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一、大工業(yè)用電，一般工商業(yè)用電的定義
我國(guó)電網(wǎng)公司根據(jù)用戶(hù)的用電性質(zhì)，一般將其分成四大類(lèi)：

1. 居民生活用電；

2. 一般工商業(yè)用電；

3. 大工業(yè)用電；

4. 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電。

其中，大工業(yè)用電一般實(shí)行兩部制電價(jià)，而一般工商業(yè)用電，通常實(shí)行單一制電價(jià)（部分地區(qū)除外，如上海一般工商業(yè)用電也可以實(shí)行兩部制電價(jià)[5]）。

簡(jiǎn)潔來(lái)講，大工業(yè)用電就是每個(gè)月需要交納的電力設(shè)施的占用費(fèi)用，稱(chēng)作容量電費(fèi)（即使不用電，這個(gè)錢(qián)也是要交的），然后再按照比較低的電價(jià)交納我們所使用的電度數(shù)的電費(fèi)，這部分稱(chēng)作電度電費(fèi)；容量電費(fèi)與電度電費(fèi)的和，基本就是每個(gè)月需要交納的電費(fèi)，稱(chēng)之為兩部制電價(jià)（在這里不考慮功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)的賞罰以及政府方面的補(bǔ)貼）。而一般工商業(yè)用電則不需要交納容量電費(fèi)，但是需要按照較高的電價(jià)交納電度電費(fèi)，即單一制電價(jià)。

二、數(shù)據(jù)中心在用電類(lèi)型選擇上所面臨的挑戰(zhàn)

由于數(shù)據(jù)中心是近幾年快速發(fā)展起來(lái)的行業(yè)，目前我國(guó)對(duì)于數(shù)據(jù)中心行業(yè)并未明確歸屬類(lèi)別，故在部分省市地區(qū)，存在著數(shù)據(jù)中心既可以申請(qǐng)大工業(yè)用電，也可以申請(qǐng)一般工商業(yè)用電的情形。同時(shí)由于數(shù)據(jù)中心耗電量較大，在建成后，一般需要2年以上才能達(dá)到設(shè)計(jì)的用電規(guī)模。所以在數(shù)據(jù)中心行業(yè)中，大家經(jīng)常討論大工業(yè)用電與一般工商業(yè)用電的選擇問(wèn)題。

對(duì)于任何一個(gè)具體的數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心工程師都能夠計(jì)算出應(yīng)該如何選擇用電模式，但是這需要計(jì)算過(guò)程和一定的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)。筆者希望將這個(gè)復(fù)雜的計(jì)算過(guò)程，簡(jiǎn)單易懂的呈現(xiàn)在大家的面前。也希望，即使是一個(gè)非專(zhuān)業(yè)人士，也能夠在全國(guó)大多數(shù)地區(qū)，大多數(shù)時(shí)間，大多數(shù)電價(jià)變動(dòng)下的情況下，快速的判斷出數(shù)據(jù)中心應(yīng)該選擇哪一種用電模式，并判斷出數(shù)據(jù)中心需要調(diào)整用電模式的大概負(fù)載率區(qū)間。同時(shí)在數(shù)據(jù)中心選址階段，與政府及電力公司的談判中，能夠在電力申報(bào)的類(lèi)型上，給予定性的判斷，以利于后續(xù)運(yùn)營(yíng)期，電力成本的降低。

三、T-Power通用電價(jià)選擇函數(shù)表

經(jīng)過(guò)推算，筆者建立了T-Power通用電價(jià)選擇函數(shù)并輸出了T-P系列函數(shù)表，以變壓器功率因數(shù)95%考慮，以40%最大需量申報(bào)為例（即需要繳納容量電費(fèi)的容量占已經(jīng)開(kāi)電的受電變壓器總?cè)萘康?0%），給出以下T-P函數(shù)表，筆者簡(jiǎn)稱(chēng)為T(mén)-P40通用電價(jià)選擇函數(shù)表（由于目前國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心大多會(huì)要求一用一備的外電架構(gòu)，故一般情況下外電最大需量不會(huì)超過(guò)50%，同時(shí)暫不考慮極小概率下，由于實(shí)際使用容量超過(guò)申報(bào)容量可能產(chǎn)生的罰款）。

表1 T-P40通用電價(jià)選擇函數(shù)表（按40%最大需量申報(bào)，即繳納容量電費(fèi)的容量占已經(jīng)開(kāi)電的受電變壓器總?cè)萘康?0%）

注：對(duì)于一般工商業(yè)用電的工業(yè)用戶(hù)也需要繳納容量電費(fèi)的地區(qū)（如上海），縱坐標(biāo)則調(diào)整為大工業(yè)用電與一般工商業(yè)用電容量電費(fèi)的差價(jià)即可使用。

