中國儲能網(wǎng)訊：隨著電力系統(tǒng)的變革推進和電力敏感型用戶的增加，電力用戶從“用上電”向“用好電”的訴求轉(zhuǎn)變愈加明顯，電能的高質(zhì)量供應(yīng)問題備受關(guān)注。伴隨著供用電系統(tǒng)高度電力電子化的發(fā)展趨勢，電力負荷用電設(shè)備已經(jīng)發(fā)生了深刻的變化，電力用戶為滿足其對產(chǎn)品的個性化、多樣性生產(chǎn)需求，更大規(guī)模地采用了以計算機和電力電子技術(shù)為核心的自動化生產(chǎn)線，對供電質(zhì)量提出了更高的要求?；獠涣茧娔苜|(zhì)量的風(fēng)險，也成為當前及未來電氣行業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)之一。
當前，我國正處于實現(xiàn)中國式現(xiàn)代化、高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵時期，全球高新技術(shù)的競爭日趨激烈。而快速發(fā)展的高精尖工業(yè)需要強有力的優(yōu)質(zhì)能源電力的支撐。2022年4月，國家發(fā)改委發(fā)布《電力可靠性管理辦法（暫行）》；2023年12月，《電能質(zhì)量管理辦法(暫行)》(以下簡稱《辦法》)公布，今年3月，《配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》公布。這一系列新政的出臺緊扣中國式現(xiàn)代化全面推進和實現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略的背景，推動高質(zhì)量發(fā)展在電力系統(tǒng)中落地實踐。“新政的密集出臺顯示出國家把電能質(zhì)量和配電網(wǎng)發(fā)展放到了一個前所未有的高度，這與我國當前經(jīng)濟社會轉(zhuǎn)型升級的形勢深度契合，也是產(chǎn)業(yè)變革和推動新質(zhì)生產(chǎn)力加快形成的迫切需求，具有十分重大的意義?！彼拇ù髮W(xué)電氣工程學(xué)院院長肖先勇表示，“隨著電能在終端能源消費占比越來越大，以及對整個社會經(jīng)濟發(fā)展的影響越來越突出，電能高質(zhì)量發(fā)展已迫在眉睫?！?
“高品質(zhì)”用電訴求強烈
電能質(zhì)量是電力行業(yè)發(fā)展中的“傳統(tǒng)課題”，但如今，正面臨著全新的挑戰(zhàn)。
在能源轉(zhuǎn)型和“雙碳”目標深入推進的形勢下，新型電力系統(tǒng)建設(shè)進程不斷加快，電力系統(tǒng)發(fā)輸配用全環(huán)節(jié)的升級與重塑，對電力供應(yīng)質(zhì)量形成了新的沖擊：新能源逐漸成為裝機和電量主體，終端電力“產(chǎn)銷者”大量涌現(xiàn)，電源與負荷的間歇性、波動性、非線性以及不平衡性顯著增大，給電能質(zhì)量管理工作帶來重大變化和深遠影響。
較之傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，新型電力系統(tǒng)具有可再生能源占比高、電力電子裝備占比高的“雙高”特性?！肮夥?、風(fēng)電等新能源具有波動性、隨機性、間歇性，易導(dǎo)致電壓中斷、暫態(tài)過電壓、三相不平衡等問題；電力電子裝備具有非線性特征，隨著電力電子器件的開關(guān)頻率不斷提高，會導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生諧波、甚至是超高次諧波。從這個角度來看，相比傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，新型電力系統(tǒng)電能質(zhì)量面臨的風(fēng)險將更加突出。”南方電網(wǎng)深圳供電局資產(chǎn)管理部副總經(jīng)理肖鳴表示。
當前，“雙高”技術(shù)的應(yīng)用正在發(fā)輸配用各個環(huán)節(jié)中持續(xù)提升占有比例?！俺藬?shù)量上的高比例，‘雙高’應(yīng)用還催生了不同類型、特性各異的電源、輸配電裝備，以及用戶的耗能形式等，使得電力系統(tǒng)的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、動力學(xué)特性發(fā)生了巨大改變，而電能質(zhì)量管理基本還是按照電力系統(tǒng)傳統(tǒng)初始設(shè)計的特性來構(gòu)建其質(zhì)量體系，這使得新形勢下的電能質(zhì)量管理面臨巨大考驗。”華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院原常務(wù)副院長肖湘寧表示。
