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综观|英国售电市场是如何计量与结算的?

北极星输配电网  来源:中国能源报  作者:张粒子 张洪  2017/11/15 8:30:49  我要投稿  

北极星输配电网讯:作为我国新一轮电力体制改革的重要内容,售电市场的逐步放开引起了广泛关注,并得到了迅速发展,与此同时众多售电公司也暴露出同质化竞争严重等问题。随着未来改革进一步深化,建立现货电力市场、分时电价也将应运而生。如果对所有电力用户都换装分时计量的智能电表,成本巨大,会造成用户电费上涨。英国经验表明:仅使用11万块智能电表,即可在现货批发市场和零售市场均放开竞争的情况下,满足全国3000万用户的计量结算需要。

一、智能电表覆盖率仅为0.4%

英国是世界上最早在发售电两侧推进电力市场改革的国家,目前英格兰和威尔士地区的所有电力用户都已可以自由选择和更换售电商。英国目前一共有近3000万电力用户,我国山东、江苏等一些电力大省的电力用户数量也超过了3000万。

从垂直一体化的电力体制发展到售电市场全面放开,英国最开始仅放开大工业用户,4年后放开一般工商业用户,直到第8年才放开所有居民用户。在售电市场开放前,所有用户的电量计量和电费结算均由改革前的12个区域性电力局负责。开放之后,英国在电量计量和电费结算方面遇到一些困难,集中体现在英国智能计量装置的渗透率较低。据2016年统计数据,在英国近3000万电力用户中,仅约有11万户实现了半小时计量,不到全部用户数量的0.4%。这些用户以用电量较大的工商业用户为主,虽然数量较少,但用电量占到43%。在售电市场开放的初始阶段,进入市场的都是大工业用户,计量结算矛盾并不突出。

1998年,英国电力零售市场全面开放,很多中小用户,尤其居民用户也可以自由选择和更换售电商,因此市场化用户中非半小时计量条件的用户越来越多,达到2950万户,其中有相当大比例还需要通过传统人工抄表方式获取用电量数据。然而,出于成本等因素,英国人工抄表的频率往往是三个月一次,部分地区甚至要六个月,因此这些用户的电量数据在计量和结算过程中均缺乏时效性。如果用户在此期间更换了售电商,那么计量和结算数据可能会出现较大偏差。

我国从2009年开始大规模推广智能电表,近年来覆盖率稳步上升。公开数据显示,目前国家电网公司经营区内的智能电表覆盖率已达到80%,全国范围覆盖率也已达到70%以上。尽管如此,那些没有安装智能电表的用户,仍将面临上述问题。

二、售电结算机制

2001年3月,英国电力市场进入NETA模式后,在电量计量结算方面引入了平衡结算准则(简称BSC),对平衡机制和不平衡用电量结算方法作出规定。该准则要求所有电力公司都必须签订购售电合同,而其他市场主体可选择是否按BSC准则签订合同。根据BSC准则签订的合同,由英国国家电网公司的全资子公司ELEXON负责管理(该职能在我国由电网公司营销部门负责)。需要强调的是,尽管ELEXON与电网公司是隶属关系,但电网公司不得参与其日常运营、选派董事和重要决策等事务。ELEXON作为独立非盈利机构,收入主要来自电力行业的团体会费,资金账户与电网公司分设。截至目前,英国BSC准则的签约方已有353家,其中包括输电公司1家,发电企业96家,零售商129家,非物理交易者101家,配电运营商21家和跨国输电线路运营商5家。

针对售电市场上大量非半小时计量用户的计量数据需经较长时间才能陆续汇集到ELEXON的情况,ELEXON设计了五个阶段的结算对账机制,即在市场交易的16个工作日内完成初结算,且在后续一年半内进行四次对账。在每个对账阶段中,ELEXON会更新期间收到的部分用户的计量数据,从而计算出新的结算结果,并且启动相应的结算程序;如果该阶段的结算结果与上个阶段不一致,则需要对偏差部分进行调整。通过这种结算对账机制,ELEXON基于用户数据的更新对结算反复进行调整,且逐步提高非半小时计量用户准确结算的目标值,最终可以实现较为准确的计量和结算。一般而言,因采用了上述拟合方法,后续结算阶段所产生的偏差,与所进行的调整,在电费账单中的比例都是较低的。

此外,从ELEXON最终对账规定的用户计量准确目标值看,也并不追求100%的目标值,即便对半小时计量的用户也是如此。ELEXON设置的目标值是在数据准确性和统计成本之间的权衡结果,因为追求计量数据最终1-3%的准确性,需要付出巨大的成本和努力,然而对市场结算结果的调整却非常微小,降低了市场的整体效率。

