澳大利亚国家电力市场计量机制及启示

陈清贵，王帮灿，丁文娇

（昆明电力交易中心有限责任公司，昆明 650011）

0 前言

电能计量是指测量并记录发电量、供电量、厂用电量、线损电量和用户用电量的过程[1]。在电力系统中，发电企业依据计量数据获得向市场提供电力、电量等服务的报酬；供电企业依据计量数据计算线损等输配电网络重要指标；电力用户依据计量数据对所用电量进行付费，因此电能计量在电力系统中至关重要。在现货市场中，电能计量要能够为市场参与者提供市场交易的决策依据，为现货反映的电能量分时段价值提供数据支撑，并满足现货结算的高频次、高准确率要求。为了稳妥推进我国现货市场建设，需参考国外成熟电力现货市场的计量机制，提出中国的电力现货市场计量机制相关参考建议。

目前，我国对电力计量的研究主要针对计量故障管理，提升计量工作[2-5]。电力计量标准化的核心工作是标准的实施，而要保证标准的顺利实施,就必须具备强有力的组织保证以及一套有效的运作方式，即电力计量标准化运行机制[6-7]，随着我国电力体制改革的不断深化，零售竞争市场也将逐渐形成，开展电力零售竞争对用户电能计量提出了新要求，零售市场应该是一个计量完全自动化的系统[8]。近年来，我国积极推进电力现货市场建设，现货市场通常专指商品即时物理交割的实时市场[9]，而电力现货市场发挥了市场价格形成的功能，可真实反映电力商品短期供需关系和时空价值，为有效的投资和发展提供真实的价格信号[10]，现货市场的结算时段与目前的按月结算存在较大差异，因此需要积极研究适应电力现货市场的计量机制。

本文首先简述澳大利亚国家电力市场运行过程，并对澳大利亚国家电力市场计量模型进行梳理。其次，对澳大利亚国家电力市场计量装置、关键计量点、差异结算机制、计量组织架构等进行研究。最后，本文对澳大利亚国家电力现货市场计量机制进行提炼，并提出中国现货市场计量机制的相关参考建议。

1 国家电力市场概况

1.1 国家电力市场运行

澳大利亚国家电力市场（NEM）由电能量市场、辅助服务市场、电力金融市场组成，其中电能量市场采用的是批发现货交易的电力库模式；辅助服务市场中调频参与电能量市场出清，而调压、备用等辅助服务由澳大利亚能源市场运营者（AEMO）通过合约获取；电力金融市场是参与者锁定未来现货价格的重要方式，由澳大利亚证券交易所组织交易，AEMO并不参与，因为这些金融合约并不会影响电力系统的物理运行方式。

澳大利亚现货市场中，AEMO利用发电企业的投标报价，并根据电力需求预测确定的每个调度周期（5分钟）电力需求水平，得到每个发电企业的发电计划。在实时运行中，AEMO匹配每5分钟的电力供给与需求，形成每5分钟的动态价格信号，这个动态的价格信号可以指导市场参与者进行投标报价。

基于阻塞与负荷分布的情况，NEM分为5个价区，分别是：昆士兰、新南威尔士、维多利亚、南澳大利亚和塔斯马尼亚。每一个价区有唯一的区域参考节点，因此NEM有5个区域参考节点。基于AEMO每5分钟形成的每个区域的动态价格，AEMO以半小时为最小计费周期对实际电量进行结算，因此6个每5分钟的动态价格算数平均就是该最小计费周期的现货市场价格。鉴于此，NEM计量装置需要为结算提供至少以半小时为周期的计量数据。

1.2 NEM计量模型概述

NEM的计量类型可以简化为4种：发电与输电计量、批发客户计量、大型零售客户计量以及小型零售客户计量，NEM的简化计量模型如图1所示。

图1 NEM简化计量模型

发电与输电计量是测量并记录输电网络中较大的电能量流入和流出，因为这些计量数据被AEMO用于进行批发结算，所以必须保证准确。批发客户计量是测量并记录电解铝、矿场和其他用电量较大的大工业用户用电量，计量点设置在批发客户与高电压等级的输电线路之间，与NEM结算价格相对应，这些计量数据需要至少每30分钟采集一次。大型零售客户计量是测量并记录工厂、大型超市、大型办公场所以及医院等用电量较大，通过与零售商约定现货价格联动的零售合同购买电力的用户，这些计量数据也必须至少每30分钟采集一次，且这些计量数据可以有效指导大客户进行负荷管理。小型零售客户计量是测量并记录家庭、学校和小型商场用户用电量，这些用户通过与零售商签订固定价格零售套餐来购买电力。

