新德里如何将电力损耗从50%降至5%

2002 年 1 月的一个寒冷清晨，凌晨 6 点，新德里。外面还一片漆黑，我在厨房里准备早餐、装好午餐盒，帮两个孩子做坐校巴的准备。就在这时，一周之内第三次停电了。没有灯光，搅拌机坏了，没法帮女儿做好她最爱吃的米饭 puttu，烧水壶、烤面包机也全成了摆设。浴室黑漆漆的，孩子们都很烦躁。

过几个小时才可能来电，我抓起手电筒，点燃家里为这种场合备好的蜡烛。现在我们要迟到了，把有的食物打包好，因为屋子变冷，我们裹紧外套出门，留下一片狼藉的厨房。我们在黑暗中摸索到公交站——路灯也灭了——结果发现女儿又没赶上车。我在贾米亚·米利亚·伊斯兰大学（Jamia Millia Islamia）当电气工程教授，主要教电力系统和智能电网，这下肯定要迟到了。只希望学校里有电吧。

在 2000 年代初，这是我家人，也是整个德里地区的常态。停电几乎每天发生，一停就是好几个小时。即使有电，质量也差得可怜，灯光昏暗，屏幕闪烁，家电随时罢工。电力公司的客户服务基本等于没有。

2007 年 7 月，一个孩子在走过新德里一家专门销售翻新发电机的商店。夏季高温加剧了大家对停电的担忧，促使居民购买发电机来自助发电。图片：Nicholas Bradley/AFP/Getty Images

这些问题在 1980 和 1990 年代越来越严重。原因在于：配电网老化，关键技术缺失，且电力供应商毫无问责机制。情况糟糕到城市因设备过时和偷窃损失了一半以上的电力。这些惊人的损耗意味着电力公司只能收到其试图输送电量的零头款项。资金短缺又导致他们无法投资改善电网基础设施，形成恶性循环。

然而，在过去二十五年间，政府与德里的配电公用事业公司付出了非凡的努力，将德里电网转变为可靠且现代化的系统。电力损耗率已从 2002 年的 50% 以上，大幅降至 2026 年的 5% 至 6%，与法国和比利时持平，并优于希腊和黑山。德里的电网可靠性指数——衡量电力供应稳定性的指标——从 2002 年的约 70% 提升至如今的 99.9% 以上。

位于德里 Paharganj 区、繁忙的 Main Bazar 集市夜间用电需求日益增长，但电力损耗率的降低有助于应对这一需求。 iStock

得益于稳定的电力供应，全城各地的企业蓬勃发展。街灯通明，包括城市公交在内的电动汽车数量每天都在增加，生活质量也随之改善。如今，尽管德里夏季酷热、冬季寒冷，我们全家一年四季都能舒适地待在家里。不再因停电导致的混乱而阻碍我上班。城市仍面临污染、过度拥挤和噪音等问题，但值得庆幸的是，电力供应不稳定已不在其中。

德里电网的转型可以为其他饱受老旧电力基础设施之苦的城市提供范本。阿尔巴尼亚、阿根廷、孟加拉国、巴西、爱沙尼亚、印度、肯尼亚、巴基斯坦、斯里兰卡、乌干达和委内瑞拉的部分地区正受困于配电网络的高损耗。它们的问题宛如 25 年前的德里。我相信，通过借鉴德里的变革措施，可以改进这些地区的电力状况。以下是该城市如何实现这一目标的内部视角。

德里电网与能源结构

德里是印度共和国的首都所在地，位于印度北部的亚穆纳河沿岸。这里生活着约2300万人口，是全球人口最稠密的地区之一。德里的电网拥有数千公里的输电线路，今年峰值电力需求达到8748兆瓦，创下历史新高。目前，该市76%的电力购自中央发电企业以及邻邦的私营电力公司。市内的发电仅限于天然气和可再生能源。该市近48.5%的电力来自煤炭，约26.5%来自天然气，其余来自无碳能源，其中水电占比最高，达15.6%。

塔塔电力（Tata Power）用地下电缆替换了约5公里的架空线路，既降低了电力损耗，也美化了德里街头，例如Shalimar Bagh街区的Janta Flats一带。图片来源：Tata Power-DDL

到2000年代初，德里已有近百年历史的配电系统已严重失修。一切都老化了——线路、变压器、断路器、开关，无一幸免。新的用电负载需要新的电网技术来支撑，但升级设备的资金却严重不足。

