竞争性电力市场背景下电能计量发展趋势的思考

韩霄汉，胡小寒，姚 力，胡瑛俊，吕几凡

（国网浙江省电力公司电力科学研究院，杭州 310014）

竞争性电力市场背景下电能计量发展趋势的思考

韩霄汉，胡小寒，姚 力，胡瑛俊，吕几凡

（国网浙江省电力公司电力科学研究院，杭州 310014）

建立竞争性电力市场是新一轮电力体制改革的目标之一。在竞争性电力市场中，电能计量关系着市场计费、结算体系的建设，市场发展也影响电能计量业务、技术的进步。从竞争性电力市场模型入手，分析了电力市场中电能计量的新特点，并从计量服务集中化、电能计量技术同“动态电价”和“用户参与”的融合以及用电计量大数据应用等方面对电能计量发展趋势进行阐述，对未来电能计量专业建设有指导意义。

竞争性电力市场；电能计量；动态电价；发展趋势

0 引言

新一轮的电力体制改革，从某种角度而言，是还原电能本身商品属性，寻求与电能供求关系相匹配的电价的过程。电能作为商品，其生产者（发电企业）与消费者（电力用户）在特定市场（交易机构）中采取双方直接或通过经纪人（售电公司）的间接方式，完成电能的交易。而电网企业在市场中作为电能商品运送者，完成电能从生产者到消费者间的传输[1，2]。

电能计量是电力市场中的重要环节[3，4]。一方面，用户用电计量数据是电力市场中各主体间电能商品交易结算的重要依据，要求准确、可靠；另一方面，各市场主体间电价的实时信息与预测信息通过计量系统完成传递[5]。因此，可以认为电能计量系统水平决定了电力市场的水平。新电改中，现有电网企业基本属性的改变，售电公司等新市场主体和多样化电能交易计费方式的出现，以及用户的选择权和参与市场程度的增加，势必会对现有电能计量专业，特别是电网企业电能计量的业务、技术、管理等方面提出新的挑战，如何应对是当前研究的重点。以下将阐述竞争性电力市场背景下电能计量发展趋势的思考。

1 竞争性电力市场概述

竞争性电力市场，指发电企业、电网企业、售电公司和用户等市场主体，各自在市场中扮演不同的角色，形成复杂的电力交易网络。电力市场分为批发与零售2种。电力批发市场主要开展发电企业与售电公司或用户之间的发电机组上网电量和偏差电量调整的竞价交易[6]，而电力零售市场主要开展售电公司面向最终用户的零售等销售活动。

与当前电网企业统购统销的模式不同，竞争性电力市场打破了售电业务由电网企业垄断的局面，赋予用户更多的选择与议价的权利。用户可以选择向售电公司购电、售电公司代理其在市场中购电或直接向发电企业购电等市场化供电模式，也可以选择由电网企业提供的非市场化保底供电模式。竞争性市场模型见图1。

1.1 售电公司

售电公司指为满足电力用户用电需求，提供电力销售服务的企业，与现有电网企业售电部门相比，具有更加开放、更注重跨行业与多元化合作等优势。售电公司盈利模式多样化，除基于购销电差价的中长期售电服务外，还包括基于负荷预测的现货交易、需求侧响应交易、跨界能源供应、用电工程咨询设计、综合节能、能源金融等增值服务。

1.2 电网企业

电网企业指拥有输电网、配电网运营权，负责电能传输，并承担供电营业区非市场化保底供电的企业。对于配售电一体化公司，其配电网运行和保底供电等非市场化业务具有电网企业属性，竞争性售电等市场化业务具有售电公司属性，为避免造成不公平竞争，两者相对独立。

1.3 电力用户

电力用户作为电能的消费者在市场中被赋予了更多自由选择电力供应商与议价等权利。同时，随着分布式发电、负荷控制、智能用电等技术的进步，电力用户也从单纯的电力消费者向电力消费者与供应者双重角色转变，其用电行为、习惯也会根据动态电价进行适时调整。