2 NEM计量机制

2.1 NEM国家计量标志符及计量装置

为了准确识别每种连接节点，并安装相适应的计量装置，NEM设置了国家计量标志符。国家计量标志符运用于整个市场中，对发电、输电、配电、批发和家庭客户等特定的连接节点进行识别，国家计量标志符由NEM中的网络服务提供商提供。

为了满足NEM对不同计量的需求，并且尽可能高效地提供计量服务。NEM目前主要运用了7种类型的计量装置，各种计量装置的运用场景如图2所示。不同类型计量装置在物理规格、维护和管理的系统方面各不相同。

类型1、2、3、4的计量装置运用于NEM中电力输送量较大的区域。主要计量输电网络中发电企业向批发客户、配电网络服务商和电力客户提供的电量。

类型5、6的计量装置运用于测量家庭、小型企业和年用电量较小的商业区域。类型5的计量装置一般用于商业用户，而类型6的计量装置一般用于家庭用户。类型4s计量装置与类型5计量装置相似，但类型4s的计量具有远程抄表的功能。

图2 NEM各计量装置运用场景简图

类型7的计量装置是一种“虚拟”计量装置，是指通过算法计算电量。仅用于计算街道路灯、某些区域的交通信号灯等，这些负荷的计量是不经济、不实际的，因此根据额定功率、路灯开启与关闭时间（与日出、日落时间相关）、街道等数量来进行电量计算。这样即使实际并未安装类型7的计量装置，仍然可以利用算法来计量这些负荷。不同类型计量装置的抄表周期及抄表方式如表1所示。

表1 NEM不同类型计量装置对比

2.2 NEM关键计量点

在NEM批发市场中，有三个关键的计量点：发电企业计量点、批发客户计量点和输电节点。

发电企业计量点需要准确计量发电企业的电量，以确保其准确获得报酬；批发客户计量点计量使得客户可以按照现货价格从电力现货市场购买电能；输电节点的计量可以实现对通过该输电节点购买电力的零售商计费。

为了实现NEM零售市场的完全竞争，使得客户可以自由选择零售商，当客户从一个零售商转移到另一个零售商时，需要考虑相关损耗，并将客户的电量从原零售商扣减，并计入到新零售商的计费中去，如图3所示。

图3 NEM完全竞争的零售市场计量模式

图4 NEM网络批发节点一天的电量曲线

2.3 NEM差异结算

NEM的结算是按周进行的，电能是按30分钟进行交易的，因此为了结算，必须提供至少每30分钟的计量数据。然而，在NEM中存在大量不能够按30分钟测量并记录电量的类型6计量装置，为了传递现货市场不同时段电能价格信号，使得结算更加合理，AEMO运用了净负荷曲线的方式转换这些未按30分钟测量的电量曲线，并基于此进行“差异结算”。

图5 NEM网络批发节点中扣减计量采集数据的剩余负荷曲线

图6 NEM网络批发节点受控负荷曲线

图7 NEM网络批发节点中最终净负荷曲线

针对一个输电节点一天24小时，按照30分钟测量间隔（48个点）的电能消费曲线，如图4所示。

首先，扣减按30分钟间隔测量到的计量数据及类型7计量装置的电量计算数据。净负荷曲线是不具备按30分钟测量间隔的电能消费计量数据，类型1、2、3、4、4s、5计量装置测量每30分钟的电能消费量是已知的，类型7计量装置每30分钟的电能消费可以通过计算得到，因此扣减掉这些类型的计量数据即可将未按30分钟采集的电能量转化为可用于结算的电能量数据，如图5所示。

其次，如果存在受控负荷，还需要扣减受控负荷曲线。受控负荷是指供热或储能等可以由配电网络服务商控制的用电负荷，如图6所示。

最后，扣减掉所有可按30分钟时间间隔确定的电量曲线后，就可得到其他未按30分钟时间间隔计量的电量曲线，净负荷曲线为NEM提供了透明、准确的结算基础数据，如图7所示。

