【數據分析】能源互聯網、現貨市場及電力大數據的現狀與誤區

2017-10-10 11:25:42 電力人說　點擊量：評論 (0)

關于能源互聯網的宏觀分析作為世界制造和能源利用大國，我國能源的利用方式和效率決定了國家經濟的競爭力和可持續發展能力。與過去二十多年間經濟快速增長相伴的是，我國的一次能源消耗總量由2002年的15 9億噸標

電改進入深水區的阻力

隨著電改的推進，以及國內政治經濟形勢發展的逐漸明朗，用戶市場的啟蒙基本完成，利益博弈的基本格局逐漸明晰，電改進入深水區。電力市場改革遇到了來自于傳統壟斷企業的強大阻力，包括技術、思想和行動等各個方面。究其實質，是對能源管理民主化的抗拒。

什么是能源管理民主化?就是以市場化的方式組織能源產業鏈條的各個生產要素的生產、供應和消費，充分還原能源的商品屬性。在這個體系里，民主體現為在市場面前的平等權利，先進高效的技術和管理得以勝出。電力系統物理上的約束(如熱穩定、阻塞)僅作為邊界條件，而且可以市場化手段解決(如最優潮流、FTR);電力系統管理上的約束(如調度、交易、客戶服務)必須被充分去除管制，而且以市場化的方式重構。

為什么傳統寡頭壟斷企業可能會抵制電力市場改革?(此處忽略萬字……,謝絕跨省)

現貨市場帶來的數據挑戰

當下，各地電改在爭論和迷惘中進入年終盤點。在這多數市場主體或保持觀望或深陷戰場、各地都面臨電改下一步何去何從的關鍵當口，電力市場的系統化建設需求，逐漸從市場成員及其權責邊界、中長期市場和現貨市場的定位和發展、交易品種(交易周期、交易方式)、價格機制、發用電計劃及交易時序安排、安全校核及交易執行、偏差電量處理、輔助服務、計量和結算、信息披露等角度不斷地呈現出新舊世界的沖突，舊世界已經打破或者部分打破，新世界尚未建立。

我們習慣了電力行業已經形成的“企業為國家辦電，國家管控企業經營”的狀態。習慣了依靠國家政策辦電的理念。大家的工作任務就是：跑項目、跑電量、跑電價。項目核準制、價格審批制、年度計劃電量分配制是一個互相依托閉環運行的完整機制。

但是電力市場發展演進，必得是能量、信息及管理協同演進的系統和全景視圖。這種舊世界的管控模式明顯的弊端是，電力需求難以準確預測，審批的項目也不適應電力需求變化，其次，項目核準制剝奪了電力企業分散決策權和部分自主經營權。而現貨市場的建立，將會建立一個全面反映電力實際供需變化、上下浮動的價格信號。當前我國各地開展的電力交易沒有實時交易，都是依托在標桿電價和計劃電量基礎上，直接跨越到了中長期交易(如大用戶直接交易都是年度合同)，甚至部分跨越到了期貨交易(如發電權交易)。

市場本身沒有一個反映電力實際供需變化的價格信號。直接交易結果始終是低于或等于政府標桿電價的單邊降價機制。至于可為建設區域電力市場作出探索的跨省區電力交易，同樣依托在政府的計劃電量和上網標桿電價基礎上。其交易本身缺乏一個反映電力供需實時變化的價格信號，如云南、貴州與廣東之間西電東送矛盾，其根本就是價格信號的缺失。

在2016年的最后一個月末，《電力中長期交易基本規則》終于在萬眾矚目下出臺，雖然與其同期征求意見的另外兩份奠基性質文件沒有發布，但是環顧字里行間，不難看出能源局已有通盤考慮。基本規則以中長期交易的名義出臺，實則為現貨市場建設打下伏筆，而非割裂中長期交易和現貨市場的有機聯系，更非如某些地區所實施的把直接交易等部分市場交易形式等同于電力市場。相反，基本規則從文章邏輯和文字表述都為現貨市場留下了充足的空間。文件第一條就開門見山地指出了中長期交易和現貨市場之間的關系和定位，第二條隨即明確了何時開展現貨市場建設。