2 竞争性电力市场下电能计量新特点

区别于现有电网企业电能计量，竞争性电力市场背景下电能计量出现新的特点，包括：

（1）电能计量服务的提供方增多。除现有电网企业外，配售电公司同样须向用户、售电公司等市场主体提供无歧视的计量服务与用户用电计量数据。

（2）电能计量业务与技术满足售电公司业务发展带来的用户电费结算周期、方式多样化的需求。

图1 竞争性电力市场模型

（3）电能计量作为实现电力市场“价格到设备”、“用户参与电力市场运行”理念的关键环节，与互联网、负荷控制、需求侧响应以及节能降耗等专业领域的相互关联更加紧密[7]。

（4）用户用电计量信息的大数据分析，深刻影响电力企业的经营行为与用户的用电行为。

3 竞争性电力市场下电能计量发展趋势

3.1 计量服务的集中化

理想竞争性电力市场中，提供计量服务的主体包括电网企业和配售电一体化公司，后者因其电网企业属性，取得计量授权后可提供计量服务。计量服务是由电网企业提供，好处在于用户自由选择售电公司时，不会对用电计量与结算产生影响。售电公司提供用电计量服务，往往用于现货交易分析、负荷预测、节能服务等增值业务，不涉及电费结算交易。针对实际情况，不同电网企业配电网间负荷密度极其不均匀，用户规模可能从数千到数百万，提供的计量服务水平也存在差异。

相比于各电网企业各自掌握计量系统来提供计量服务的模式，计量服务在一定行政区域内的集中化将更有优势、更能体现效益。一方面，计量服务的集中化可以形成集中资源库，达到单一系统与结构的规模经济，共同分摊额外成本，提高电网企业（特别是小规模电网企业）计量服务层次，如电能表质量与检定、试验质量的控制、抄表系统建设与运行、后备系统的建设与灾后接管等；另一方面，计量服务的集中化可以确保行政区域内电力用户、售电公司、电力交易机构等市场主体接收到相同准确和可靠的表计计量数据，形成统一的数据信息传输标准，避免由于售电公司与电网企业关联而产生的不公平竞争，同时也更有利于政府部门的监管。

3.2 电能计量技术同“动态价格”和“用户参与”的融合

分析国外成熟竞争性电力市场运行效果，电力用户往往根据动态电价来选择不同购电与用电行为的方式参与到电力系统的运行与管理中[8]。竞争性电力市场背景下，电能计量技术将围绕适应计费方式、结算周期的多样化和实现用户参与的目标发展，被赋予更多的功能角色。

3.2.1 电能计量技术与动态电价

随着售电公司数量的增加与竞争的加剧，电力用户的电能计费方式、计费周期会呈现出多样化趋势，电价从常数电价、分时电价向实时动态电价转变，计费周期也将达到分钟级。当前的电能表只能满足常数电价、分时电价以及小时级计费周期，无法满足未来应用需求，需要从电能表设计理念、硬件配置、软件功能等方面进行系统化升级。设计理念方面，未来电能表计量部分与非计量部分需要分离[9]，前者确保计量的准确可靠，后者实现计费方式设置及表计通信等其他功能；硬件配置方面，未来电能表需要信息存储与处理能力更强的芯片，提升内部数据信息存储容量与计算能力，满足相对长时间的基于分钟级计量、负荷等数据的有效存储和复杂计算；功能方面，电能表的功能会被重新梳理与定义，灵活响应电价、软件远程下载等新增功能需求将会在电能表中得到体现。

3.2.2 电能计量技术与用户参与

网络化是电能计量技术未来发展的另一个方向，具备快速、高效、安全的双向通信和及时、精准的负荷控制功能的电能表是实现用户参与电力市场运行的重要载体。电能表内置的通信模块具备上行通道的双向通信功能。售电公司可以通过电能表将实时电价、电费及需求响应等信息通知用户，方便用户提前安排用电计划，改变用电方式，参与电网的调峰调谷。电能表同时作为连接用户各用电负荷的智能网关，具备下行与用电设备通信控制的功能，根据实时电价信息，通过主动人工智能或被动接受人为设置命令的形式实现对用电设备的启停。对于具备自发电能力、储能设备或具备再生分布式电源接入的用户，还可以控制发电设备运行投切，实现用户自身发电量与购电量的合理分配。

