電力能效統籌的市場交易體系及保障機制研究

鮑潔 任博強 王中榮 林曄 暢雅迪

[摘 要]以電力能效統籌為目標，建立電力市場交易體系，并提出相應的保障機制，對于提升能源利用率和提高整個電力系統的工作水平都有重要意義。文章以對電力能效統籌概念的深入分析為基礎，探討了如何建立電力能效統籌的市場交易體系，并對其持續改進以及保障機制的建立方式。

[關鍵詞]電力能效統籌;市場交易體系;保障機制

隨著科學技術水平的進步和人民生活水平的提高，現代社會對于電量的需求越發增大，因而國家對電力系統的生產與運行問題的重視程度日漸增高，加大了資源的投入力度，也提出了更高的要求：既要合理設計，保證線路的正常運轉，又要與國際接軌，推動自動化發展，同時要契合節能環保理念，做好安全措施并提升能源利用率。經過長久發展，我國電力系統已經取得很大進步，但在電力能效和市場管理方面仍然存在諸多問題，唯有認真研究現狀，才能夠從根本上提升電力能效統籌工作的水平，使市場秩序更加規范。

1 電力能效統籌的概念

所謂能效，與機械效率有著異曲同工之妙，在能源方面指的是能夠使人類獲取利益的能源與總消耗量，而從電力消費者的角度來看，它指的就是電力系統能夠為終端用戶提供的電能服務與消耗的能源總量之比。如今我國發電量已經達到一定水平，最常用的火力發電所消耗的煤和石油等燃料也逐漸下降，能夠趕得上發達國家的水平，然而，我國的能耗依然較低，能源利用率有待提升。要知道，火力發電所使用的都是一次性能源，近年來我國開采力度逐漸增大，它們含量逐漸減少且無法得到補充，勢必在不久的將來影響我國電力事業，因此我國必須采取有效措施提升電力能效。

而所謂統籌工作，顧名思義，便是進行統一的、基于全局的籌劃，具體來說便是以全部工序所需時間和資源為參數，明確各道工序間復雜而微妙的關系，從而得出反映各部分關系的圖像，并從關系圖中得到對全局有著較大影響的路線，從而對整個事務進行合理安排。電力能效統籌指的便是統一對影響電力系統能效的因素進行規劃和管理以及監督，它需要整個電力系統涉及的各個部門進行通力合作，在我國這個龐大的社會主義國家，這種工作才能夠順利進行。

中國節能協會常務理事莫志祿曾經提出：在2016年我國能耗水平比起20世紀80年代已經降低了七成左右，比起2000年也有三成以上的下降，然而我國消耗的能源絕大多數仍然是傳統的煤炭資源，燃燒熱較低，并且在燃燒時會產生大量污染性氣體，如氮硫氧化物，還遠遠達不到發達國家普遍進入的油氣時代水平，并且在我國仍然以煤炭為主要發電能源時，許多發達國家已經逐漸采用可再生能源代替一次性能源，此外，我國對于提升能效問題的重要性依然缺乏認識。目前，非化石能源消費在全世界的能源結構中占比不到1/5，在很長一段時間內，可再生能源都絕不可能代替化石能源，若是沒能做好能效統籌工作，就無法緩解溫室效應。而在電力系統中，唯有依靠提高能效和控制能源使用量，才能夠應對將來資源緊張問題，并實現國家制定的既定發展目標，因此電力能效統籌工作有著非凡的意義。

2 電力能效統籌的市場交易體系分析與改進措施

（1）建立信息化市場管理平臺。電力能效統籌工作的順利完成離不開運行機制的助力，為此，我國必須結合電力系統的實際情況，建立并完善一套運行機制，使電力系統的每個環節都能夠做到透明運行和實現自我調節。完善的市場機構，需要將價格信號和資金流通進行透明化，并實現市場信息共享，便于不同地區的市場之間進行協調，將物價和電價進行統一。此外，還能使市場主體根據共享信息，按照一定的規則來調整運行方向和決策。為此，電力系統各部門可以利用信息化技術，建立統一的網絡平臺。該平臺需要具備的功能有：

①資金管理。該系統需要具備根據市場實際情況，如燃料價格和場地費用等，并結合使用者的實際情況進行資金預算和給出最優方案的功能，電力系統相關的各個部門和企業等的資金管理都有不同的方法，該系統應當能夠根據對象的不同有針對性地進行運算;它還需兼有上報和審批功能，使得整個大市場中的成員都能夠在其中聯系上級或者下級部門，減少資金審批工序，提升效率，節約時間，從而降低管理成本。還要嚴格記錄資金去向和申請人、審批人，并妥善保管申請資金的憑據，將責任明確到人，方便在出現問題后進行追責。

②設備和能源管理功能。設備和能源的管理功能主要針對發電企業和送電部門，記錄和管理能效需要依據實際生產過程中的數據，如能源的購進情況和消耗速度，以及各種設備的品牌和效率等，該系統必須收錄以下信息：首先，發電和送電等企業單位中各種類型的機械設備的詳細信息，如發票和使用說明，還有各種發電器械的工作效率和能效數據，并具備智能對比功能，能夠分出設備的優劣;當設備出現老化和報廢等問題時，它需要自主更新統計信息，不可出現紕漏。其次，市場各類能源價格與品質等信息，還需綜合考慮各項消耗，并記錄企業購進的各類資源數目，實時監測發電時所消耗的能源并據此計算出能效，比較不同企業單位的電力能效，每隔一段時間都做出排名，呼吁名次靠后的企業和單位向先進者學習。最后，能源損耗信息，在發電廠、輸電線路等處都會存在能源損耗，會降低電力能源消費者角度的能效，也就是使得終端用戶所獲得的電能服務質量降低。提高能效的兩大方法便是減少能源損耗和增加單位數量能源的發電量，因此該系統應當據實記錄消耗的能源總量與終端獲得的電能，從而計算出能源損耗，便于人們發現浪費能源最多的環節并作出改進，以提升能效。