破败的电网带来了诸多问题，其中最突出的是高额电力损耗——电力主要以热量的形式白白流失。损耗的根源是一个经典的电气问题：过大的电流流经一个并非为其高效输送而设计的网络。

要理解这个问题，得先了解现代电网的运作方式。电网通常由发电、输电和配电三个环节组成。电力生产出来后，变压器将其升压至高压等级——在印度通常为132、220、400或765千伏。随后输电线路将电力远距离输送至靠近用电地区的受电变电站，变压器再把电压降下来（在印度为66、33或11千伏），配电线路随之分支延伸，把电力送到千家万户。整个电网主要以交流电运行。

各国电力损耗对比：2002 年 vs. 2023 年

牙买加长期遭受猖獗的窃电困扰，阿根廷则受制于高通胀和电网维护不足，导致电力损耗上升。与此同时，新加坡的电力损耗从 2002 年的 6.6% 降至 2023 年几乎可忽略不计的 0.2%。

世界银行集团

配电网传输有功和-reactive 无功两种功率。有功功率是用于做有用功的能量（以瓦特为单位）。无功功率是在电路中来回流动的功率，用于建立电场和磁场（以视在伏安，即 VAR 为单位）。尽管无功功率不做有用功，但许多设备，如感应电机、变压器和计算机（通常指含电感或电容元件的电路或设备）都离不开它。

当同一条线路上有大量设备消耗无功功率时，线路承载的总电流——即有功电流与无功电流之和——必须增加。线路电流越大，发热越严重，浪费为热能的能量就越多。

除了电流，线路电阻也会加剧损耗。电阻是指电子在导电材料（电网中通常为铝）中移动时遇到的阻力。线路越长、分支和连接点越多，电阻就越大。经验法则是：线路损耗等于电流的平方乘以电阻。

无功功率还会引发第二个问题：它会导致线路电压下降。电压降低时，许多现代电气设备会试图通过增加电流来维持大致相同的性能。更高的电流会造成线路损耗进一步扩大，进而导致电压进一步下跌。

电表技术对电力损耗的影响

德里电力分销商塔塔电力（Tata Power）将该区域的电力损耗从 2002 年的 53.1% 降至 2023 年的 6.3%。该公司采用了一系列综合干预措施和技术，包括日益精密的电表。

塔塔电力

在健康的电网中，电力公司会采取补偿措施来降低电流，并确保电压在线路末端保持稳定。但在德里，这种情况并未出现，结果形成了恶性循环：无功负荷导致电流增大，更高的电流又加剧了电能损耗并拉低电压；电压降低迫使设备吸入更多电流，进一步推高了损耗。

在德里的一些地区，问题尤为严重，居民不得不自己动手解决。我的一位同事住在城市的另一处，那里的电压长期偏低，导致家用电器无法可靠运行，她只能自费安装稳压器。在我家，我们购买了逆变器和电池系统，以便在频繁的停电期间维持一台风扇和几盏灯的正常运作。

德里电网的损耗并非完全由技术问题导致，盗电现象也极为猖獗，权贵和弱势阶层（此处双关）均有参与。企业、居民用户以及利益相关的电力公司员工都会 从电网中非法窃电。由于许多路灯或输配电线路距离住宅或工厂很近，非法接线非常容易实现。电力公司缺乏资源去识别窃电行为或惩罚违规者。即便他们有能力做到，法院早已不堪重负，而能够推动改革的电力监管委员会也尚未完全成型。

更新的电表使计费变得更加简便和准确。 Tata Power-DDL

雪上加霜的是，电力公司及其员工很少因自身行为受到追责，腐败问题因此长期困扰着整个系统。 初级工程师和线路工人（其中许多人缺乏相应的技术技能）被要求处理几乎所有的问题，包括停电、灯光闪烁和账单支付。将如此多的权力交给接受培训不足的人手中，实在是过于危险。

更糟的是，用户基本不交电费。电表老旧、故障频发，还容易被动手脚。抄表员得亲自上门抄表，记在本子上，回到办公室再录入台账或电脑，最后生成电费单送到用户家里。这个流程给错误计费留下了很大空间。

交电费也得去电力公司的营业厅排长队，而营业时间又很有限。很多人不想为此请半天假，干脆就不交了。而且不交电费也没有任何处罚——当时并没有允许电力公司对用户断电的法规。（我自己就是让家里人替我排队交的。）