從電網(wǎng)形態(tài)的變化來看，大電網(wǎng)、微電網(wǎng)和孤網(wǎng)多形態(tài)共存，電網(wǎng)從單電源輻射型網(wǎng)絡(luò)向多電源網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)演變，交流和直流輸電協(xié)同發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與形態(tài)復(fù)雜化、主體多元化、運行方式多樣化等特點愈發(fā)明顯。尤其是配電系統(tǒng)中分布式電源滲透率日趨提升，系統(tǒng)的電源點數(shù)量劇增，原有的功率流從單向流動發(fā)展成為雙向流動，對電網(wǎng)電壓和頻率穩(wěn)定的影響大大增加?！爱斍埃T多地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)配電網(wǎng)網(wǎng)架承載力不足以支撐新能源發(fā)電和新型負荷并網(wǎng)需求的情況，引發(fā)和加重了電壓偏差、電壓波動和閃變等電能質(zhì)量問題。”安徽大學(xué)電氣工程與自動化學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師朱明星表示。
在用戶側(cè)，隨著電氣化進程的持續(xù)推進，我國終端用能電氣化水平快速提升，新型負荷中的用電設(shè)備既是電能質(zhì)量干擾源，又是電能質(zhì)量敏感源，電能質(zhì)量治理難度不斷加大。“比如，充電設(shè)施的規(guī)?；焖僭鲩L沖擊著傳統(tǒng)的用電秩序。其中電動汽車和充電樁是典型代表。上海作為全國充電設(shè)施最密集的地區(qū)，充電樁保有量近80萬根，2023年最大充電負荷占比達到143萬千瓦，占全網(wǎng)負荷的6.24%。相較于傳統(tǒng)負荷，充電負荷的隨機波動性更強，給電壓穩(wěn)定和配電網(wǎng)運行帶來了新的挑戰(zhàn)。此外，大容量的直流快充技術(shù)目前發(fā)展迅速，例如蔚來最新的快充樁功率可達500千瓦，隨之而來的電壓沖擊和諧波問題也不容忽視?！眹W(wǎng)上海市電力公司設(shè)備管理部副主任紀坤華表示。
“一些過去并未引起人們重視的電氣特性現(xiàn)象，如今卻成為突出問題。比如電壓暫降，短時中斷等等。由于過去用電設(shè)備多以機械特性的設(shè)備為主，負荷慣性較大，這類設(shè)備對電能質(zhì)量擾動的耐受能力較強，不會因電能質(zhì)量擾動造成大的影響。但從全球范圍來看，自上世紀90年代中后期至今，隨著越來越多的用戶采用更先進的技術(shù)，發(fā)展高新技術(shù)并通過高新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，在提高了生產(chǎn)力水平的同時，對電壓暫降、短時中斷等更加敏感，由此導(dǎo)致的影響和危害已經(jīng)越來越突出。”肖先勇表示。
半導(dǎo)體行業(yè)是面臨電能質(zhì)量問題的典型代表。據(jù)了解，我國半導(dǎo)體行業(yè)在晶圓制造廠家對電壓起伏不定、暫時跌落和短時間中斷等電能質(zhì)量問題十分敏感?！拔以?jīng)去相關(guān)廠家考察過，造成的殘次品損失很嚴重，問題發(fā)生后，用戶廠家通過加裝電壓抑制恢復(fù)裝置消除了干擾；再如，西部高壓直流送電上海，諧波注入到配用電引起諧振，造成一些用戶家用電器不能正常工作，上海有關(guān)部門和國網(wǎng)公司組織開展了專題研究，查明了事發(fā)原因和傳導(dǎo)路徑，并予以解決。這反映出電力系統(tǒng)諧波的傳播性和潛在性影響需要深入把握和有效治理?！毙は鎸幈硎?。
紀坤華告訴記者，在上海，敏感用戶高品質(zhì)用電訴求十分突出。以集成電路產(chǎn)業(yè)為例，上海目前聚集了超1200家行業(yè)重點企業(yè)、匯聚了全國40%的產(chǎn)業(yè)人才，超50%的行業(yè)創(chuàng)新資源，“十四五”期間年均增速超20%，產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)顯著?！暗壕鄣母叨酥圃鞓I(yè)用戶對于電壓暫降敏感程度極高，近年來，中芯國際、臺積電、特斯拉等用戶均向電力公司和政府主管部門表達過受到電壓暫降問題的困擾?！奔o坤華說。
高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)達的深圳市也面臨著同樣的電能質(zhì)量風(fēng)險挑戰(zhàn)。2022年，深圳市政府印發(fā)《關(guān)于發(fā)展壯大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群和培育發(fā)展未來產(chǎn)業(yè)的意見》，提出培育發(fā)展壯大“20+8”戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群，常規(guī)標準供電質(zhì)量已無法滿足用戶用電需求，毫秒級的電壓暫降及短時中斷都可能造成用戶的巨大損失?！?023年，深圳用電量排名前15的用戶中有11家為電子信息、半導(dǎo)體相關(guān)行業(yè)，用戶平均單次電壓暫降帶來的經(jīng)濟損失就可能達到幾十萬元以上，每年要承受數(shù)次不同嚴重程度的電壓暫降沖擊?！毙Q表示，“目前，深圳用戶電能質(zhì)量敏感設(shè)備占比已超過40%，是國內(nèi)高電能質(zhì)量需求最強烈的城市之一，因此需要各方積極攜手，尋求電能質(zhì)量問題新的解決辦法，滿足‘高精尖’用戶高品質(zhì)用電需求?！?