3.3 用电计量大数据的应用

竞争性电力市场背景下，电网公司、售电公司的业务将由过去计划驱动、业务流程驱动的模式变革为由客户需求驱动、财务利润驱动、数据驱动的模式。用电计量数据是业务数据驱动的重要源头，因此围绕能源交易、能源运营领域进行大量的数据挖掘、分析和再利用显得尤为重要，可直接为电网企业、售电公司带来效益，例如：将用电计量大数据分析应用于配电网络中配电变压器负载特性分析、配电变压器重过载预警以及配电网故障的实时监控等环节，可提升整个配电网络的安全运行水平[10]；将用电计量大数据分析应用于售电公司用户负载特性分析、负荷预测等方面，可以准确掌握用户及其所在行业用电行为、负荷变化规律，数据分析结论可以直接应用于电力用户的竞争、现货交易成本的控制等业务中。

4 竞争性电力市场下电能计量的相关问题

竞争性电力市场将促进电能计量专业的发展，但其间也会遇到问题需要及时应对、解决。

（1）用户的计量数据，某种程度上属于涉及商业秘密或个人隐私的保密信息，甚至属于国家机密，譬如掌握重水工厂的用电计量数据就可以进一步推算国家核武器产量。因此，在竞争性电力市场中应考虑如何在有限范围内有条件、安全地公开用户计量数据。

（2）电能计量专业需要解决降低计量服务自身的成本与计量设备性能功能、可靠性升级需求之间的矛盾，合理分析电网企业、售电公司等市场主体电能计量设备与计量服务之间投入与获利的关系。

（3）随着电网企业盈利模式的转变，节能降耗将为电网企业带来效益的直接提升。应考虑电能计量如何围绕企业节能降耗工作，在提供准确的生产数据、提升设备运行效果等方面发挥作用。

5 结语

电能计量是电力市场中的重要环节，起着关键的作用。新电改对现有电能计量专业业务、技术、管理等方面提出了新的挑战。针对计量服务集中化、电能计量技术同“动态电价”和“用户参与”的融合以及用电计量大数据应用等方面，阐述了对电能计量专业发展趋势的思考，并指出需进一步解决的问题。下阶段将收集各地电力市场建设、电网企业与售电公司实际运行过程中电能计量的实际问题、实际案例进行分析，开展针对性研究。

[1]国家发展改革委体改司.电力体制改革解读[M].北京∶人民出版社，2015.

[2]井志忠.从垄断到竞争—日美欧电力市场化改革的比较研究[M].北京：商务印书馆，2009.

[3]胡瑛俊，姚力，吴幸，等.智能电能表主要故障分析与对策[J].浙江电力，2015，34（3）∶23-26.

[4]范卓霞，杨草田.基于SOC方案的电能表日计时误差控制研究[J].浙江电力，2014，33（5）∶33-36.

[5]赵豫，于尔铿.电力零售市场研究（四）电力零售市场与计量系统[J].电力系统自动化，2003，27（12）∶25-27.

[6]张建府.国外典型电力批发市场模式比较及启示[J].中外能源，2016（4）∶9-13.

[7]赵欣，高山.美国电力市场中的需求响应与高级计量[J].电力需求侧管理，2007，9（4）∶68-71.

[8]PETER FOX-PENNER.智能电力—应对气候变化，智能电网和电力工业的未来[M]，张义斌，张瀚，等译.北京：中国电力出版社，2012.

[9]朱中文，王磊，黄洪涛，等.OMIL IR46电能表国际建议修订中的新动向[J].计量技术，2011（12）∶14-17.

[10]郑海雁，金农，季聪，等.电力用户用电数据分析技术及典型场景应用[J].电网技术，2015，39（11）∶3147-3152.

（本文编辑：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

韩霄汉（1962），男，高级工程师，从事电能计量管理工作。