基于用戶負(fù)荷特性的銷售電價(jià)的定價(jià)方法

黃海濤，吳潔晶，鄭 瑛，俞志堅(jiān)

(1.上海電力學(xué)院，上海 200090;2.國網(wǎng)金華供電公司，浙江 金華 323000)

一直以來，我國實(shí)行按行業(yè)劃分的銷售電價(jià)分類政策，不能反映不同負(fù)荷特性用戶的供電成本差異和需求差異，導(dǎo)致各類用戶之間及其內(nèi)部交叉補(bǔ)貼問題嚴(yán)重，高壓向低壓、工商業(yè)向居民和農(nóng)業(yè)用戶提供補(bǔ)貼，同類用戶中高負(fù)荷率用戶向低負(fù)荷率用戶提供補(bǔ)貼.分類結(jié)構(gòu)及其比價(jià)關(guān)系不合理的問題日益突出，嚴(yán)重阻礙了我國科學(xué)銷售電價(jià)體系的建立，同時(shí)也是推進(jìn)電力市場化和電力體制改革的桎梏.為此，國務(wù)院將銷售電價(jià)分類改革工作列為2013年國家經(jīng)濟(jì)體制改革重點(diǎn)工作.繼此國家發(fā)改委下發(fā)了《關(guān)于調(diào)整銷售電價(jià)分類結(jié)構(gòu)有關(guān)問題的通知》([2013]973號(hào)文)，明確提出:將歸并現(xiàn)行銷售電價(jià)分類，并以用電負(fù)荷特性為主，逐步建立結(jié)構(gòu)清晰、比價(jià)合理、繁簡適當(dāng)?shù)匿N售電價(jià)分類結(jié)構(gòu)體系，原則上5年左右調(diào)整到位.

目前，由于能源結(jié)構(gòu)、電力系統(tǒng)等的差異性，各國形成了不同的電價(jià)結(jié)構(gòu).就電價(jià)分類體系而言，大多數(shù)國家普遍采用的是按電壓等級(jí)及行業(yè)定價(jià)，也有部分國家采用將容量和負(fù)荷率結(jié)合定價(jià)，即高壓用戶按負(fù)荷率，低壓用戶按容量定價(jià).按負(fù)荷率定價(jià)較為成熟的國家為法國，其經(jīng)驗(yàn)可為我國的電價(jià)結(jié)構(gòu)體系改革作參考.

本文結(jié)合我國電價(jià)政策，針對(duì)同一電壓等級(jí)，提出了一種計(jì)及負(fù)荷特性的銷售電價(jià)定價(jià)方法.該方法按負(fù)荷率劃分用戶類別，建立了負(fù)荷率分檔方法，結(jié)合會(huì)計(jì)成本和邊際成本定價(jià)方法，構(gòu)建了一種混合的兩部制銷售電價(jià)定價(jià)法，以反映不同用電負(fù)荷特性的用戶的供電成本差異，同時(shí)滿足財(cái)務(wù)平衡需求.

1 用戶的邊際用電成本

邊際成本定價(jià)由于其在系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的基礎(chǔ)上，能夠提供合理的經(jīng)濟(jì)信號(hào)，較會(huì)計(jì)成本定價(jià)更能真實(shí)地反映不同負(fù)荷特性用戶間的成本差異，目前已在很多國家得到廣泛應(yīng)用.采用邊際成本定價(jià)法，首先根據(jù)用電負(fù)荷特性對(duì)用戶進(jìn)行分類，然后計(jì)算每類用戶單位負(fù)荷增加所引起的系統(tǒng)成本增量，最后根據(jù)財(cái)務(wù)目標(biāo)調(diào)整電價(jià)水平，制訂出合理的電價(jià)體系.[1]

1.1 用戶用電的邊際容量成本

邊際容量成本是指在一定時(shí)期內(nèi)，用戶單位負(fù)荷的增加所引起的系統(tǒng)容量成本的增加，其包括邊際發(fā)電容量成本、邊際輸配電容量成本、用戶成本3部分.

邊際發(fā)電容量成本是指不同時(shí)段為滿足微增的發(fā)電，系統(tǒng)所需增加的發(fā)電容量成本.根據(jù)文獻(xiàn)[2]可知，峰時(shí)段邊際發(fā)電容量成本為峰荷機(jī)組的容量成本;平、谷時(shí)段邊際發(fā)電容量成本分別為腰荷、基荷機(jī)組容量成本，再扣除替代峰荷、腰荷機(jī)組發(fā)電而節(jié)約的發(fā)電容量成本，在最優(yōu)電源規(guī)劃條件下這部分成本恰好等于腰荷、基荷機(jī)組容量成本.因此，邊際發(fā)電容量成本在高峰時(shí)段為峰荷機(jī)組的容量成本，在非高峰時(shí)段為零，該方法稱為峰荷責(zé)任法.