三、初结算步骤

在仅有0.4%的智能电表覆盖率的情况下,英国如何解决其他2950万户非半小时计量用户的电量计量和电费结算呢?简单而言,就是通过安装智能电表用户的负荷曲线,推导出拟合系数,从而计算其他用户的负荷曲线,并提交系统实现初结算。此法既节约了大量安装智能电表投资,也减少了电力用户成本。

具体而言,ELEXON采用以下用户负荷曲线拟合方法,对非半小时计量用户的负荷曲线进行拟合,并且运用到初结算当中。

1、用户负荷特性分类

ELEXON根据负荷特性将所有用户分为8种类型,涵盖居民用户和非居民用户。其中,居民用户包括无限制的居民用户,和使用Economy7电价套餐(差别性电价套餐,使用基荷机组夜间提供的更便宜电力)的居民用户;非居民用户类型较为复杂,包括无限制的非居民用户、使用Economy7电价套餐的非居民用户和限制了最大负荷的非居民用户,后者根据高峰负荷因子(在某一时间段内某用户的平均负荷与该用户最大负荷的百分比)水平又细分为4种类型,各类用户的负荷特性均存在较大区别。

2、选取用户样本,进行数据分析

在权衡考虑样本数据采集成本和样本数据准确度之后,ELEXON会确定出每种用户类型的样本数量,并采用更细的颗粒度随机选取样本。选定样本用户后,售电商需要招募这些用户同意成为数据样本,安装半小时计量装置,进行数据采集;如果用户招募不成功或原有用户退出样本,则需要在该地区同类型用户中选取补充样本。

在成功采集到半小时计量用户样本用电需求数据后,通过数据校核、分组、制定权重、加权平均等步骤,整理形成衡量用户一年中每半小时用电情况的数据,再结合气温、日落时间、工作日等变量,采用计量回归模型,估算每个结算周期所采用的拟合系数。在上述数据整理中,ELEXON将用户需求数据分成春季、夏季、夏季高峰、秋季和冬季5个季节场景,以及工作日、周六和周日3个日场景,一共有15种组合。此外,考虑到包括公众法定假日在内的某些特定日期,负荷特性会与其他时间不同,需要对这些特殊日期的拟合系数另外进行估算。

在估算得到拟合系数后,ELEXON会比较和评估上述回归分析的拟合效果。评估之后会将上述分析和验证结果提交给售电商电量分配机构,后者将决定这些拟合系数是否被采用,如被采用,将进入被称为“市场域数据”的中央资源库,用于下一个BSC年度结算数据的计算。

3、采用拟合系数进行初结算

根据拟合系数,ELEXON采用拟合系数评估方法,引入气温、日落时间等变量,计算得到每半个小时的区域预测户均用电量,并基于此计算每半个小时的负荷曲线系数。然后,结算系统就可将每个用户的年度用电量计算分配至一天中每半个小时的用电量,并以此数据进行初结算。

四、对中国的启示与建议

随着电力市场建设加速推进,尤其现货市场建立以后,电价灵活性特点会表现得越来越充分。大量安装智能电表固然能够满足未来分时计量的需求,但过度追求覆盖率将非常不经济。国内主要省份的电力用户都在1000万户以上,保守估计全国用户总量在4亿户以上,按照单块智能电表200元计算,实现全覆盖的成本将超过800亿元,远超2016年电力市场化交易释放的改革红利。

因此,建议我国在推广智能电表的同时,借鉴英国电力市场电费结算经验。在售电市场起步阶段,采用简化方法模拟未安装智能电表用户的负荷曲线,从而实现电力市场交易的准确电量计量和结算。此外,还需要考虑以下因素:现有智能电表的更换寿命一般是8年,从2009年开始计算,部分电表已经进入更替期,同时,随着相关技术标准的不断提高,部分电表可能已不能满足相关性能标准的要求。随着能源互联网技术的发展,以及分布式发电和需求侧资源的不断开发,电力系统对于智能电表作为基础设施的依赖会越来越强,智能电表未来的发展潜力巨大。但在电力现货市场运行初期,智能电表及其数据利用模式都尚处于探索过程中,过度追求智能电表覆盖率指标,可能并不是最优选择。

(张粒子系华北电力大学教授、校长助理;张洪系华北电力大学现代电力研究院讲师)

原标题:英国售电市场是如何计量与结算的?(英国电力市场考察研究(之三))

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