本函數(shù)表的橫坐標(biāo)為大工業(yè)電價(jià)相比一般工商業(yè)用電，電度電價(jià)便宜的價(jià)格（元/kwh）?？v坐標(biāo)為最大需量申報(bào)的容量電費(fèi)單價(jià)或差價(jià)（元/kVA/月）。數(shù)據(jù)區(qū)為數(shù)據(jù)中心的外線(xiàn)平衡負(fù)載率（%），是指數(shù)據(jù)中心采用大工業(yè)電價(jià)與一般工商業(yè)電價(jià)繳費(fèi)相等的情況下，數(shù)據(jù)中心實(shí)際用電容量（kVA）占外線(xiàn)總?cè)萘浚╧VA）的比例。

以數(shù)據(jù)區(qū)第一個(gè)數(shù)據(jù)為例，當(dāng)大工業(yè)用電電度電價(jià)比一般工商業(yè)便宜0.01元的情況下，最大需量的容量電費(fèi)單價(jià)或差價(jià)為10元/kVA·月時(shí)，數(shù)據(jù)中心外線(xiàn)負(fù)載率達(dá)到58.5%時(shí)，大工業(yè)用電與一般工商業(yè)用電每月繳費(fèi)相等，即超過(guò)該外線(xiàn)負(fù)載率，大工業(yè)用電才具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)。

如前所述，目前大多數(shù)數(shù)據(jù)中心采用一用一備的外電架構(gòu)，因此外線(xiàn)負(fù)載率一般不會(huì)超過(guò)50%，所以當(dāng)大工業(yè)電度電價(jià)比一般工商業(yè)僅便宜0.01元的時(shí)候，電力公司允許自由選擇且能夠選擇一般工商業(yè)用電的情況下，一般工商業(yè)用電具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。

將表中外線(xiàn)負(fù)載率超過(guò)50%的情況標(biāo)紅，在采用一用一備的外電架構(gòu)下，如果外線(xiàn)負(fù)載率落在標(biāo)紅區(qū)域，則直接選擇一般工商業(yè)電價(jià)即可。

為更直觀理解T-Power通用電價(jià)選擇函數(shù)表，筆者繪制了以下的函數(shù)三維曲面圖（縱坐標(biāo)為外線(xiàn)負(fù)載率-%，橫坐標(biāo)為容量電費(fèi)單價(jià)或差價(jià)-元/kVA/月，進(jìn)深為電度電價(jià)差-元/kwh），當(dāng)數(shù)據(jù)中心外線(xiàn)負(fù)載率落在圖中三維曲面以下的區(qū)域，一般工商業(yè)用電價(jià)格具有優(yōu)勢(shì)，高于該曲面之后，則建議選擇大工業(yè)用電。

四、不同區(qū)域電價(jià)選擇的建議

結(jié)合華東（上海、江蘇、浙江）、華北（河北北部地區(qū)、北京、天津）、華南（廣東地區(qū)）幾個(gè)主要經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域，看一下本函數(shù)表的使用價(jià)值。表2為以上主要地區(qū)的電價(jià)表，電價(jià)數(shù)據(jù)來(lái)自于參考文獻(xiàn)所列各地發(fā)改委、物價(jià)局及電力公司相關(guān)文件。

通過(guò)表2，定性分析，可以看到，在華東地區(qū)，上海的電價(jià)相對(duì)具有吸引力；同時(shí)在華北地區(qū)，冀北電網(wǎng)的電價(jià)具有區(qū)域的價(jià)格優(yōu)勢(shì)；在廣東地區(qū)，粵北電價(jià)具有非常明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。在經(jīng)過(guò)2018年至今的幾次電價(jià)降價(jià)后，在以上幾個(gè)區(qū)域中，粵北220kV電度電價(jià)最低，峰平谷加權(quán)平均電度電價(jià)僅為0.4476元/kwh（含政府性基金及附加）。

根據(jù)表2數(shù)據(jù)，查詢(xún)T-P40表格，得到各地?cái)?shù)據(jù)中心的外電平衡負(fù)載率，見(jiàn)表3。

表3 T-P40通用電價(jià)選擇函數(shù)表（各區(qū)域示例）

通過(guò)表3可以得出以下建議：

1. 在上海、江蘇、浙江，根據(jù)2019年最新執(zhí)行的電價(jià)，優(yōu)先選擇一般工商業(yè)用電。

2. 河北北部（冀北）地區(qū)，110kV供電外線(xiàn)負(fù)載率需要達(dá)到51%左右，即數(shù)據(jù)中心負(fù)載率（一用一備）需要超過(guò)100%，大工業(yè)電價(jià)才具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，因此在冀北電網(wǎng)范圍內(nèi)，如果采用一用一備的外電方式，110kV及以下的電壓等級(jí)，選擇一般工商業(yè)用電具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)。