新《辦法》強調(diào)電能質(zhì)量多方共治
電能質(zhì)量面臨的新挑戰(zhàn)，迫切需要新的管理制度的引導(dǎo)、管理模式的創(chuàng)新，形成適應(yīng)當前形勢需求的規(guī)劃設(shè)計標準，突破原有投資約束條件，尋求電能高質(zhì)量發(fā)展之道。
“從全球?qū)嵺`來看，歐美、新加坡、香港等國家和地區(qū)已基本形成一套政府、電網(wǎng)企業(yè)、用戶電能質(zhì)量問題共防共治的機制及技術(shù)體系，其高端產(chǎn)業(yè)用戶也高度重視電壓暫降問題的防治，針對半導(dǎo)體制造、計算機設(shè)備等敏感用電設(shè)備耐受度水平，制定了明確的SEMI F47半導(dǎo)體標準?！毙Q表示，“而我國差異化高電能質(zhì)量供電目前還缺乏統(tǒng)一規(guī)劃、投資及建設(shè)標準，同時重要用戶電能質(zhì)量需求未與規(guī)劃、建設(shè)等環(huán)節(jié)協(xié)同開展，迫切需要國家主管部門加強電能質(zhì)量管理頂層設(shè)計,針對高質(zhì)量電能發(fā)展開展系統(tǒng)規(guī)劃，明確各方責(zé)任與義務(wù),推動各責(zé)任主體共同參與電能質(zhì)量管理,營造良好的供用電環(huán)境?！?
過去二十多年，我國電能質(zhì)量管理依據(jù)1998年原電力工業(yè)部出臺的《電網(wǎng)電能質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督管理規(guī)定》（以下簡稱“原《規(guī)定》”）開展工作。彼時，供電企業(yè)工作重心是保障電力可靠供應(yīng)，原《規(guī)定》主要對頻率、電壓偏差、諧波等穩(wěn)態(tài)指標進行了規(guī)范。經(jīng)過二十多年的發(fā)展，原《規(guī)定》在管理主體、范圍和內(nèi)容方法、依據(jù)標準等方面均無法適應(yīng)新形勢下電能質(zhì)量管理需求?！霸?guī)定主要是以電網(wǎng)供電企業(yè)為主體進行電能質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督和管理，這必然會遇到多方面的制約，電網(wǎng)企業(yè)不能既是‘運動員’又是‘裁判員’。電能質(zhì)量管理需要能源行業(yè)行政機構(gòu)的參與，才能建立高效的多方溝通協(xié)作機制?！敝烀餍潜硎?。
在業(yè)內(nèi)的急切期盼之中，國家發(fā)改委出臺《電能質(zhì)量管理辦法（暫行）》（以下簡稱“新《辦法》”）。和原《規(guī)定》相比，新規(guī)主要有哪些較大的亮點和變化？
紀坤華認為，新《辦法》的變化與亮點主要體現(xiàn)在三個方面。在監(jiān)督機制方面，明確國家能源局負責(zé)全國電能質(zhì)量管理和監(jiān)督工作。實行政企聯(lián)動，建立健全政府監(jiān)督管理、行業(yè)自律和企業(yè)履責(zé)的機制，強化和落實發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)、電力用戶的主體責(zé)任，共同維護電力系統(tǒng)電能質(zhì)量水平；在職責(zé)劃分方面，源網(wǎng)荷三方企業(yè)作為電能質(zhì)量環(huán)境的主要責(zé)任體，采用“標準指引、預(yù)防為主、綜合治理”方針，細化其在規(guī)劃設(shè)計、建設(shè)施工、運行監(jiān)測、追蹤治理、閉環(huán)檢查等全過程的具體需求，貫徹電能質(zhì)量主動防治的理念，共同維護優(yōu)質(zhì)電能質(zhì)量環(huán)境；在信息管理方面，建立了電能質(zhì)量信息管理和監(jiān)督管理制度，電網(wǎng)企業(yè)等相關(guān)企業(yè)應(yīng)當按規(guī)定準確、及時、完整地向國家能源局、地方各級電力管理部門報送電能質(zhì)量信息。國家能源局及其派出機構(gòu)、地方各級電力管理部門根據(jù)職責(zé)及時受理發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)、電力用戶對電能質(zhì)量問題的訴求，必要時可開展監(jiān)督檢查。
