中國儲能網(wǎng)訊：隨著電力系統(tǒng)的變革推進(jìn)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(fù)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(jī)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(dāng)前及未來電氣行業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)之一。
當(dāng)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(qiáng)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(jìn)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?！靶抡拿芗雠_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(dāng)前經(jīng)濟(jì)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(fèi)占比越來越大，以及對整個社會經(jīng)濟(jì)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(qiáng)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(biāo)深入推進(jìn)的形勢下，新型電力系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)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(jī)和電量主體，終端電力“產(chǎn)銷者”大量涌現(xiàn)，電源與負(fù)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(yuǎn)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。“光伏、風(fēng)電等新能源具有波動性、隨機(jī)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?！蹦戏诫娋W(wǎng)深圳供電局資產(chǎn)管理部副總經(jīng)理肖鳴表示。
當(dāng)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。“除了數(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?！比A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(yùn)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。“當(dāng)前，諸多地區(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(fù)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?！卑不沾髮W(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(jìn)程的持續(xù)推進(jìn)，我國終端用能電氣化水平快速提升，新型負(fù)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?！氨热?，充電設(shè)施的規(guī)模化快速增長沖擊著傳統(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(fù)荷占比達(dá)到143萬千瓦，占全網(wǎng)負(fù)荷的6.24%。相較于傳統(tǒng)負(fù)荷，充電負(fù)荷的隨機(jī)波動性更強(qiáng)，給電壓穩(wěn)定和配電網(wǎng)運(yùn)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(dá)500千瓦，隨之而來的電壓沖擊和諧波問題也不容忽視。”國網(wǎng)上海市電力公司設(shè)備管理部副主任紀(jì)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(jī)械特性的設(shè)備為主，負(fù)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(qiáng)，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(jì)90年代中后期至今，隨著越來越多的用戶采用更先進(jìn)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。“我曾經(jīng)去相關(guān)廠家考察過，造成的殘次品損失很嚴(yán)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(jì)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(dá)過受到電壓暫降問題的困擾?！奔o(jì)坤華說。
高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)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(biāo)準(zhǔn)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。“2023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(jì)損失就可能達(dá)到幾十萬元以上，每年要承受數(shù)次不同嚴(yán)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(qiáng)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(qiáng)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(dāng)前形勢需求的規(guī)劃設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，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(jī)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(jī)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(biāo)準(zhǔn)?！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(biāo)準(zhǔn)，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(qiáng)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(biāo)進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(yùn)動員’又是‘裁判員’。電能質(zhì)量管理需要能源行業(yè)行政機(jī)構(gòu)的參與，才能建立高效的多方溝通協(xié)作機(jī)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(jì)坤華認(rèn)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(jī)制方面，明確國家能源局負(fù)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(jī)制，強(qiáng)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(hù)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(biāo)準(zhǔn)指引、預(yù)防為主、綜合治理”方針，細(xì)化其在規(guī)劃設(shè)計、建設(shè)施工、運(yùn)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(hù)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(dāng)按規(guī)定準(zhǔn)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(jī)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(qiáng)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(rèn)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(biāo)準(zhǔn)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(rèn)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(yùn)行測試，合格后方能接入電網(wǎng)?！毙は鎸幈硎尽?
新《辦法》將電能質(zhì)量管理的適用范圍擴(kuò)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(dāng)遵循“標(biāo)準(zhǔn)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(yùn)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(rèn)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(dāng)與主體工程同時設(shè)計、同時施工、同時驗收、同時投運(yùn)，這是對新能源發(fā)電和高壓直流輸電工程進(jìn)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(fù)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(dāng)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(fù)責(zé)所屬電網(wǎng)電能質(zhì)量管理工作，發(fā)電企業(yè)負(fù)責(zé)所屬廠（場）站電能質(zhì)量管理工作，電力用戶負(fù)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(jì)坤華表示。
電能“污染”責(zé)任認(rèn)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(jìn)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(qiáng)，供用電雙方不易達(dá)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(rèn)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(rèn)知差異較大，電力企業(yè)認(rèn)為是電力用戶的影響因素占到25%，電力用戶認(rèn)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(rèn)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(rèn)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(qiáng)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(qiáng)調(diào)了此類用戶在試運(yùn)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(rèn)為用戶側(cè)應(yīng)該長期進(jìn)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。”朱明星表示。
隨著電力市場化改革加速推進(jìn)，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(jī)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(jìn)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(jī)制掛鉤，才可能從經(jīng)濟(jì)上驅(qū)動廣大市場主體對電能質(zhì)量的高度重視。”肖湘寧表示。
肖湘寧進(jìn)一步指出，當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)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(jī)構(gòu)，這使得責(zé)任評定和分擔(dān)上不斷產(chǎn)生矛盾，干擾與治理問題難以得到妥善解決?！耙虼?，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(jī)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(xì)則，在原則性要求與管理體制已形成的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開展相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定、細(xì)化技術(shù)要求，推動《辦法》有效落地?！?
