电力改革背景下 电能质量问题该如何解决？
摘要：随着电力改革步伐的快速推进，售电公司云起，如何在真正的电力市场形成之前建立核心竞争力成为售电公司关注的焦点。成熟的电力市场中，电力作为一种产品，其产品竞争力体现在价格、质量和服务三个方面。本次交流就电力改革背景下的电能质量问题，与大家进行分享。
话题背景
2015年，国家能源局、国家发改委印发了一系列电改的相关文件，这些文件最根本的就是向社会资本有序地放开配售电业务。政策刚发布的时候，业内大多数人并没有摸清楚要怎么参与，不管是发电企业还是原来的电网公司，或者社会资本小公司，都认为要先占领一席之地，于是就成立了很多配售电公司。
个人理解认为，所谓的向社会资本放开配售电业务指的是向大资本、或者拥有一定资源的对象，真正能做起来，并且做大做强的也就是这类型的企业，但是这并不意味着民营资本没有机会参与，因为整个配售电市场放开之后，会带来很多附加服务，这是所有人都可以参与的一个领域。
1、能源服务公司典型模式
对于电力改革后的市场参与者，个人觉得叫能源服务公司更合适一点，因为未来针对工业园区、商业园区或者住宅园区提供的服务一定是综合能源服务。综合能源服务商的主要业务有以下几点：
负荷归集
为用户提供用电优化
分布式能源建设
用电服务
用电服务这里简单罗列了四点：
四联收水电燃气：服务的边际成本接近零
托管、维修：线上请求+线下服务，增加用户粘性
差异化服务：针对特定用户设计特定的能源服务方案
需求侧响应：集合用电户负荷签订协议统一参与需求侧响应
2、能源服务公司的竞争力
在能源服务市场或者电力市场上，电力作为一种产品，毫无疑问的包括了这三种元素：服务、价格和质量。
服务方面目前电网企业已经做得很好了，尤其是针对一些大用户或者大的综合体，或者一些比较重要的政治用户。
在电改之前，还没有进入电力市场的时候，价格都是由发改委统一定价的，基本上没有讨价还价的空间。电力市场建立以后，购电体量达到一定规模就可以和发电企业讲价，也可以跟用户讲价，或者用户侧这边可以将增值服务包含在电价之内。
质量相对来讲是一个比较宽泛的概念，不单纯是供电质量，还包括服务质量、对用户诉求的响应等。这里就电能质量这一块来进行讨论。
一、电能质量问题解读
1、电能质量的定义和特点
狭义
从学术角度，即狭义上来讲，电能质量问题主要包含以下几种：
电压暂升/降
谐波
电压波动和闪变
三相不平衡
短时中断
频率偏差
电压的暂升/降可以理解为供电电压在短时间内升高或降低;电压波动和闪变最直观的理解就是当电压波动或者闪变的时候白炽灯会闪。当然电能质量里面还包括电压、电流等方面的问题。
广义
从能源服务或者电力服务的角度讲，电能质量的定义更为广阔，这里简单分为以下四类：
电压质量：包括电压偏差、电压频率偏差、电压不平衡、电压瞬变现象、电压波动与闪变、电压暂降(暂升)与中断、电压谐波、电压陷波、欠电压、过电压等问题。
电流质量：电流质量与电压质量密切相关。电流质量包括电流谐波、间谐波或次谐波、电流相位超前或滞后、噪声等。
供电质量：包括技术含义(电压质量和供电可靠性)和非技术含义(供电部门对用户投诉与抱怨的反应速度和电力价目的透明度等)，目前电网公司在用户服务这块的业务已经做得很好了，但是因为现有的电力体制或者现有电网公司的运行机制和现有的用电政策可能会带来一定的局限性，有些业务并不是电网公司不想去做，而是一方面没有政策依据，另外一方面在投入这块也师出无名。
