此計算每半個小時的負(fù)荷曲線系數(shù)。然后，結(jié)算系統(tǒng)就可將每個用戶的年度用電量計算分配至一天中每半個小時的用電量，并以此數(shù)據(jù)進(jìn)行初結(jié)算。
四、對中國的啟示與建議
隨著電力市場建設(shè)加速推進(jìn)，尤其現(xiàn)貨市場建立以后，電價靈活性特點(diǎn)會表現(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計量的需求，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，保守估計全國用戶總量在4億戶以上，按照單塊智能電表200元計算，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，借鑒英國電力市場電費(fèi)結(jié)算經(jīng)驗(yàn)。在售電市場起步階段，采用簡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)電力市場交易的準(zhǔn)確電量計量和結(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年開始計算，部分電表已經(jīng)進(jìn)入更替期，同時，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)對于智能電表作為基礎(chǔ)設(shè)施的依賴會越來越強(qiáng)，智能電表未來的發(fā)展?jié)摿薮蟆５陔娏ΜF(xiàn)貨市場運(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。
（張粒子系華北電力大學(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）
