2002年1月的一个寒冷早晨，凌晨6点，新德里天还没亮。我在厨房准备早餐、打包午饭、给两个孩子收拾东西准备赶校车，就在这时，这已经是这周第三次停电了。没有灯光，没有搅拌机做不出女儿最爱吃的puttu米饭，没有热水壶，没有烤面包机。卫生间一片黑暗，孩子们也很沮丧。
电力可能要几个小时后才能恢复，所以我拿起手电筒，点上家里为这种情况常备的蜡烛。这时我们已经落后于计划了。我们打包了现有的食物，穿上厚衣服抵御渐渐变冷的房间，然后出门，把一团糟的厨房留在身后。我们摸黑走到公交车站——路灯也是坏的——结果发现女儿又错过了班车。我在贾米亚·米利亚伊斯兰大学教电力系统和智能电网课程,这下要迟到了。我只希望学校那边有电。
这是我家和整个德里在2000年代初的常见场景。停电几乎每天都会发生，一停就是几个小时。即便有电，供电质量也很差，灯光会变暗，屏幕会闪烁，家电也常常因此损坏。电力公司的客户服务基本上形同虚设。
这些问题在整个1980年代和1990年代不断恶化。原因在于：老化的配电网缺乏关键技术，而供电企业几乎不承担任何责任。情况严重到该市因设备老旧和电力盗窃而损失了一半以上的电力。这些惊人的损耗意味着电力公司实际收到的电费只是他们输送电量的一小部分。而资金的匮乏又使他们无法投资改善电网基础设施。
但在过去的四分之一个世纪里，政府和该市配电公司做出的显著努力，将德里的电网转变为一个可靠的现代化系统。电力损耗从2002年的超过50%下降到2026年的5%到6%，与法国、比利时相当，甚至好于希腊和塞尔维亚。德里的电网可靠性指数——衡量电力可依赖程度的指标——在2002年约为70%，如今已超过99.9%。
供电的可靠让全市的商业蓬勃发展。路灯明亮，电动汽车（包括城市公交车）的数量每天都在增长，生活质量得到改善。如今，尽管德里夏天酷热、冬天寒冷，我的家人全年都能舒适地生活。停电造成的混乱不再阻碍我按时上班。这座城市依然存在污染、拥挤、噪音等问题，但幸运的是，供电可靠已不再是其中之一。
德里电网的转型可以为其他遭受基础设施老化困扰的城市提供借鉴。阿尔巴尼亚、阿根廷、孟加拉国、巴西、爱沙尼亚、印度部分地区、肯尼亚、巴基斯坦、斯里兰卡、乌干达和委内瑞拉，都正因配电网的严重损耗而苦苦挣扎。这些地方的问题就像25年前德里的情况一样。我相信，借鉴德里所做的改变，是有可能改善这些地区的电力状况的。以下就是德里如何实现这一转变的内幕故事。
德里的电网与能源结构
德里是印度共和国的首都，位于该国北部的亚穆纳河沿岸。这里约有2300万人口，是世界上人口密度最高的地区之一。德里的电网包括数千公里的输电线路，今年的电力峰值需求达到了创纪录的8748兆瓦。该市目前76%的电力购自邻近州的中央发电公司和私营企业。城市内部的发电则局限于天然气和可再生能源。全市约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15.6%，位居首位。
到2000年代初，德里近百年历史的配电系统已经严重老化。一切都很陈旧——输电线路、变压器、断路器、开关。新的电网技术本应用来应对新型电力负荷，但当时几乎没有资金进行升级改造。
电网的破旧状态引发了许多问题，其中最突出的就是高电力损耗，即电能主要以热量形式消散。造成损耗的原因是一个经典的电气问题：过多的电流流经一个设计上无法高效承载它的网络。
要理解这个问题，需要先了解现代电网的运作方式。通常电网包括发电、输电和配电三个环节。发电后，变压器将电力转换为高电压等级——在印度通常是132、220、400或765千伏。输电线路随后将电力长距离输送到离用户较近的接收变电站。变压器再将电压降低（在印度降至66、33或11千伏），配电线路随后分支延伸，将电力送达用户。整个电网主要以交流电方式运行。