③市場考核評價功能。該系統要錄入市場中各個企業和單位的信息，并對其行為和能效作出準確記錄，形成單獨的檔案，以供市場管理部門參考和進行宏觀調控。對于能效較高、成本較低、能源損耗較少的企業和單位，應當予以表揚，并給予適當的獎勵，請他們分享自己的經驗，讓其采取的有效方法迅速擴散和普及，從而大范圍地提升電力能效。

④信息共享功能。電力市場與其他市場相比更為龐大，它包括三個部分，即負責利用能源進行發電、為終端用戶輸送電能、使用電能，也就是發電、輸電與用電三個體系，它們緊密相連，不可分割。系統需要具備信息共享功能，除了方便企業單位之間分享經驗，還能夠使不同地區的電力市場之間能夠方便地進行交流，管理者可通過對比總結進行宏觀調控，提升整個市場的能效。最后，它要公開資金來源與去向，讓企業相關信息能夠被廣大同行看到，使各個企業單位之間形成內部監督體系，提升管理工作的透明度，減少在電力市場管理方面投入的人力資源。

（2）改善舊有的計算方法。電力系統潮流計算指的是在給定電力系統原件參數、符合參量等一定的相關條件下，計算電力系統中各個部分相關數據的一種計算方法，通常用來研究電力系統規劃與運行過程中提出的一系列問題，是電力系統規劃和運行工作的前提，同樣也是故障分析中的基礎。在編制年運行方式時，選擇潮流計算可以發現電網系統中的薄弱環節，以供調度員參考，并且據此對相關規劃部門提出有效的見解，為提高基建進度做出貢獻。在正常檢修與特殊運行方式下，進行潮流計算可幫助編制日運行方式，指導發電廠開機方式，調整方案，使之更加契合要求。在出現預想中的事故時，潮流計算可給出最優解決方案，并計算出設備退出運行時對于電力系統靜態安全的影響。另外潮流計算還可為繼電保護裝置等提供數據。

除此之外，電力系統的潮流計算能夠發現電網系統中的薄弱環節，還能通過二次計算得出各部分消耗的功率，從而得出某一特定時間段內電力系統產生和消耗的電能，再通過對所用資源的計算，便可得出能效，為市場交易提供依據。潮流計算始于20世紀中期，迄今已逾60年，經過不斷發展與完善，已經達到比較成熟的水平，但仍然存在一定的問題，如臨近多根與電壓在重負荷狀態下運行時的不穩定情況、牛頓潮流算法中的某些病態條件不收斂問題和得到的計算結果不精確的問題。因此，MATLAB的電力系統潮流計算應運而生。顧名思義，它指的是應用MATLAB軟件對給定的電力系統進行計算。該軟件功能強大、數據處理和計算的效率極高，但操作卻十分容易，使用起來很是方便。只要事先編輯好相應的程序，再將從系統參數計算的結果推算出的矩陣帶入其中，就能夠得到最終結果，完成潮流計算。該方法具有快捷簡便、節省內存和可靠收斂等優點，若是能夠深入推廣，必將大大減少迭代次數，使得計算過程的步驟變少，并且更為簡單，從而提升潮流計算速度和結果的可靠性，如此一來，就能夠減少市場交易中頻繁出現的數據不準確問題，為資金管理和運算提供更為可靠的數據，從而提高市場管理效率。

3 電力能效統籌交易市場保障機制分析

（1）電價的宏觀調控。電在如今乃是不可缺少的資源，如同水源、食物一般支撐著人們的生活工作，電價就如同古代糧食價格，關系到國計民生，必須引起重視。為保證電價公正合理，應當采用的方法為分時電價調節法。它的含義為供電和輸電公司根據居民用電情況繪制圖表，從中找出用電峰谷期，并進行電價的分析與適當調整，小幅升高高峰期價格和降低低谷期價格，使得居民能夠在不影響工作和生活的前提下自覺隨之調整用電時間，緩解供電部門的壓力，盡量使得用電情況變得平均和緩。

這種方法能夠提升用戶終端的用電效率并優化資源配置，最重要的是，可以防止供電不足時消耗大量能源進行緊急發電從而降低能效，也可以防止供電過剩造成的浪費，讓電力市場運行更為平穩。

（2）改善市場管理模式，增加中間方。在過去的管理模式中，發電、輸電、用電三方都是由我國行政管理體系統一進行管理，然而政府人員數量有限，這三方之間又互相存在關聯，政府想要管理如此龐大的交易市場實在是力不從心。為了解決這一問題，可在政府與市場之間再增添一個中間方，它負責對市場的直接監管，包括對資金來源去向的審查核實、對能效的計算、對能源利用率的考察等，每隔一定時間它就將數據如實上報給政府部門，由政府部門進行二次審查管理，如此一來，增加了數據核查次數，可保證數據的可靠性與真實性，督促電力市場中各個部分兢兢業業地完成工作，而政府有了固定的數據來源，也不必對發電、輸電和用電三方進行逐一管理，節省了政府的人力資源，而且新行業的誕生必將帶來一定量的就業崗位，政府可以根據當地人才市場的實際情況確定錄用標準，促進經濟發展的同時也能夠掀起學習熱潮，可謂一舉多得。

4 結語

目前我國電力能效仍然不能趕上發達國家的水平，并且電力市場中也存在諸多現實問題，電力系統關乎國計民生，必須采取相應的手段提升能效，實現可持續發展。

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