電力能效統(tǒng)籌市場交易體系及保障機制
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［摘要］以電力能效統(tǒng)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(tǒng)的工作水平都有重要意義。文章以對電力能效統(tǒng)籌概念的深入分析為基礎，探討了如何建立電力能效統(tǒng)籌的市場交易體系，并對其持續(xù)改進以及保障機制的建立方式。
［關鍵詞］電力能效統(tǒng)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(xiàn)代社會對于電量的需求越發(fā)增大，因而國家對電力系統(tǒng)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(fā)展，同時要契合節(jié)能環(huán)保理念，做好安全措施并提升能源利用率。經過長久發(fā)展，我國電力系統(tǒng)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(xiàn)狀，才能夠從根本上提升電力能效統(tǒng)籌工作的水平，使市場秩序更加規(guī)范。
1電力能效統(tǒng)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(tǒng)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(fā)電量已經達到一定水平，最常用的火力發(fā)電所消耗的煤和石油等燃料也逐漸下降，能夠趕得上發(fā)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(fā)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(yè)，因此我國必須采取有效措施提升電力能效。而所謂統(tǒng)籌工作，顧名思義，便是進行統(tǒng)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(shù)，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(tǒng)籌指的便是統(tǒng)一對影響電力系統(tǒng)能效的因素進行規(guī)劃和管理以及監(jiān)督，它需要整個電力系統(tǒng)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(jié)能協(xié)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(shù)仍然是傳統(tǒng)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(fā)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(fā)電能源時，許多發(fā)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(tǒng)籌工作，就無法緩解溫室效應。而在電力系統(tǒng)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(xiàn)國家制定的既定發(fā)展目標，因此電力能效統(tǒng)籌工作有著非凡的意義。
2電力能效統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)的實際情況，建立并完善一套運行機制，使電力系統(tǒng)的每個環(huán)節(jié)都能夠做到透明運行和實現(xiàn)自我調節(jié)。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(xiàn)市場信息共享，便于不同地區(qū)的市場之間進行協(xié)調，將物價和電價進行統(tǒng)一。此外，還能使市場主體根據(jù)共享信息，按照一定的規(guī)則來調整運行方向和決策。為此，電力系統(tǒng)各部門可以利用信息化技術，建立統(tǒng)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(tǒng)需要具備根據(jù)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(yōu)方案的功能，電力系統(tǒng)相關的各個部門和企業(yè)等的資金管理都有不同的方法，該系統(tǒng)應當能夠根據(jù)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(lián)系上級或者下級部門，減少資金審批工序，提升效率，節(jié)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(jù)，將責任明確到人，方便在出現(xiàn)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(fā)電企業(yè)和送電部門，記錄和管理能效需要依據(jù)實際生產過程中的數(shù)據(jù)，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(tǒng)必須收錄以下信息:首先，發(fā)電和送電等企業(yè)單位中各種類型的機械設備的詳細信息，如發(fā)票和使用說明，還有各種發(fā)電器械的工作效率和能效數(shù)據(jù)，并具備智能對比功能，能夠分出設備的優(yōu)劣;當設備出現(xiàn)老化和報廢等問題時，它需要自主更新統(tǒng)計信息，不可出現(xiàn)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(yè)購進的各類資源數(shù)目，實時監(jiān)測發(fā)電時所消耗的能源并據(jù)此計算出能效，比較不同企業(yè)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(yè)和單位向先進者學習。最后，能源損耗信息，在發(fā)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(shù)量能源的發(fā)電量，因此該系統(tǒng)應當據(jù)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(fā)現(xiàn)浪費能源最多的環(huán)節(jié)并作出改進，以提升能效。③市場考核評價功能。該系統(tǒng)要錄入市場中各個企業(yè)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(yè)和單位，應當予以表揚，并給予適當?shù)莫剟?，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(fā)電、為終端用戶輸送電能、使用電能，也就是發(fā)電、輸電與用電三個體系，它們緊密相連，不可分割。系統(tǒng)需要具備信息共享功能，除了方便企業(yè)單位之間分享經驗，還能夠使不同地區(qū)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(yè)相關信息能夠被廣大同行看到，使各個企業(yè)單位之間形成內部監(jiān)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(tǒng)潮流計算指的是在給定電力系統(tǒng)原件參數(shù)、符合參量等一定的相關條件下，計算電力系統(tǒng)中各個部分相關數(shù)據(jù)的一種計算方法，通常用來研究電力系統(tǒng)規(guī)劃與運行過程中提出的一系列問題，是電力系統(tǒng)規(guī)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(fā)現(xiàn)電網系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，以供調度員參考，并且據(jù)此對相關規(guī)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(fā)電廠開機方式，調整方案，使之更加契合要求。在出現(xiàn)預想中的事故時，潮流計算可給出最優(yōu)解決方案，并計算出設備退出運行時對于電力系統(tǒng)靜態(tài)安全的影響。
另外潮流計算還可為繼電保護裝置等提供數(shù)據(jù)。除此之外，電力系統(tǒng)的潮流計算能夠發(fā)現(xiàn)電網系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，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(tǒng)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(jù)。潮流計算始于20世紀中期，迄今已逾60年，經過不斷發(fā)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(tài)下運行時的不穩(wěn)定情況、牛頓潮流算法中的某些病態(tài)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(tǒng)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(tǒng)進行計算。該軟件功能強大、數(shù)據(jù)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(tǒng)參數(shù)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(jié)省內存和可靠收斂等優(yōu)點，若是能夠深入推廣，必將大大減少迭代次數(shù)，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(xiàn)的數(shù)據(jù)不準確問題，為資金管理和運算提供更為可靠的數(shù)據(jù)，從而提高市場管理效率。
3電力能效統(tǒng)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(jié)法。它的含義為供電和輸電公司根據(jù)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(yōu)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(fā)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(wěn)。(2)改善市場管理模式，增加中間方。在過去的管理模式中，發(fā)電、輸電、用電三方都是由我國行政管理體系統(tǒng)一進行管理，然而政府人員數(shù)量有限，這三方之間又互相存在關聯(lián)，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(jiān)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)核查次數(shù)，可保證數(shù)據(jù)的可靠性與真實性，督促電力市場中各個部分兢兢業(yè)業(yè)地完成工作，而政府有了固定的數(shù)據(jù)來源，也不必對發(fā)電、輸電和用電三方進行逐一管理，節(jié)省了政府的人力資源，而且新行業(yè)的誕生必將帶來一定量的就業(yè)崗位，政府可以根據(jù)當?shù)厝瞬攀袌龅膶嶋H情況確定錄用標準，促進經濟發(fā)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(fā)達國家的水平，并且電力市場中也存在諸多現(xiàn)實問題，電力系統(tǒng)關乎國計民生，必須采取相應的手段提升能效，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
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作者：鮑潔 任博強 王中榮 林曄 暢雅迪 單位：天津電力交易中心有限公司