規則多次提到帶“曲線”交易的重要性，表明了從中長期交易頂層設計是有序地為過渡到現貨市場做培養和技術準備。文中累計有“典型負荷曲線、發電曲線、電力交易(調度)曲線、標準負荷曲線、買方申報曲線與賣方申報曲線、送受電曲線、交易曲線、系統負荷曲線”等多種表述，這么多曲線其實說的就是電能作為一種商品，在不同時刻應有不同價格。基于電力交易的物理特性，不可能采用類似股票的全實時價格，而只能用一定的時段來近似地逼近實時價格。比如96點意味著以每15分鐘為一段時間進行電量的交易和計量，用此時間段的價格近似逼近電能的實時價格。帶曲線交易給計量體系帶來了挑戰，對其上線率、數據準確率會是嚴格的考驗。

有同學問：“到底為什么要提倡帶曲線交易?現在多個省區的直供電或者擴大直供電挺好的，再加個偏差考核，似乎也可以平穩推進電力市場發展，帶曲線沒有意義?”

這就是要回到上文所述電能的時間價值，即帶曲線(以96點為例)電能交易可以把全天電能以96個時間點來近似逼近，就其電氣意義來說是把電能轉化為電力，而調度真正實施控制的手段是對于電力(功率)的調控，電能的轉換只是調度運行的結果。這樣使得調度可以真正地實施安全校核、潮流斷面控制、運方安排，并據此設置和調整開停機計劃從而使電力系統的功率平衡真正可控和可觀。

非專業出身的同學不妨想象一下，工頻電氣量的50赫茲意味著20毫秒一個周波的電磁波，而電力系統靜穩和動穩也就是一兩個周波就決定的事情，如果不把電能轉換為電力來調控，就像閉著眼睛走很長的鋼絲，掉下來是大概率事件，電力系統的安全穩定就是一句空話。而從電能商品屬性來說，現貨本質上是中長期、月、周、日前等系列交易的終極兌現和實質交割，從電能的時間價值來說，所有中長期(包括日前)交易只是對電能時間價值的預估，只有到了實時出清的那一刻，電能的真正價值才真正顯現。打個不恰當的比方中長期和實時交易好比是談戀愛和結婚，有一種老派觀點認為“一切不以結婚為目的的談戀愛就是耍流氓”，話雖糙了點，道理是通的。

對于現貨市場建設來說，需要對交易、調度、計量、結算四大體系進行明確的頂層設計。從技術角度而言，電力市場的每一筆交易需要這四個體系協同及配合才能完成，因此對這四大體系進行相應的頂層設計是必須和重要的。電力計量體系和結算體系往往為人所忽視，但是基于計量體系和結算體系對電力市場的基礎性支撐，基本規則也應該對電力計量體系和結算體系的定位、權責、歸屬設置基本框架。

“電力大數據”的幾個誤區

誤區1：數據全部掌握在電網手里。

分析：No!同學，你太low了。電網其實只是掌握了關口表(網間結算)和用戶表號(資產分界點)處的電量和部分電力數據，離現貨市場、用戶側負荷管理的精度和準度要求都差的很遠。以計量表計來說，當前的痛點很多，如：智能電能表和計量自動化終端檢測關鍵技術、涉及智能用電設備小電流計量、載波和繼電器性能檢測、智能電能表軟件可信性檢測、計量自動化終端功能檢測、電子式互感器帶電測試、費控電能表功能檢測、防高頻強磁干擾及遙控竊電等關鍵的需求。不說表計了，單單說電流互感器吧，能夠滿足10%誤差曲線的電流互感器選型校核的有多少?更加別說裝表就以為能夠獲取大量用戶數據的沖動型選手了，接下來細說一下。

誤區2：用戶需求缺乏彈性。

分析：并非如此。從國內幾個DSM的試點來看，只要金錢的刺激給到位，趨利的本性會促進需求彈性的建立，市場會幫助建立和完善這個彈性機制。

誤區3：裝表=增值服務的開始?

