準實時電價策略探析

殷樹剛，苗文靜，拜克明

（1.中國電力科學研究院，北京 100192；2.山東電力超高壓公司，濟南 250021；3.新鄉(xiāng)供電公司，河南 新鄉(xiāng) 453002）

電力負荷受人類活動的影響，近似以1日為周期進行波動，而且波動幅度很大。以國家電網(wǎng)公司為例，2008年負荷波動的峰谷差值接近100 GW。負荷的波動直接導(dǎo)致電力供需關(guān)系的變化，用價格的波動來抑制負荷的波動被認為是需求側(cè)管理最有效的手段［1—2］。

2010年“兩會”期間，溫家寶總理在政府工作報告中提出要加強智能電網(wǎng)建設(shè)，擴大用電大戶與發(fā)電企業(yè)直接交易試點，推行居民用電用水階梯價格制度，健全可再生能源發(fā)電定價和費用分攤機制。

目前在我國已經(jīng)實施和可能實施的電價機制主要有固定電價、階梯電價、分時電價［3—6］和實時電價［7］4種。現(xiàn)階段，在我國實施何種電價機制才適合國情？

1 4種電價的比較分析

1.1 固定電價

固定電價是價格不隨時間波動的電費收取方式。我國長期實施對居民用戶的優(yōu)惠補貼電價，低廉的價格難以促進節(jié)能減排的開展。同時，固定的價格難以反映電力的供需關(guān)系，使得電力企業(yè)和社會在實施需求側(cè)管理時缺乏有效的手段。

1.2 階梯電價

階梯電價是把每戶平均用電量設(shè)置為若干個階梯，分段或分檔次定價計算費用：第一階梯為基數(shù)電量，此階梯內(nèi)電量較少，電價較低；第二階梯電量相對較高，電價也有所提升；第三階梯電量更多，電價更高。

以日本為例，從20世紀70年代起，由于石油危機，為節(jié)約能源，日本開始對居民用戶實施階梯電價：第一段為120 kWh，是生活必需用電，電價為17.87日元/kWh；第二段為 120～300 kWh，電價為22.86日元/kWh；第三段為300 kWh以上，電價為24.13日元/kWh。

階梯電價按照階梯式累進電價計收電費，可以通過價格杠桿來抑制用戶的需求，從而達到節(jié)能減排的目的?？墒请A梯電價基本上以1個月為周期，同樣很難反映電力供需的真實關(guān)系。因此，在實施階梯電價時，電力企業(yè)同樣缺乏有效的需求側(cè)管理手段，難以實現(xiàn)能源的高效利用。從刺激消費、拉動內(nèi)需的角度看，階梯電價抑制居民消費意愿，難以起到拉動內(nèi)需的作用。

階梯電價的政策制定要考慮居民居住條件的不同，一只電能表對應(yīng)的用戶可能常住3人，亦可能常住8人，如何保證公平是需要仔細研究的課題。

1.3 分時電價

分時電價又被稱為峰谷電價，是指根據(jù)電網(wǎng)的負荷變化情況，將一天24 h劃分為峰、平、谷等多個時段，對各時段分別制定不同的電價以鼓勵用戶合理安排用電時間，達到削峰填谷的目的，提高電力資源的利用效率。

實施分時電價，不僅使普通居民感到實惠，而且對電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)和低碳經(jīng)濟都十分有利：①能夠削峰填谷、平衡負荷、提高發(fā)電效率，發(fā)電企業(yè)將從中受益；②發(fā)電效率的提高可以減少碳排放量，保護環(huán)境，使社會受益；③用戶可以通過需求響應(yīng)，減少電費支出。

以浙江省為例，該省從2001年開始進行居民分時電價的試點，2005年全省執(zhí)行分時電價的城鎮(zhèn)居民用戶已達150萬戶。統(tǒng)計資料表明，這150萬戶家庭，谷電的使用比例由原來的15%提高到了43%，提高了接近2倍，用電量提高了22%。實行分時電價后，居民平均電價降低了17%，電力的競爭力得到了提高，推動了電能替代其他能源的進程。