從以上三方面的變化可看出，新《辦法》強調(diào)保障電力系統(tǒng)電能質(zhì)量是發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)、電力用戶的共同責(zé)任，需要通過多方工作協(xié)作實現(xiàn)共治。
“過去，電能質(zhì)量的管理多著力于電網(wǎng)和用戶側(cè)，在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的設(shè)計下，業(yè)內(nèi)認為燃煤發(fā)電，或水利發(fā)電，其生產(chǎn)的電能都是符合質(zhì)量標準的，所以一段時間以來形成了電能質(zhì)量和發(fā)電無關(guān)的固定認知，或者僅關(guān)注因受到劣質(zhì)電能的影響而造成發(fā)電設(shè)備損壞或發(fā)電損失。但如今，發(fā)電側(cè)電源結(jié)構(gòu)向多元化發(fā)展，電源接入電網(wǎng)存在許多新問題，因此這次新《辦法》特別提出在新能源發(fā)電并網(wǎng)前后要有評估與運行測試，合格后方能接入電網(wǎng)?！毙は鎸幈硎?。
新《辦法》將電能質(zhì)量管理的適用范圍擴展至整個電力系統(tǒng)，覆蓋發(fā)電、輸配電及電力用戶等各個環(huán)節(jié)，并提出電能質(zhì)量管理應(yīng)當遵循“標準指引、預(yù)防為主、綜合治理”的方針，發(fā)電、供電和用電各方應(yīng)在工程項目規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、運行的“全過程貫徹電能質(zhì)量主動防治”的理念。業(yè)內(nèi)人士認為，新《辦法》的方針和理念契合電能質(zhì)量技術(shù)發(fā)展規(guī)律。
“針對新能源發(fā)電、高壓直流輸電工程等近年來電能質(zhì)量問題相對突出的場景，新《辦法》提出治理設(shè)備、在線監(jiān)測裝置應(yīng)當與主體工程同時設(shè)計、同時施工、同時驗收、同時投運，這是對新能源發(fā)電和高壓直流輸電工程進行電能質(zhì)量管理的切實舉措，避免電能質(zhì)量陷入‘先污染，后治理’的被動局面?！敝烀餍潜硎尽?
此外，為適應(yīng)新型負荷發(fā)展對高電能質(zhì)量供電的需求，新《辦法》明確提出敏感用戶“應(yīng)當自行開展電能質(zhì)量需求分析，采用耐受水平與電能質(zhì)量需求相匹配的用電設(shè)備，以及配置合適的電能質(zhì)量控制設(shè)備，確保電能質(zhì)量滿足自身需求?！薄靶隆掇k法》通過構(gòu)建健全有效的監(jiān)督體系，將政府、協(xié)會、企業(yè)等相關(guān)利益方都納入到電能質(zhì)量監(jiān)督體系中，壓實責(zé)任主體，電網(wǎng)企業(yè)負責(zé)所屬電網(wǎng)電能質(zhì)量管理工作，發(fā)電企業(yè)負責(zé)所屬廠（場）站電能質(zhì)量管理工作，電力用戶負責(zé)所屬廠站（房）或設(shè)備（設(shè)施）電能質(zhì)量管理工作，做到了職責(zé)明確，便于電能質(zhì)量管理工作高質(zhì)量開展?！奔o坤華表示。
電能“污染”責(zé)任認定難題待解
新《辦法》于4月1日實施。在制度的執(zhí)行與落地中，還存在哪些具體的難點有待進一步解決？
記者在采訪中了解到，在電能質(zhì)量管理中，一個普遍且典型的難點是電能污染責(zé)任的判定與劃分。由于電力系統(tǒng)各方看待電能質(zhì)量問題的角度不同，在引起電能質(zhì)量問題的原因和責(zé)任上，供用電雙方存在一些分歧?！伴L期以來，電力用戶對電網(wǎng)電能質(zhì)量的污染未與其購電成本形成關(guān)聯(lián)，用戶治理電能質(zhì)量問題意愿不強，供用電雙方不易達成理性共識?！敝袊娏ζ髽I(yè)聯(lián)合會電能質(zhì)量專委會秘書長王鵬告訴記者。