用电质量：真正的电能质量是用电和供电共同构成的。用电质量也包括技术含义和非技术含义。技术含义方面，对用户来讲，用电设备是否会导致一些电能质量问题，例如是否会向电网注入谐波，是否会无功超标等，目前电网公司对这两块都是有定义的，也有相关的管理措施，不管是无功超标还是谐波超标都会进行罚款。用电质量的非技术含义就是用户本身对电能质量问题的理解，例如在电能质量问题发生的时候设备的一些特性等，这些用户都应该有一定的了解，但是真正了解的用户其实并不多。
2、电能质量问题的特点
电能质量问题有着自身的一些特点：
电力系统里的电能质量始终处在动态变化中，这取决于：(1)电力系统的潮流本身就是在不停变化的;(2)大部分用户行为对于电力系统来讲是随机的。
电力系统是个整体，其电能质量状况是电网、用户、电厂共同作用的结果，相互影响。电能不易储存，其生产、输送、分配和转换直至消耗几乎是同时进行的。
电能质量扰动具有潜在危害性与广泛传播性。危害性主要是针对用户侧来讲，电能质量问题会给用户带来经济上、身体上甚至政治上的危害。电网是一个整体，在一个点发生的电能质量问题会影响一个较大的范围，这就是电能质量的广泛传播性。
有些情况下用户是保证电能质量的主体部分，特别是在现代工业条件下尤其明显，因为现代工业中大量采用直流负荷，这些负荷是非线性的，会往电网注入谐波、无功等，这就导致了一些电能质量问题。
对电力系统的电能质量指标进行综合评估非常困难，主要体现在：电能质量事件，尤其是电压暂升/降，电压短时中断，这些都有很大的随机性，而且是不可避免的，评估特定区域的电能质量情况其实是非常困难的，目前主要是利用大数据技术，对历史数据进行挖掘，得出一些参考量来进行评估，但是因为地区的差异性，即使利用了大数据也会有一些困难存在。
控制和管理电力系统电能质量是一项系统工程，这跟电能质量的起因和传播特性等因素息息相关，单纯考虑一个方面得出的管理思路是不成熟的。
3、电能质量问题的影响
电能质量的危害比较大，主要体现在以下四个方面：
人身安全：首先有可能造成人身安全方面的危害，例如在举办大型活动的时候发生了电压暂降事件，又没有相应的应对措施，就有可能导致照明出现问题，继而造成恐慌、踩踏等群体性事件。对于像医院这样的特殊用户来说，如果在手术中发生了断电，对患者则是致命的。
电网安全：电压暂降、三相不平衡或者无功超标等这些都会对电网安全造成一定的损害。
经济损失：例如2016年变压器着火事件，三星变压器厂宣称统计的损失高达20亿美金。
政治影响：例如像奥运会或者重要会议举行的时候发生供电中断或者电力事故，都会带来严重的政治影响。
二、用户对电能质量的差异化需求
1、设备对电能质量问题的敏感度(以电压暂降为例)
以电压暂降为例是因为电压暂降是电能质量问题中最严重的，也是造成损失最大的一类事件。
计算机或者电力电子类设备对电能质量比较敏感，因为这些方面的应用非常广泛，所以国际上和国内都有人对此进行专门的研究。
照明设备以钠灯为例，当电压幅值低于66%-84%，持续时间超过5-400ms的时候，钠灯就会熄灭，熄灭之后几十分钟甚至半个小时之内是无法启动的，这造成的影响就比较大，因为钠灯经常用于大型场馆、会议中心等地方，失去照明很有可能就会造成踩踏恐慌等事件。
再有就是医疗设备，越高精尖的医疗设备对电能质量的要求越高。
2、用户对电能质量问题的敏感度(以电压暂降为例)
演出/体育场馆主要是灯具、安保、安防等方面对电能质量问题比较敏感。
数据中心属于最重要的负荷，一般都配备有UPS等电力保障设备，但是也有万一。例如2016年雨季的时候北京亦庄的一家数据公司发生了一次停电，这次停电直接导致像平安保险等数据服务停滞了半天时间，幸运的是数据有备份，没有丢失。