配电网络同时承载有功功率和无功功率。有功功率是用于完成实际工作的能量（以瓦特计量）。无功功率则是在电路中来回流动、用于建立电场和磁场的功率（以VAR即无功伏安计量）。尽管无功功率不做实际功，但对许多设备而言却是必需的，例如感应电机、变压器和计算机（通常指任何带有电感或电容元件的电路或设备）。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——就必然增大。线路中的电流越大，线路发热越严重，浪费为热量的能量也就越多。
除了电流之外，线路电阻同样会增加损耗。电阻是指电子在导电材料（电网中通常是铝）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。一般规律是：线路损耗等于电流的平方乘以电阻。
无功功率还带来第二个问题：它会导致线路上的电压下降。而当电压降低时，许多现代电气设备会试图通过增大电流来维持大致相同的性能水平。而更高的电流又会在线路中产生更大的损耗，进而使电压进一步下降。
在健康的电网中，电力公司会采取补偿措施来降低电流并维持线路末端的电压。但在德里，这样的措施并未得到执行。结果形成了一个恶性循环：无功负荷增加了电流，更高的电流增加了能量损耗并降低了电压，而更低的电压又迫使设备draw更多电流，进一步加剧了损耗。
在德里的一些地区，这种影响如此严重，以至于居民不得不自行采取措施。我的一位住在城市另一片区域的同事，长期遭遇电压过低，导致家电无法正常运转，只好自己安装了稳压器。而在我家，我们购买了逆变器和电池系统，以便在频繁停电期间维持风扇和几盏灯的运转。
德里的电力损耗与电力盗窃
德里的损耗并非完全由技术问题造成。无论是有权有势的人还是无权无势的人，电力盗窃都十分猖獗。企业、居民用户，以及有既得利益的电力公司员工，都会从电网中窃电。非法接入路灯或靠近自家住宅、工厂的配电线路十分容易。电力公司缺乏资源来识别盗电行为并加以处罚。即便能够识别，法院系统也已不堪重负，而能够推动改革的电力监管委员会当时尚未完全成立。
更糟糕的是，电力公司及其员工的行为几乎从不被追责，腐败因此在系统中蔓延。许多缺乏适当技能的初级工程师和线路工人，被要求处理几乎所有问题，包括停电、闪烁和账单缴纳。这意味着培训不足的人却掌握着过大的权力。
除此之外，客户也不按时缴费。电表老旧，故障频发，且容易被篡改。电力公司员工需要上门查看客户住所的电表，将读数记录在本子上，回到办公室后再录入账簿或计算机，转换为电费账单后再送到客户家中。这个流程留下了大量出错的空间。
要缴纳账单，客户必须在电力公司办公室排长队，而办公室的营业时间有限。许多客户不愿为此耽误半天工作，干脆就不缴费。而且不缴费也没有任何惩罚——当时没有任何法规允许电力公司切断客户的电力供应。（我当年是靠家人代替排队来缴纳电费的。）
商业损耗与技术损耗叠加，导致德里的电力公司在2000年代初，实际收到的电费还不到他们所供应电量的一半。
印度电力法与电力改革
这些问题并非德里独有。2002年，印度各州电力公司的平均电力损耗接近37%。我的祖国迫切需要系统性改革，但电力事务的管理权分散在中央和州政府之间，这使得决策十分零散。各州负责大部分的发电、输电和配电，而中央政府则负责为多个州供电的发电业务，例如水电站、化石燃料电厂和核电站。中央政府可以推动改革，但改革能否成功取决于各州。更糟糕的是，大多数州将发电、输电和配电的管理权集中在同一个机构手中，这使该机构掌握了过大的控制权，也削弱了透明度和竞争。