根據(jù)國際上開展的“引起電能質(zhì)量問題的原因調(diào)查”顯示，電力企業(yè)和用戶雙方都認為影響電能質(zhì)量的自然因素占比超6成，是引起電能質(zhì)量問題的第一大因素；但電力企業(yè)和電力用戶雙方對彼此責(zé)任認知差異較大，電力企業(yè)認為是電力用戶的影響因素占到25%，電力用戶認為是電力企業(yè)的影響因素占到17%，用戶自身因素占12%；但電力企業(yè)與電力用戶認為影響因素是相鄰用戶的比例都占到8%，可以看出從電力企業(yè)及用戶自己的角度認為用戶（電力用戶+相鄰用戶）的影響因素分別占到33%、20%，是影響電能質(zhì)量問題的第二大因素。
朱明星建議，應(yīng)加強用戶側(cè)電能質(zhì)量監(jiān)測，比如大容量干擾源用戶，應(yīng)與電網(wǎng)側(cè)同步安裝電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置，避免遇到電能質(zhì)量問題時出現(xiàn)“扯皮”的現(xiàn)象。“大容量干擾源用戶兼具電能質(zhì)量干擾源和敏感用戶的雙重角色，新《辦法》只是強調(diào)了此類用戶在試運行階段開展電能質(zhì)量監(jiān)測，但并未要求開展長期監(jiān)測，也未規(guī)定具體由誰來開展監(jiān)測。我個人認為用戶側(cè)應(yīng)該長期進行電能質(zhì)量監(jiān)測，設(shè)置電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置，監(jiān)測數(shù)據(jù)既可用于電能質(zhì)量解決方案的制定，又可以用于用戶側(cè)和電網(wǎng)側(cè)的責(zé)任攤定?！敝烀餍潜硎?。
隨著電力市場化改革加速推進，過去市場僅體現(xiàn)電能量提供的單一價值，逐漸轉(zhuǎn)向靈活性價值、容量價值、綠色價值等多元價值體系。在這樣的變化趨勢之下，未來電能質(zhì)量的價值是否能夠通過更加市場化的方式加以體現(xiàn)？對于這一點，新《辦法》首次正式提出“鼓勵各方為對電能質(zhì)量有特殊要求的用戶提供有償增值服務(wù)”，通過調(diào)動和發(fā)揮市場配置機制作用，探索將提高電能質(zhì)量和增值效益掛鉤。“根據(jù)不同質(zhì)量需求對電價進行合理劃分有利于電能質(zhì)量綜合治理和用戶安全穩(wěn)定生產(chǎn)，同時，由供電方統(tǒng)籌規(guī)劃設(shè)計、分等級提高電能質(zhì)量水平是一種高效做法。這一做法在國外已經(jīng)有嘗試，如日本在高新區(qū)開發(fā)時，就按照供電質(zhì)量劃分不同價位的區(qū)域，可由用戶根據(jù)需要選擇。將供電質(zhì)量與電價機制掛鉤，才可能從經(jīng)濟上驅(qū)動廣大市場主體對電能質(zhì)量的高度重視?！毙は鎸幈硎尽?
肖湘寧進一步指出，當前，世界各國電力供應(yīng)和交易并沒有統(tǒng)一優(yōu)質(zhì)優(yōu)價的標準，多數(shù)是采用供電公司和用戶在供電協(xié)議上雙方商定的質(zhì)量指標和質(zhì)量成本談價錢，一事一議，有償服務(wù)。但由于普遍缺少具有電能質(zhì)量第三方檢測評估的機構(gòu)，這使得責(zé)任評定和分擔上不斷產(chǎn)生矛盾，干擾與治理問題難以得到妥善解決。“因此，在新《辦法》出臺后，還需要在國家主管部門的主導(dǎo)下，建立公共的基礎(chǔ)性平臺和評價機構(gòu)，結(jié)合不同行業(yè)的電能質(zhì)量主體責(zé)任發(fā)布技術(shù)管理細則，在原則性要求與管理體制已形成的基礎(chǔ)上，進一步開展相關(guān)標準制定、細化技術(shù)要求，推動《辦法》有效落地。”