輸配電線路的投資具有超前性，其增容需要若干年的時(shí)間才能達(dá)到額定容量，故邊際輸配電容量成本一般采用測算期的年平均成本.在不同電壓等級(jí)間，輸配電成本從高到低逐級(jí)傳遞，故高電壓等級(jí)只承擔(dān)高電壓等級(jí)輸配電成本，低電壓等級(jí)既承擔(dān)高電壓等級(jí)成本又承擔(dān)低電壓等級(jí)成本.對(duì)于不同的用電時(shí)段，需要區(qū)分輸配電成本是高電壓等級(jí)的還是本電壓等級(jí)的，這里的電壓等級(jí)都是針對(duì)用戶的.若為高電壓等級(jí)，則仍遵從峰荷責(zé)任法，輸配電容量成本僅由高峰時(shí)段承擔(dān);若為本電壓等級(jí)，理論上該成本應(yīng)由各時(shí)段承擔(dān)，但由于這部分成本較少，故仍按峰荷責(zé)任法由高峰時(shí)段承擔(dān).

1.2 用戶用電的邊際電量成本

邊際電量成本是電力系統(tǒng)為了滿足微增負(fù)荷而增加的運(yùn)行成本，主要是電廠的燃料成本，它取決于不同時(shí)段邊際電廠的燃料成本，如圖1所示.

圖1 不同時(shí)段邊際電廠燃料成本

由圖1可以看出，高峰時(shí)段為峰荷機(jī)組的燃料成本，平時(shí)段為腰荷機(jī)組的燃料成本，谷時(shí)段則為基荷機(jī)組的燃料成本.[3]

目前我國發(fā)電側(cè)實(shí)行標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)，而非峰谷分時(shí)電價(jià)或?qū)崟r(shí)電價(jià)，電網(wǎng)公司為滿足用戶在任意時(shí)段增加1個(gè)單位用電，所花費(fèi)的購電成本基本相同.因此，可以忽略用電時(shí)間，在所有時(shí)段均取相同的邊際電量成本，即電網(wǎng)公司平均購電成本中的燃料費(fèi)用部分.

2 計(jì)及負(fù)荷特性的銷售電價(jià)定價(jià)方法

2.1 基本思路

銷售電價(jià)應(yīng)當(dāng)反映用戶真實(shí)的用電成本，然而用戶的用電負(fù)荷特性各不相同，其單位用電的成本也不同，這主要取決于用戶接入電網(wǎng)的電壓等級(jí)和負(fù)荷率.負(fù)荷率指標(biāo)反映了用戶對(duì)系統(tǒng)固定設(shè)備的利用率，負(fù)荷率越高，設(shè)備利用越充分，單位電量的固定成本越少;電壓等級(jí)則反映了用戶輸配電的成本差異，高壓用戶只使用系統(tǒng)的高壓送變電設(shè)備，而低壓用戶使用了高、低壓送變電設(shè)備.因此，應(yīng)當(dāng)按電壓等級(jí)和負(fù)荷率劃分用戶類別，根據(jù)各類用戶真實(shí)的用電成本，制定每一類用戶的電價(jià)水平.[4]限于篇幅，本文僅討論同一電壓等級(jí)按負(fù)荷率分類的銷售電價(jià)定價(jià)方法.

采用邊際成本定價(jià)法可以按照用戶負(fù)荷特性差異定價(jià)，其缺陷在于難以完全補(bǔ)償成本;而會(huì)計(jì)成本定價(jià)可以保證財(cái)務(wù)平衡，但在成本分?jǐn)偵想y以保證公平負(fù)擔(dān).因此，為了反映用戶供電成本差異，同時(shí)滿足財(cái)務(wù)平衡需求，本文將會(huì)計(jì)成本定價(jià)和邊際成本定價(jià)結(jié)合起來，構(gòu)建了一種混合的定價(jià)法.也就是說，按負(fù)荷率劃分用戶類別，根據(jù)每類用戶的邊際用電成本確定分?jǐn)傌?zé)任，滿足定價(jià)的會(huì)計(jì)成本需求，從而真實(shí)地反映用戶對(duì)系統(tǒng)成本的影響.

根據(jù)用電邊際成本分析，理論上用戶用電的容量成本應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)高峰期用戶用電負(fù)荷計(jì)收，電量成本根據(jù)用戶用電量計(jì)收.故應(yīng)當(dāng)采用兩部制電價(jià)，前者對(duì)應(yīng)基本電費(fèi)，后者對(duì)應(yīng)于電度電費(fèi).由于前者需要計(jì)量在系統(tǒng)高峰時(shí)期用戶的用電負(fù)荷，而該時(shí)期是不斷變化且不能準(zhǔn)確預(yù)期的，不具有實(shí)際操作的可行性，故按照用戶最大負(fù)荷計(jì)收.由于用戶用電與系統(tǒng)高峰時(shí)刻存在錯(cuò)峰效應(yīng)，因此部分容量成本通過基本電費(fèi)回收，剩余部分通過電度電費(fèi)回收.

2.2 負(fù)荷率分類

負(fù)荷率是影響同一電壓等級(jí)用戶用電成本的重要負(fù)荷特性指標(biāo)，故應(yīng)按負(fù)荷率分檔制定各類用戶的銷售電價(jià).具體分檔步驟為:將用戶按較小的負(fù)荷率間隔分為多個(gè)檔位，測算每一檔的理論比價(jià)與用戶數(shù)目;然后根據(jù)同一檔內(nèi)理論價(jià)差和戶數(shù)的比重，進(jìn)行檔位合并，確定最終的分檔水平及數(shù)目.