谷電使用比例的提高，可以轉(zhuǎn)移高峰負荷1.5GW，對緩解高峰供用電矛盾、減少供電線路拉閘限電次數(shù)、提高供電可靠性、進而通過提高電力資源利用率實施節(jié)能減排，起到了積極的作用。綜合電價的降低能夠促進居民的消費意愿，進而刺激國內(nèi)電器消費市場。目前一般發(fā)電廠的投資成本約為6 000元/kW，從建設(shè)節(jié)約型社會的角度看，浙江省推廣居民分時電價成功實現(xiàn)移峰1.5GW，就可以少建1.5GW的發(fā)電機組，節(jié)省投資近90億元。

但是，目前我國實施的分時電價也存在一定的不足。

（1）分時電價時段劃分策略按日循環(huán)，重復(fù)執(zhí)行，過于僵化，缺少靈活性。分時電價時段劃分策略是以特定地區(qū)上年的年負荷曲線的加權(quán)平均曲線來劃分的。一般情況下，分時電價在時段劃分策略上是適用的，可是在加權(quán)情況下的平均曲線很難做到精細化的調(diào)整，有時甚至出現(xiàn)價格策略的引導(dǎo)與實際情況相背離的情況。

以北京地區(qū)為例，北京電網(wǎng)峰谷電價時段劃分方案是：①峰時段，10：00～15：00，18：00～21：00；②谷時段，23：00～次日7：00；③平時段，7：00～10：00，15：00～18：00，21：00～23：00?？墒?，2009年6月25日15：51，北京電網(wǎng)日最大負荷達到12.44GW［8］，也就是說在當天日負荷需求達到極值的時候，電力企業(yè)對電力用戶實施的電價策略卻是平時段電價。

（2）普通居民分時電價的種類太少，一般只有峰、谷2種。

1.4 實時電價

實時電價是隨時間變化的電價，這是電力市場最理想的電價。電力企業(yè)根據(jù)電力供需狀況以及電力供應(yīng)中清潔能源的比例，實時發(fā)布電價，一般每15min發(fā)布一次，通過價格杠桿實時調(diào)節(jié)電力用戶的需求，實現(xiàn)電力負荷需求的理想化，進而提高能源的使用效率，實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。實時電價的實施還能夠促進居民消費意愿，進而刺激國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展。

實時電價在實施過程中可能會遇到如下一些問題：①電是一種商品，電力企業(yè)本身具有天然的壟斷屬性，政府對電力企業(yè)實施監(jiān)管是必須的，如何監(jiān)管需要仔細研究；②對有些用戶特別是工業(yè)用戶而言，有些生產(chǎn)是需要早做安排的，用戶的響應(yīng)具有滯后效應(yīng)和拖尾效應(yīng)，難以及時響應(yīng)頻繁變動的電價；③理想化的電價形成機制，即使是將電價限制在某一區(qū)間內(nèi)，也會造成電價的種類太多，過于顆?；碾妰r會使電力用戶形成響應(yīng)疲憊，進而影響響應(yīng)的效果；④過于顆?；碾妰r會造成電價政策發(fā)布和計量的龐大數(shù)據(jù)量，每15min發(fā)送一次電價，把電價策略送到千家萬戶，信息流量太大，本身耗能太多，同時對通信的可靠性要求太高。

因此，實時電價理論非常理想，但是缺乏可操作性。

2 現(xiàn)階段的電價選擇

2.1 過渡時期的階梯電價

通過上述比較可知，無論從理論上還是從實施效果來看，分時電價與實時電價確實優(yōu)于階梯電價。既然如此，現(xiàn)階段政府為何執(zhí)行階梯電價？其實，實施何種電價受到各種客觀因素的制約，例如：電能表計的功能能否滿足要求，電能表計的通信信道是否普及，以及經(jīng)濟因素等。

對固定電價而言，電費只與電能量有關(guān)，因此電能表只需要實現(xiàn)計量功能即可。電能表可以是機械表，也可以是電子表，電能表是否具有時鐘以及能否實現(xiàn)分時計量，電能表是否具有遠程信道都不影響電價的實施。

對階梯電價而言，電費既與電能量有關(guān)，也與用戶每月的用電量有關(guān)。因此從理論上講，電能表既需要實現(xiàn)計量功能，又需要具有時鐘功能，可以實現(xiàn)電能量的月凍結(jié)，必須是電子表。電能表能否實現(xiàn)分時計量，電能表是否具有遠程信道都不影響電價的實施。在實際操作中，由于階梯電價價格差異的結(jié)算周期較長，因此在電能表是機械表的情況下，可以通過人工每月抄表的方式來近似替代電能量的月凍結(jié)。