3. 北京市：經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)建議直接選擇大工業(yè)用電（如允許）；城區(qū)在接近20%左右的外線(xiàn)負(fù)載率，40%左右的IT負(fù)載率（一用一備）情況下，需要關(guān)注用電類(lèi)型的變更；郊區(qū)則分別在25~30%，50~60%左右的負(fù)載率情況下，關(guān)注用電類(lèi)型的變更。

4. 天津市：經(jīng)過(guò)2019年的電價(jià)調(diào)整，天津一般工商業(yè)用電具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)。

5. 廣州：不同供電電壓等級(jí)下，外線(xiàn)負(fù)載率接近15%~20%，IT負(fù)載率（一用一備）接近30%~40%的情況下，關(guān)注用電類(lèi)型的變更。

6. 粵北：在外線(xiàn)負(fù)載率接近14%~17%，IT負(fù)載率（一用一備）接近28%~34%的情況下，關(guān)注用電變更。

以上所有分析均基于文章最后的電價(jià)參考文件的電價(jià)，40%的最大需量，一用一備的外電架構(gòu)。本文的第五小節(jié)提供了其他最大需量情況下的TP表格供讀者參考，其中T-P100表格為按變壓器容量申報(bào)。

關(guān)于經(jīng)濟(jì)效益，以粵北為例，假設(shè)數(shù)據(jù)中心外電總?cè)萘繛?萬(wàn)kVA，10kV供電，一用一備，第一年上架進(jìn)度為25%。當(dāng)采用大工業(yè)電價(jià)，第一年繳納電費(fèi)約2474萬(wàn)元；采用一般工商業(yè)電價(jià)，約1898萬(wàn)元；當(dāng)按照T-P40表格的平衡負(fù)載率進(jìn)行申報(bào)變更（理想狀態(tài)下），約1856萬(wàn)元。

由于各地電價(jià)文件和執(zhí)行細(xì)則相差較大，讀者根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w條件，靈活參考本文內(nèi)容。

五、其他最大需量函數(shù)表（T-P50，T-P67，T-P75，T-P100）

T-P50表格中的50%解釋為，需繳納容量電費(fèi)的容量占已經(jīng)開(kāi)電的受電變壓器總?cè)萘康谋壤Ｓ捎赥-Power通用電價(jià)選擇函數(shù)表，以電價(jià)差價(jià)作為自變量，無(wú)量綱的負(fù)載率作為因變量，因此與申報(bào)外電總?cè)萘繜o(wú)關(guān)，故該系列表格不僅適用于單個(gè)數(shù)據(jù)中心的電價(jià)選擇，也適用于單臺(tái)變壓器的報(bào)停與恢復(fù)，以及園區(qū)級(jí)的電價(jià)選擇。同時(shí)由于在函數(shù)的推算過(guò)程中，備份電源比例在分子和分母同時(shí)出現(xiàn)，故本函數(shù)表本身與外電備份比例無(wú)關(guān)，外電是否采用DR架構(gòu)，不影響函數(shù)表的使用，僅影響最終判斷的臨界值。（如當(dāng)采用2用1備的外電架構(gòu)時(shí)，根據(jù)申報(bào)最大需量的比例，使用對(duì)應(yīng)函數(shù)表即可，判斷采用大工業(yè)用電的臨界值由一用一備的50%調(diào)整為67%。其他比例類(lèi)推）。

表中標(biāo)綠部分為外線(xiàn)負(fù)載率超過(guò)100%的情況（不可能實(shí)現(xiàn)的情形），在該情況下，直接選擇一般工商業(yè)電價(jià)即可。

表4 T-P50通用電價(jià)選擇函數(shù)表

（50%為需繳納容量電費(fèi)的容量占已經(jīng)開(kāi)電的受電變壓器總?cè)萘康?0%）

表5 T-P67通用電價(jià)選擇函數(shù)表

（67%為需繳納容量電費(fèi)的容量占已經(jīng)開(kāi)電的受電變壓器總?cè)萘康?7%）

表6 T-P75通用電價(jià)選擇函數(shù)表

注：（75%為需繳納容量電費(fèi)的容量占已經(jīng)開(kāi)電的受電變壓器總?cè)萘康?5%）

請(qǐng)注意，由于一般情況下，按75%最大需量申報(bào)的容量電費(fèi)可能會(huì)超過(guò)按100%變壓器容量申報(bào)，所以T-P75表格的使用場(chǎng)景可能較少。

表7 T-P100通用電價(jià)選擇函數(shù)表

（100%為需繳納容量電費(fèi)的容量占已經(jīng)開(kāi)電的受電變壓器總?cè)萘康?00%，即按變壓器容量申報(bào)容量電費(fèi)）

（轉(zhuǎn)自：《工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化》總第248期，作者：朱華 李勇 李典林）