在商业损失和技术损失的双重作用下，2000 年代初，德里电力公司供应的电力中，能收到钱的还不到一半。

印度《电力法》与电力改革

这些问题并非德里独有。2002 年，印度各邦电力公司的电力损耗平均接近 37%。我的国家亟需系统性改革，但电力管理权分散在中央和各邦政府之间，决策难以统一。各邦负责大部分发电以及输配电，中央政府则监管跨邦供电的项目，如水电、火电厂和核电站。中央政府可以推动改革，但改革能否落地取决于各邦。更糟的是，大多数邦把发电、输电和配电都交给同一家机构，权力过度集中，透明度和竞争性也随之下降。

2011 年，BSES Rajdhani Power 的技术团队正在维护一台大型电力变压器上的绝缘子串。 BSES Rajdhani Power

2001 年，印度中央政府着手起草具有历史意义的法案，最终形成了里程碑式的《2003 年电力法》。该法案旨在通过一系列重大改革彻底改造电力行业：它打破了国家对电网网络的垄断监管，将发电、输电和配电拆分为独立实体；向私营部门开放电力行业；允许大型电力用户绕过当地配电公司，直接向竞争对手购电或自建电厂；设立中央监管机构，负责制定跨省电价并推动市场竞争；同时建立了起诉窃电行为的机制。

德里的战略性点位已安装数百个电容器组，用于提供无功功率并帮助稳定电压。塔塔电力-DDL

2002 年，德里已率先采取激进措施修复电网。原本掌管德里配电的机构——德里电力局被拆分，两家私营企业接管了配电业务：BSES（现更名为信实基础设施）和塔塔电力。它们面临的挑战艰巨无比。负责德里北部的塔塔电力，须应对高达 53.5% 的合计商业与技术线损；BSES 的业务区由两家子公司分别管理，其中南德里线损率为 51.5%，东德里更是高达 63.1%。

“接手的是一个老化且过载的网络、大规模的窃电现象、薄弱的计费与收费系统、不准确的用户记录，以及一支年老且缺乏培训的队伍，”塔塔电力首席执行官 Dwijadas Basak 对我说道。他补充说，当时积压了超过 10 万件未解决的计费投诉、2 万份待审批的接电申请，加上频繁的供电故障，用户信任度已严重受损。塔塔电力和 BSES 均推行了大刀阔斧的改革和人力资源发展计划。多年来，两家公司各自探索路径，但最终实施了相似的变革，也取得了类似的效果。

德里电力系统的彻底改造

重建德里电网是一场涉及所有相关方的长期征程，包括用户、市政机构和各级电力公司员工。电力公司改革了组织架构，削弱基层员工的权力，并设立专职团队聚焦特定任务。原德里电力委员会（Delhi Vidyut Board）的资深员工，则接受新公司新兴人才的培训。

在技术层面，两家公司都部署了数字化的控制系统，实现从中央位置对电网进行监控与操作。这套系统被称为SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition，数据监视与采集系统），能提供基础设施的宏观视图，包括设备状态、电压、电流、潮流分布和开关位置，并以秒为单位实时更新。这一系统帮助公司快速识别高损耗与窃电区域，并基于准确数据做出高效决策。

位于德里卡尔卡吉（Kalkaji）地区巴拉吉庄园（Balaji Estate）的 SCADA 系统，是 BSES Rajdhani Power 在德里南部和西部配电网的神经中枢。它实现了对电网运行的实时可视化、远程控制、故障定位与隔离以及负荷管理。图片来源：BSES Rajdhani Power

电力公司还更换了老化变压器和断路器，并为设备制定了详尽的维护计划。2002 年，该地区任意时刻约有 11% 的变压器处于故障状态；而 Tata 指出，如今这一比例已降至 1% 以下。尤为关键的是，公司在战略节点安装了数百组电容组（包括部分移动式设备），用于提供无功补偿。这一改进降低了配电线路的总电流，并帮助稳定电压。此外，在电压易跌落的位置还安装了电压调节器。

为打击窃电，公司将裸露的配电线更换为绝缘电缆——单一电缆承载三相——增加了私自接线的难度。绝缘电缆还有效减少了停电，因为它能更好地防止接地故障（例如树枝倒伏触线所致）。

一线员工拿到了更好的传感器和工具，以更安全、更准确地完成工作。例如，他们配备了头盔式电压传感器——比手持式更安全——以及热成像扫描工具，用于检测高压设备绝缘层中的隐蔽缺陷，避免酿成灾难性故障。