2001年，印度中央政府开始起草具有历史意义的立法，最终形成了具有里程碑意义的《2003年电力法》。该法案中的重大改革措施之一，就是拆分了州政府对电网的统一管理，为发电、输电和配电分别成立独立实体。它还向私有化开放了电力行业，允许大型电力用户绕开当地配电公司，直接从竞争企业购电或自建电厂。该法案还成立了一个中央监管机构，负责确定跨州电价并促进电力行业的市场竞争。同时，它也建立了起诉电力盗窃行为的法律机制。
2002年，德里已经开始采取果断行动整顿其电网。负责德里配电业务的机构——德里电力局（Delhi Vidyut Board）被拆分，两家私营公司——BSES（现为信实基建公司）和塔塔电力——接管了配电业务。他们面临着极为艰巨的任务。负责德里北部区域的塔塔电力，必须解决高达53.5%的商业与技术综合电力损耗。而业务分属两家子公司的BSES，则要面对南德里51.5%和东德里63.1%的损耗。
塔塔电力首席执行官德维贾达斯·巴萨克告诉我：“公司接手的是一个老化超载的网络，猖獗的电力盗窃，薄弱的计费和收款系统，不准确的用户记录，以及一支老化且缺乏培训的员工队伍。”当时，未解决的账单投诉超过10万起，待处理的用电申请达2万件，供电故障频发，这严重侵蚀了消费者的信任，他补充道。塔塔和BSES都制定了全面的改革措施和人力资源发展计划。这两家公司多年来走了不同的道路，但最终实施了类似的改革，也取得了类似的成果。
德里电力系统的全面改造
修复德里电网是一个涉及所有相关方的过程，包括客户、市政当局以及各层级的电力公司员工。电力公司重组了组织架构，削弱了初级员工的权力，并成立专门团队来处理特定任务。原德里电力局的老员工也接受了来自新公司新人的培训。
在技术层面，两家公司都安装了数字控制系统，使他们能够从中央位置监控和操作电网。这套系统被称为SCADA（监控与数据采集系统），它提供了对基础设施的全局视图，包括设备状态、电压、电流、功率流和开关位置，并能实现秒级更新。这帮助电力公司识别高损耗和高盗电的区域，并基于准确信息做出更快的决策。
电力公司还更换了老化的变压器和断路器，并为设备制定了全面的维护计划。2002年，该地区约有11%的变压器随时处于故障状态。据塔塔电力介绍，如今这一比例已降至不到1%。至关重要的是，两家公司在关键位置安装了数百个电容器组（其中一些是可移动的），用以就地补充无功功率。这一改进降低了配电线路中的总电流，帮助稳定了电压。他们还在系统中电压容易下降的节点安装了电压调节器。
为减少盗电行为，两家公司将裸露的配电线路更换为绝缘线路——将三相线合并为单根电缆——这使得非法接入线路变得更加困难。这些电缆还降低了停电的发生率，因为它们能更好地防止接地故障，比如树枝掉落在线路上导致的故障。
工人们也获得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（比手持式传感器更安全），以及热成像扫描工具，用于检测高压设备绝缘层中隐藏的缺陷——这些缺陷若未被发现，可能会引发灾难性故障。
为减少计费不准确和电表篡改的问题，公司用手持设备可读取的数字电表取代了老旧的电机式电表。在部分地区，塔塔电力还安装了基于射频技术的集群计量系统，将多个客户的电表数据整合为一体，通过无线方式传输到中央数据库，从而不再需要逐户人工抄表。目前两家公司正在尝试推广智能电表，这类电表让消费者能更好地掌控自己的电费支出，也让电力公司能够（在获得客户同意的前提下）远程控制部分设备。
为鼓励人们按时缴费，电力公司设立了全天24小时开放的自助缴费机，并建立了网上支付系统和手机应用程序。提前缴费的激励措施以及社区参与项目也起到了积极作用。此外，德里执法部门的协助也大幅减少了电力盗窃行为。
