摘 要：文章以魏桥现象为分析对象，分析了在电力市场环境下，各利益方的利益诉求，以及各方在智能电网家域网建设过程中可以发挥的作用。并以魏桥模式作为参照体系，阐述了各利益方应如何根据居民的消费倾向和投资能力，针对性进行智能电网家域网功能设计。最后，结合智能家居和智能小区建设，分析智能电网家域网的其他功能设计。

关键词：智能电网；家域网；市场电力；功能设计

1 绪论

1.1 智能电网家域网的概念

[文献1]指出：智能电网用户端是指电网公司计量电表出口以下对电能进行传输、分配、使用，控制、保护、能源管理以及家电等用电设备在内的所有设备及系统。用户端的定义通常被分割为家庭用户（20kW以下）、商用楼宇（20-200kW）和工业（200kW以上）三个子部分。智能电网家域网是指智能电网用户端中的家庭用户部分。

家域网的关键技术包括智能化配电与控制技术、工业通信技术、数字化表计技术、能源管理技术、用户端储能设备和分布式能源接入技术、电动汽车充电技术、电网与用户互动技术等。发展智能电网家域网，是在电网公司与家庭用户之间建立互动关系，用市场方式基于实时电价机制，提高峰谷电价比，实现电能的削峰填谷，提高电力设施平均负荷率。同时，家域网能源管理系统检测电网数据，包括浮动电价、峰谷时间等，在用电低谷电价较低的时候让储能设备和电动汽车充电，反之则通过自备的分布式能源系统向电网供电，帮助电网平衡峰谷，同时也在峰谷电价差中间获取经济利益。

图1 智能电网家域网能源管理系统框架

在上图框架中，一个重要的能源服务接口是电网公司的能源服务接口，它使电网公司能控制由它托管的家域网设备，并能提供该家域网设备的实时能源使用信息。在消费者住宅内可能还要安装附加的能源服务接口，由它生成附加的逻辑家域网。这些能源服务接口能通过替代的通信网络，与托管的家域网设备通信。

1.2 魏桥模式

眼下最热门的家庭用电模式就是魏桥模式。魏桥模式是指山东邹平县魏桥创业集团在电力建设运营方面的一些做法。包括：大规模建设多机组、多形式的自备电厂，并在电厂之间建设联络线形成独立电网。在满足自己用电的同时，以低电价将大约四成电量出售给了集团外用户。这些用户有两块电表，分别接在魏桥电网和国家电网上，只有魏桥电网断电时才用国家电网的电。为了能让魏桥模式立足，魏桥集团曾与国家电网公司发生过多次激烈的冲突。最大规模的武斗发生在惠民县李庄，冲突焦点是魏桥集团欲将电输往惠民县，共有近千人参与这次武斗，被称为李庄聚众。魏桥现象曝光后，有消息称国家电网与魏桥集团达成了共识，欲重新联网实现双方互利共赢。据称魏桥集团关停了原来的小机组，正准备建设6台30万千瓦的机组。

1.3 魏桥模式的本质

我们先比较魏桥电厂与全国最大自备电厂宝钢电厂。宝钢集团拥有3台350MW的燃煤机组和1台150MW的燃气-蒸汽联合循环机组，机组按电网公司调度指令发电，共同维护电网安全，所发电量主要用于满足自身需要，当超过本企业用电时按约定的上网电价卖给电网公司，当不够时以工业电价从电网公司买电。这显然与魏桥模式大相径庭。我们再对比一下魏桥电网和电网公司及其他统调发电企业：

[文献11]指出：自备电厂低成本很大程度上未计各类辅助服务费用补偿、其他电力建设的费用分摊，未安装火力发电需配套的环保设施。

大电网的出现，使高电能质量、高供电可靠性成为可能。为建设大电网，电网企业投入了大量人力和物力进行运行维护。自备电厂在与电网联网后，电网无偿地为企业自备电厂提供调频、稳压等辅助服务，而这些辅助备用服务的费用相对于电量费用来说是高昂的。同时自备电厂为本企业供电同时，电网无偿为其提供等容量备用。自备电厂只在事故或检修时才需要电网的电力，也就是说电网更多地是处于备用状态，因此电网的备用容量因自备电厂的存在而减少。在现行政策下，在电价测算时基本上没有考虑将这部分成本让自备电厂承担，而是直接摊入电网成本。自备电厂也不为电网的稳频稳压和占用备用容量进行补偿，严重损害了电网、独立电厂和其他客户三者的利益。

所以魏桥模式的本质就是通过逃避各类社会义务，违法经营以获取最大利益，再以低电价为手段吸引低端用户，通过这些用户的投机行为，让国家电网公司无偿地为提供调频、稳压等辅助服务。魏桥事件的后续发展其实就是回到宝钢模式。

2 市场条件下煤电企业面向家域网的相关功能设计

魏桥模式的最显著的特征就是煤电企业直供居民用电市场。利用居民这类低端投机用户，完成其调峰调频功能。而作为回报，用户也得到了较低的电价。这与1.1节中家域网的功能设计非常像似，那么家域网的功能在电力市场环境下能实现吗？它符合各方利益吗？

2.1 煤电机组的特点分析

[文献15]提到：铁岭电厂300MW机组，满负荷时标煤耗为320g/kW·h，负荷率为60%时增加到350g/kW·h。如果负荷率更低就要投柴油助燃，柴油发电成本比煤高一倍。另外低负荷还会带来锅炉结焦、熄火等等问题。因此煤电机组效益与负荷率成正比。煤电机组的另一特点是冷启动耗时6小时以上，而煤电装机容量占了全国总装机容量的66.9%，是电网旋转备用容量的最主要供应者，所以即便亏损也不能随便停机。

负荷率的高低取决于用电负荷。用电负荷与机组设计参数越匹配，机组的效率越高，可提供的电价也越低。一直以来，作为电力市场最主要参与主体的发电及用电方常常受制于处于中间环节的电网调度的遏制，电网公司独家买卖电的特权，无形中增加了发电厂运行经济效益的不确定性。因此不难理解为什么会发生李庄聚众了。

2.2 煤电企业直供居民用户的可行性分析

既然自建电网已被相关法律禁止，那么向用户直供电，通过改变用户用电方式以提高机组效益，就成了煤电企业的唯一希望。但大工业用户直供的进展并不顺利，原因如下：