對分時電價而言，電費既與電能量有關(guān)，也與用戶每日不同時間段的用電量有關(guān)。因此電能表既需要實現(xiàn)計量功能，又需要具有時鐘功能和分時計量功能，必須是電子表。電能表是否具有遠程信道并不影響電價的實施。

對實時電價而言，電價隨時間頻繁波動，電費既與電能量有關(guān)，也與用戶每日不同時間段的用電量有關(guān)，更與電力企業(yè)制定的價格有關(guān)。因此電能表既需要實現(xiàn)計量功能，又需要具有時鐘功能和分時計量功能，必須是電子表。除此之外，電能表還必須具有遠程信道來接收供電企業(yè)發(fā)布的電價策略。

目前我國使用中的居民電能表將近2億只，大部分都只具備簡單的計量功能（有些甚至是機械表），不具備分時計量功能，如果要全部更換為分時電能表或者智能電能表需要很長的時間。

中國政府在哥本哈根會議上承諾到2020年中國的單位GDP的CO2排放強度降低40%～45%，這是中國政府高度負責態(tài)度的體現(xiàn)?？紤]到我國在用電能表的功能現(xiàn)狀以及節(jié)能減排的需求，目前在我國實施階梯電價是唯一可行的選擇。在用電能表計比較先進的浙江等省，電力企業(yè)已經(jīng)開始對用戶實施基于階梯電價的分時電價。

國家電網(wǎng)公司發(fā)布了關(guān)于智能電能表的標準，并決定利用6年的時間為用戶更換智能電能表和安裝用電信息采集系統(tǒng)，智能電能表的固件支持除計量功能外的所有功能的在線升級，這為實施靈活的價格策略提供了可能。

2.2 具有可操作性的準實時電價

2.2.1 準實時電價是提高清潔能源利用效率的重要手段

根據(jù)我國政府的規(guī)劃，到2020年，我國可再生能源占一次能源供應(yīng)的比重，將從目前的7%提高到15%左右。到2010年，我國可開發(fā)風電10 GW，可開發(fā)太陽能8 GW。預(yù)計到2020年，我國開發(fā)的風電可達100GW，太陽能可達10～20GW。

大量清潔能源接入電網(wǎng)，使得電力供應(yīng)與負荷需求之間的矛盾更加突出。電力企業(yè)通過調(diào)度電源側(cè)來實現(xiàn)供需平衡和電網(wǎng)穩(wěn)定將越來越困難。據(jù)美國電科院的統(tǒng)計：所有負荷中大約有30%～40%的負荷是彈性負荷。如何充分利用好這些彈性負荷是智能電網(wǎng)時代需求側(cè)管理的重要課題。

在智能電網(wǎng)時代，借助信息通信技術(shù)的普及和完善，調(diào)度需求進行負荷響應(yīng)是解決清潔能源大規(guī)模接入電網(wǎng)的必由之路：電力用戶的所有負荷特別是彈性負荷不再是隨機地投入電網(wǎng)，而是有組織、有計劃地投入電網(wǎng)。這些能夠被有組織、有計劃調(diào)度的負荷就是智能需求。

智能需求的潛力很大，價格則是建設(shè)和培育智能需求的重要手段，也是決定性因素之一?？紤]電力企業(yè)可以利用多年來營銷系統(tǒng)中存儲的大量用戶用電信息，結(jié)合先進的氣象預(yù)報信息，采用數(shù)據(jù)倉庫、智能挖掘、聯(lián)機分析等技術(shù)，以多維分析方式精確地預(yù)測負荷和能源供應(yīng)，并且考慮到實時電價缺乏可操作性和實用性，建議政府可以考慮授權(quán)電力企業(yè)實施準實時電價。

2.2.2 準實時電價策略及其優(yōu)點

準實時電價就是電力企業(yè)在D-1日根據(jù)對D日24 h負荷以及電力供應(yīng)預(yù)測結(jié)果，制定D日24 h的電價日時段劃分方案，并通過智能電網(wǎng)智能用電系統(tǒng)主站，利用現(xiàn)代通信信息技術(shù)下發(fā)到智能電能表，智能電能表在D-1日某約定時間前將D日24 h電價日時段劃分策略通過互動終端通知用戶后，在D日0：00開始執(zhí)行。