塔塔电力在其服务范围内的223个贫民窟中，雇用当地女性上门提醒邻居缴纳电费。这些被称为“abhas”的收费员，2017年曾在新德里桑贾伊·巴斯蒂地区与一位客户交流的场景被拍摄下来。
在盗电现象尤为猖獗、损耗高达83%（据塔塔电力数据）的区域，电力公司采取了不同的策略。这些德里的角落主要居住着低收入家庭。塔塔电力，随后BSES也跟进，努力改善这些居民的供水条件，并提供教育机会，例如印地语读写培训和金融知识普及课程。这些努力尤其关注女性群体，因为她们更多时间待在家中，公司为她们支付报酬，让她们负责向邻居收取电费。如今，这些地区的电费缴纳率已经与德里其他地区相当。
近年来，一些客户开始安装屋顶太阳能板，以享受相关的补贴和激励政策。这一趋势能够进一步降低电力损耗，因为在用户端产生的电力可以减少配电线路中的电流。客户也在安装更多的LED灯具和节能家电，从而降低了系统的整体负荷。
BSES正在利用人工智能来协助检测盗电行为。相关算法会分析损耗异常偏高区域的用电模式。该公司还在利用人工智能预测电力需求、优化运营效率，并为客户提供聊天机器人服务。
德里的生活质量得到提升
如今德里的生活比25年前好了许多。我不再担心停电会打乱我的日程安排。持续稳定的Wi-Fi让我安心，家中的供暖和制冷系统也让全家人保持舒适。逆变器和蓄电池现在很少再用得上。
德里的商业数量大幅增加，部分原因正是得益于稳定优质的电力供应。人们可以放心购买依赖电力运转的产品。事实上，由于人口增长、商业活动增加以及电器使用量的上升，该市的用电峰值需求自2002年以来已增长了三倍。
此外，这一变化也为环境带来了益处。每减少一单位被浪费的电力，就意味着少发一单位电，也意味着碳排放的相应减少。
不过，仍有工作要做。德里的一些地区依然存在较高的损耗，部分原因是电动三轮车的非法充电行为。在印度其他地区，喜马偕尔邦、中央邦、马哈拉施特拉邦和特伦甘纳邦，尽管已经实施了《2003年电力法》的全面改革，损耗率仍维持在17%到23%左右。造成持续损耗的原因有很多：通往偏远村庄的漫长配电线路、数字化程度不足，以及账单和收款环节的低效率。
这些地区，以及世界其他地方，都可以从德里电网的成功转型中汲取经验。据世界银行数据，近年来阿根廷、希腊、牙买加和摩洛哥等国家的电力损耗大幅上升，其中一些成因与德里在2002年所面临的情况类似。
与此同时，澳大利亚、北美和欧洲的大多数国家，以及亚洲和非洲的一些国家，得益于对配电基础设施的持续投资和对规则的严格执行，电力损耗都维持在较低水平。例如在中国，损耗已从7.1%逐步降至3.4%，减少了一半。在拉脱维亚，损耗从25%骤降至5.8%。
重要的是要采取全面的方法。智能电表、人工智能和数据分析等技术确实有帮助，但同样重要的是，一线工作人员要接受培训并对自己的工作负责，同时法律要得到执行，费用要得到收取。
BSES首席执行官阿比舍克·兰詹告诉我：“可持续的损耗降低不能仅靠技术实现。技术是重要的推动因素，但长期的成功来自于将技术与严格的执行、运营层面的责任担当以及强有力的消费者参与相结合。”
Q&A
Q1：德里电网的电力损耗从多少降到了多少？
A：德里的电力损耗从2002年的超过50%下降到2026年的5%到6%，与法国、比利时相当，甚至优于希腊和塞尔维亚。
Q2：德里电网改革具体采取了哪些技术手段？
A：主要措施包括安装SCADA监控系统、更换老化变压器和断路器、加装电容器组和电压调节器、将裸线更换为绝缘电缆、推广数字电表和智能电表，以及利用AI检测盗电和预测电力需求。
Q3：德里是如何解决电力盗窃问题的？
A：电力公司通过更换绝缘电缆减少非法接线，借助执法部门打击盗电行为，并在低收入社区开展教育和社区参与项目，雇用当地女性协助收取电费，从而大幅降低了盗电率。