通讯业跟数据中心类似，一方面可能对数据造成损失，另外一方面可能造成通讯中断，如果在特定区域内出现电能质量问题导致供电中断，可能整个区域的通讯都会受到影响。
3、电能质量问题的损失(以电压暂降为例)
如果电能质量出现问题只是损坏了一只灯泡，这种情况大家一般都不会在意，真正在意的是电能质量问题给企业、用户带来了较大的损失。上面的表格是国外同行总结出来的，当然也不是非常准确，个别案例会比表格里面的损失多得多，有些可能还达不到这个损失。这里主要统计了纺织行业、塑料行业、玻璃加工行业、造纸业、钢铁企业还有半导体制造行业等，半导体制造行业对电能质量问题最为关注，因为电能质量对这个行业的损失最大。
4、用户分级
因为不同用户对电能质量的需求不同，所以用户分级对电能质量服务来讲很重要。上述表格将用户分为：CP-AAA、CP-AA、CP-A、不间断供电四类，不是很精确，但是大致可以说明问题。
三、电力市场化后的电能质量服务
电力市场化对电能质量服务来说既是机遇也是挑战。
机遇主要体现在以下几个方面：
通过优质的差异化的电能质量服务提高能源服务企业的市场竞争力。
电能质量服务对企业来讲并不单纯是成本支出，还可以为企业带来服务利润。随着市场化的推进，市场越来越规范，服务一定是能带来利润的，而且服务的附加利润占比会很高。
对于有上下游行业的能源服务商来讲，可以为电能质量解决方案、设备等附加产业带来机遇。
挑战主要也有以下三个方面：
对于电能质量的监控必须以终端或者互联网技术为依托，这会给企业带来成本上的支出;监控数据的公正性和可信性要在用户和企业之间达成共识也有一定的难度，虽然标准有了，但是在监控体系推进的过程中还有很大的难度。
电能质量问题的治理必定会带来成本问题，这也是电能质量需要解决的问题。
对于成熟的电力市场来讲，一定是服务和管理兼具的，对用户来讲，不单要接受服务，也要接受管理，因为电网是一个网络，一个用户的问题可能会给整个网络带来危害，所以监控、治理、管理是电能质量服务最大的挑战。
1、电能质量服务于管理
这里简单整理了电能质量服务的组成结构。服务方面最基础的就是优质供电，如果考虑分级服务的话，优质供电也会有所区分，例如典型的法国电力市场，是按照电力等级服务进行颜色区分的。分级监控非常重要，如果没有监控的基础数据也就谈不上服务。解决方案是针对服务对象的，市场化形成以后会有优电优价，需要从电网企业或者能源服务企业开始解决电能质量问题。
管理方面首先是用户设备的电能质量污染评估，因为电能质量问题除了电网本身的问题之外，更多的是用户设备带来的问题，对用户设备进行电能质量污染评估，可以统筹的考虑配电网架结构的运行方式。这里的分级监控跟服务里面的分级监控是一个概念，即要有一个公平、公正、可信的数据来源。再有就是规范用户的用电行为，以新加坡为例，新加坡的电能质量是国际上公认的最好的电能质量，他们对用户的电能质量管理非常简单，即谁出问题谁来负责，而且他们有非常完善的用电的法律法规，对大家的责权利区分的很清楚。
2、电能质量的服务目标
对于能源服务行业来说，电能质量的服务目标主要有两个方面：一是能跟用户达成合作关系，因为电能质量问题是由电网企业和用户一起解决的问题，单方面解决没办法达到最高效，而且还会带来管理、运营上的风险。二是共赢，即通过电能质量服务给用户带来经济利益，给能源服务企业带来收益，而且理论上来讲，在成熟的电力市场体系下，这部分收益应该占能源服务企业收益的很大比例。
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