分析：問題太多，為免得打擊一大片積極性，就不具體分析了。提幾個問題代替分析。裝的表精度夠嗎?準確度夠嗎?帶電還是不帶電安裝?帶電安裝的話對絕緣有損傷嗎?怎么解決?裝PT嗎?不裝怎么解決電壓測量問題裝CT嗎?在哪兒裝?二次回路鉗一個?誤差相乘放大后，你花了大把銀子測得引以為傲的數據就是個笑話!通信和數據集中另外一堆問題略。

沒有數據?增值服務免談。

誤區4：門外的BAT及菊花(HUAWEI)等壕們的戰爭。

分析：有海外來客高談互聯網企業和菊花型新貴企業對于能源數據的需求，以及圍繞此的布局和戰略規劃。筆者也曾與其中部分企業接觸及深談過，甚至菊花有意向談電力日薪兼職顧問的Offer。筆者淺見，不見兔子不撒鷹，何況老江湖和新貴?沒有積累，沒有收獲。能源領域，不是一個適合迅速產生新貴的土壤。

“電網人”核心價值時代的開啟

在電改的上半場(到目前為止)，基本是“發電人”的時代，因為目前國內所有的電力市場無非是電力直接交易的變種，其區別最多是斗地主與炒地皮而已。而直接交易的規則和技術(假如有)都是來自于政府和電廠的一個很小的圈子。現貨市場的推進可以視為電改的下半場，發電的市場和技術優勢必將隨著改革的深入推進而黯淡，電力的商品屬性還原之后，電改的世界必將是諳熟系統運行和電力交易本質的“電網人“的主場。

“電網人”的核心競爭力。結尾談談在電網人所該具有的核心競爭力。前已述及，與電力系統相關的有兩大關鍵技術：設備(制造)技術和系統(運行)技術，前者在廠家手里，后者在電網公司人手里。其實，所謂電網公司“系統運行”技術不一定僅限于穩定、運行方式、繼電保護、調度控制等高大上領域，而存在于我們日常工作的每一個環節。要檢驗你是否擁有電網運行的核心競爭力，一個標志就是你和廠家研發人員是否能深入討論技術核心，并且相互能有促進，能共同推進。電網公司人的核心競爭力不是編程序、設計電路。而是能提應用需求，能用科學和技術的方式定量描述這個需求，能讓研發人員聽懂這一需求，能與研發人員一起確定技術路線，能判別不同設計結果的優劣，能將新的產品融入進而優化現有工作機制，并在合適的時機，建立新的機制體系。

當前，電力系統正醞釀著巨大的變革，會衍生出許多與電力系統相關的行業、產業、部門。這些新的行業發起者可能不是搞電力的，經常是搞金融的、互聯網的、投資的，但這些新的行業一定需要懂電力的。從數學模型層面看，售電、配網、能源互聯網、能源管理等新行業有資金流、信息流等，也一定要有電力能量流，否則就成了無源之水、無本之木，這就是是我們的機會和用武之地。這些新行業對應的電網設備屬性變化不大，改變的恰恰是其與傳統電網不同的“系統”屬性，如何構建新的運營體系，正是基于對這些新電網形態系統屬性的認識把握。我想以下這句話是真理：新的行業對應的電網如果還按現有電網公司的運營模式肯定是活不了的。因此，必須要有創新。怎么創新，就是在電網的“系統”屬性上創新，建立新的運營機制體系。

那么，在這場變革中電網公司人的角色是什么?只是一個技術打工者?還是通過新技術體系的建立推進這些新行業的成熟發展而成為這些行業的領導者，或者至少在金融和互聯網大佬揮舞金元來襲之前確立好正確的行業技術路徑以免被帶歪?電網技術從業者的最高境界是：在廠家研發人員面前，我們代表電網用戶(提需求、定標準);在電網用戶面前，我們代表廠家(懂研發技術路線，懂設備屬性);在互聯網、金融人士面前，我們懂電網，告訴他們新電網形態的約束條件和優化目標;在新電網公司面前，我們懂互聯網(可能也要懂金融)，告訴他們如何利用“互聯網+”提升電網運營效率，如何構建新的運營體系。最后這一點也是可以建模的，其本質就是通過“互聯網+”的信息流促進電力能量流和金融資金流的優化。