為了追求利益最大化，電力企業(yè)制定的準實時電價日時段劃分策略會具有很強的針對性。這種針對性對電力負荷需求理想化，以及節(jié)能減排意義重大。因此準實時電價可以帶來社會、企業(yè)和用戶的共贏。

實施準實時電價有以下幾點好處：

（1）作為調(diào)動電力用戶參與需求側(cè)響應(yīng)的基本手段，分時電價的實施，已經(jīng)取得了很好的效果，但是現(xiàn)行的每日重復(fù)的分時電價時段劃分策略過于僵化。如果政府授權(quán)電力企業(yè)實施準實時電價，電力企業(yè)就可以根據(jù)負荷預(yù)測的實際狀況靈活地制定電價日時段劃分策略，政府只需監(jiān)管日平均電價即可。

（2）種類豐富的電價日時段劃分策略基本能夠彌補由于電價的細化程度不足導(dǎo)致的電力需求曲線與供應(yīng)曲線之間的偏差。

（3）準實時電價的發(fā)布方案，可以大大降低對通信的實時性要求。

借鑒分時電價的制定方法，政府還可以授權(quán)電力企業(yè)實施更多種類的電價策略。電價種類的增多，可以使電力企業(yè)對電力負荷需求進行更精細的調(diào)節(jié)。

采用準實時電價的方案還具有良好的擴展性：既可以滿足目前電力企業(yè)實施分時電價的需求，又能夠滿足智能用電發(fā)展的需求，為電力企業(yè)分階段、分步驟的建設(shè)智能電網(wǎng)提供了可能。

可以預(yù)見，利用智能電網(wǎng)完善的通信系統(tǒng)，通過實施準實時電價，分布在千家萬戶的智能需求在價格的引導(dǎo)下，通過用戶設(shè)定的價格響應(yīng)策略進行響應(yīng)，可以讓需求的波動與清潔能源的波動基本一致，從而大幅提高清潔能源的使用效率和電網(wǎng)接納清潔能源的能力，保障電網(wǎng)的穩(wěn)定運行［9］。

3 結(jié)束語

在傳統(tǒng)電網(wǎng)時代，人們利用價格來抑制需求的波動，實現(xiàn)能源的高效利用；在智能電網(wǎng)時代，可以通過價格調(diào)動需求波動，以適應(yīng)清潔能源的波動。靈活的電價策略是實現(xiàn)清潔能源從接入電網(wǎng)到融入電網(wǎng)轉(zhuǎn)變的重要手段。智能電網(wǎng)的建設(shè)使得更靈活的電價政策的實施成為可能，而靈活的電價政策可以讓智能電網(wǎng)更充分地發(fā)揮作用。準實時電價是現(xiàn)實和可行的選擇。

［1］ 中國赴歐洲電力需求側(cè)管理培訓(xùn)團.歐洲電力需求側(cè)管理對中國的啟示（上）——來自中國赴歐洲電力需求側(cè)管理的培訓(xùn)報告［J］.電力需求側(cè)管理，2007，9（2）：1-6.

［2］ 王蓓蓓，李揚，高賜威.智能電網(wǎng)框架下的需求側(cè)管理展望與思考［J］.電力系統(tǒng)自動化，2009，33（20）：17-22.

［3］ 胡福年，湯玉東，鄒云.峰谷分時電價策略在江蘇電網(wǎng)的應(yīng)用研究［J］.華東電力，2006，34（9）：16-18.

［4］ 湯玉東，鄒云.需求側(cè)實行峰谷分時電價策略的影響分析［J］.電工技術(shù)學報，2007，22（4）：168-174.

［5］ 鄒云.需求側(cè)實行峰谷分時電價策略的原則探析［J］.華東電力，2006，34（7）：15-19.

［6］ 唐捷，任震，胡秀珍.一種可操作的需求側(cè)管理峰谷分時電價定價方法［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2005，29（22）：71-75.

［7］ 殷樹剛，張宇，拜克明.基于實時電價的智能用電系統(tǒng)［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2009，33（19）：11-16.

［8］ 中國電力新聞網(wǎng).高溫天氣拉動電力負荷節(jié)節(jié)攀升［EB/OL］.（2009-06-26）［2010-09-01］.http://www.cec.org.cn/htm l/news/2009/6/26/2009626144469566.htm l.

［9］ 王海靜，殷樹剛，拜克明，等.長尾理論應(yīng)用于智能需求建設(shè)的探討［J］.中國電力，2010，43（9）：45-47.