为了减少账单错误和电表篡改问题，公司用数字电表取代了老式机电式电表，抄表用手持设备完成。在部分地区，Tata 安装了基于射频的集中抄表系统，把多个用户的电表汇总到一个计量点，数据再通过无线方式传送到中央数据库，无需逐户抄表。目前各公司正在试验 智能电表，这种电表不仅让消费者能更好地掌控自己的电费，还能让电力公司（在客户同意的前提下）远程控制部分设备。

为了鼓励大家按时缴费，电力公司设立了全天候服务的自助缴费亭，还推出了网上缴费系统和手机 App。早缴优惠和社区宣传项目也起了作用，而德里执法部门的协助则大幅遏制了窃电行为。

Tata Power 雇佣了其服务的德里北部 223 个贫民窟的居民妇女，挨家挨户提醒邻居缴纳电费。这些收费员（左图和中图）被称为 abhas，照片摄于 2017 年，图中她正在新德里 Sanjay Basti 地区与一位客户交谈（右图）。Prashanth Vishwanathan/Bloomberg/Getty Images

在窃电尤其猖獗、线损率高达 83% 的区域，据 Tata 称，各公司采取了另一种策略。德里这些片区主要居住着低收入家庭。Tata Power 和后来的 BSES 着力改善这些居民的供水，并提供教育机会，比如印地语读写课程和理财知识培训。这些工作重点面向女性——她们更多待在家里——并付费请她们代收邻居的电费。如今，这些区域的缴费率已与德里其他地区持平。

近年来，一些用户为了享受补贴和激励政策，开始在屋顶安装太阳能电池板。这一趋势有助于进一步降低电力损耗，因为用户端自发的电力减少了配电线路中的电流。用户还安装了更多 LED 灯和节能电器，从而减轻了电网负荷。

BSES 正在利用 AI 来协助检测窃电行为。算法通过分析损耗高于正常水平区域的用电模式来进行检测。公司还利用 AI 来预测需求、优化运营效率以及提供客户聊天机器人服务。

德里的生活品质得到提升

与 25 年前相比，德里的生活状况要好得多。我不再担心停电会迫使我重新安排日程。稳定不断网的 Wi-Fi 让我感到安心，舒适的冷暖系统则确保了我和家人的舒适。我们很少需要依赖旧的逆变器和电池。

德里电动三轮车的数量急剧增加，加大了电网的需求。 萨贾德·侯赛因/AFP/Getty Images

得益于稳定的电力供应，德里企业数量大幅增长。人们可以放心购买依赖电力的产品。事实上，由于人口增长、商业活动活跃以及电器使用增多，自 2002 年以来，该城市的电力峰值需求已经翻了三倍。

此外，还有利于地球环境。减少一单位电力的无效损耗，就意味着少生产一单位电力，当然，碳排放也随之减少。

不过，工作尚未完成。德里某些地区的高损耗问题依然严峻，部分原因在于电动三轮车的非法充电。在印度其他地区，尽管实施了 2003 年《电力法》，喜马偕尔邦、中央邦、马哈拉施特拉邦和特伦甘纳邦的损耗率仍在 17% 至 23% 之间。造成持续损耗的原因有很多：通往偏远村庄的配电线路过长、数字化程度较低，以及计费与收款效率低下等。

德里的电网复苏经验，可供这些地区及全球其他地方借鉴。据世界银行数据，阿根廷、希腊、牙买加和摩洛哥等国的电力损耗近期大幅上升，其中部分成因与德里在 2002 年面临的挑战相似。

与此同时，澳大利亚、北美和欧洲的大多数国家，以及亚洲和非洲的部分国家，电力损耗均处于较低水平，因为它们持续投资配电基础设施并严格执法。以中国为例，电力损耗已逐步减半，从 7.1% 降至 3.4%。拉脱维亚的损耗则从 25% 骤降至 5.8%。

关键在于采取综合措施。智能电表、AI 和数据分析等技术固然有用，但同样重要的是，一线人员需接受培训并履行职责，同时确保法律得到执行、电费得以收缴。

“仅靠技术无法实现可持续的损耗降低，” BSES Rajdhani Power CEO Abhishek Ranjan 告诉我，“技术是重要的推动因素，但长期成功需要将技术与严谨的执行、运营问责制以及积极的用户参与度结合起来。”