2.4 NEM计量组织架构

为了保证计量的高效实施，NEM设置了特定的主体对计量工作进行管理，相应的计量运营主体主要有：当地网络服务提供商、计量协调者、计量装置提供者和计量数据提供者，各主体在计量中的职责如表2所示。

表2 NEM计量管理者职责

2.5 NEM计量与结算协调

2.5.1 计量数据准确性

计量数据是进行结算的基础，NEM中计量数据提供者必须保证计量数据的准确性。为了提供准确结算数据，计量数据提供者需要采取如下措施：

1）向AEMO的结算提供至少98%的计量仪表数据；

2）最多允许2%的替代数据。如果无法从计量仪表获得真实的计量数据，那么计量数据提供者可以按照AEMO设置的数据替代规则来尽可能提高替代数据的合理性。

2.5.2 计量数据与结算协调

计量数据是结算的基础，AEMO的结算日程与计量数据提供的准确性、及时性密切相关，AEMO每一个结算周期的结算阶段有四次：预结算、最终结算、结算修正1、结算修正2。AEMO结算日程如图8所示。

图8 AEMO计量与结算日程

1）预结算阶段：预结算在交易周结束后的第5个工作日，这时类型5、6计量装置只能读取到月度或者季度的数据，因此预结算阶段有大量的估算计量数据。

2）最终结算阶段：在交易周结束后的第18个工作日进行最终结算，在第20个工作日发布结算账单，并进行资金收付，最终结算阶段将对净负荷曲线进行冻结。

3）结算修正1阶段：在交易周结束后的第20周左右，基于最新的计量数据，进行一次结算修正。

4）结算修正2阶段：结算修正2是最后一个结算阶段，发生在交易周结束后的第30周左右，该阶段对发现的任何异常进行最后清算。

AEMO结算日程及结算阶段的设计与计量数据的获取密切相关，计量机制与结算日程是一个有机整体，需要进行全局设计。

3 NEM计量机制的启示

随着我国电力现货市场建设的快速推进，适应电力现货市场的计量机制尤为重要。澳大利亚电力现货市场计量机制对于我国现货市场建立具有一定的参考、借鉴意义，具体分析如下：

1）电力现货市场的建设，需要同步考虑相适应的计量机制。电力现货市场主要目标是发现电力时间、空间价值，与现货结算周期相匹配的计量数据是现货市场有效运行的重要支撑。因此，我国在电力现货市场建设过程中，需要基于各省份计量现状、现货规则，同步设计相适应的计量机制。

2）电力现货市场计量需要考虑未来电力零售市场的发展需要。随着我国发用电计划的有序放开，大量的中小用户将具备进入电力零售市场的资格，现货市场的计量设计需要能够满足电力用户自由选择售电公司的目标。

3）在我国现货市场建设初期，可适当参考澳大利亚电力市场净负荷曲线的“差异结算”模式。为向不具备电力现货计量时间间隔的用户提供公开、透明的结算依据，传递电力现货市场价格信号，并平稳过渡到电力现货市场，初期部分用户结算可考虑使用澳大利亚净负荷曲线的“差异结算”模式。

4）电力现货市场计量工作的有序开展，离不开职责分工明确的计量组织架构。澳大利亚电力现货市场平稳、有序运行，得益于规范的计量管理组织架构。计量管理主体各司其职，有效保障了计量数据的及时性、准确性，我国在电力现货计量工作组织中，需要明确各计量实施主体的职责。

4 结束语

综上所述，分析了澳大利亚国家电力市场计量机制，通过对澳大利亚电力市场中计量模型、计量装置选择、关键计量点、净负荷曲线的差异结算、计量管理组织架构等进行了分析，总结了澳大利亚国家电力市场计量机制与结算的协调，并提出了澳大利亚电力市场计量机制对中国现货市场计量机制的参考。然而，电力现货市场中由于某些客观原因，计量数据常存在一定的缺采漏采的情况，下一步，需要对现货计量中电能量数据的缺采、漏采进行合理的拟合及替代规则研究。