2.3 容量成本的分?jǐn)?/h3>

2.3.1 在各類用戶間的責(zé)任分?jǐn)?/p>

用戶同時(shí)率是指用戶群綜合最大負(fù)荷與每個(gè)用戶最大負(fù)荷之和的比值，假設(shè)第i類用戶的同時(shí)率為di.那么，對(duì)于第 i類用戶而言，每個(gè)用戶最大負(fù)荷之和增加1個(gè)單位時(shí)，由于用戶用電的錯(cuò)避峰效應(yīng)，該類用戶綜合最大負(fù)荷增加di，所占用的系統(tǒng)容量為di.也就是說，該類用戶邊際容量成本為系統(tǒng)容量成本與該類用戶同時(shí)率di的乘積，故據(jù)此在各類用戶間分?jǐn)側(cè)萘砍杀?

2.3.2 在基本電費(fèi)與電度電費(fèi)間的分?jǐn)?/p>

按照是否與負(fù)荷率相關(guān)，將容量成本劃分為基本電費(fèi)和電度電費(fèi)兩部分.圖2為某電壓等級(jí)的負(fù)荷率－同時(shí)率曲線，以 A點(diǎn)用戶為例，在 A點(diǎn)做切線，可將該類用戶分?jǐn)偟娜萘砍杀緞澐譃镺B和B'A兩部分.B'A代表的容量成本可表示為切線斜率×BB'，BB'為與負(fù)荷率相關(guān)的變量.因此，B'A這部分容量成本由電度電費(fèi)分?jǐn)偅琌B部分容量成本則歸于基本電費(fèi)部分.

圖2 負(fù)荷率－同時(shí)率關(guān)系曲線

2.4 負(fù)荷率分類的兩部制銷售電價(jià)模型

假設(shè)某一電壓等級(jí)系統(tǒng)的供電成本為Cs，其中容量成本為Csr，電量成本為Csd，Csr占Cs的比重為k.系統(tǒng)最大負(fù)荷計(jì)為Pmax，則系統(tǒng)單位容量成本為:

根據(jù)負(fù)荷率大小用戶已劃分為 n類，若第i類用戶的同時(shí)率為di，根據(jù)容量成本責(zé)任，用戶應(yīng)承擔(dān)的單位容量成本為:

其中，與用電量無關(guān)的部分通過基本電費(fèi)回收，故該類用戶應(yīng)承擔(dān)的基本電價(jià)應(yīng)為:

剩余部分與用電量有關(guān)，可通過電度電費(fèi)回收;電量成本全部通過電度電費(fèi)回收.兩部分進(jìn)行單位折算并加和就是電度電價(jià)，公式表述為:

式中:fi——該類用戶的負(fù)荷率;

f——該電壓等級(jí)系統(tǒng)負(fù)荷率

T——測算期，取為 730 h/月;

Qi——第i類用戶的用電量;

Qs——該電壓等級(jí)系統(tǒng)的用電量.

2.5 計(jì)算步驟

計(jì)及負(fù)荷特性的銷售電價(jià)定價(jià)流程為:首先，對(duì)用戶進(jìn)行負(fù)荷特性分析;然后，采用會(huì)計(jì)成本定價(jià)法，對(duì)用戶的供電成本進(jìn)行測算，不僅包括總成本的測算，還包括容量成本與電量成本的測算;最后，按照邊際成本定價(jià)法進(jìn)行成本分?jǐn)偱c電價(jià)設(shè)計(jì).其流程圖如圖3所示.

圖3 計(jì)及負(fù)荷特性的銷售電價(jià)定價(jià)流程

3 算例分析

3.1 算例描述

通過調(diào)研，采集獲得2013年某省10 kV電壓等級(jí)1 000戶樣本用戶典型日的負(fù)荷數(shù)據(jù)，以及各類用戶售電量及目錄電價(jià)，其成本數(shù)據(jù)取該省當(dāng)前10 kV平均銷售電價(jià)水平，容量成本比重取50%.按負(fù)荷率分類測算該省10 kV電壓等級(jí)每類用戶的兩部制銷售電價(jià)水平，并測算該省10 kV電壓等級(jí)用戶按現(xiàn)行行業(yè)分類的理論比價(jià)及交叉補(bǔ)貼程度.

3.2 用戶負(fù)荷特性分析

根據(jù)全體樣本用戶的48點(diǎn)日負(fù)荷數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析用戶的負(fù)荷率和同時(shí)率指標(biāo)，通過曲線擬合得到該省10 kV電壓等級(jí)用戶的負(fù)荷率－同時(shí)率曲線如圖4所示.

圖4 某省10 kV電壓等級(jí)用戶的負(fù)荷率－同時(shí)率曲線

3.3 結(jié)果驗(yàn)證分析

3.3.1 負(fù)荷率分類的兩部制電價(jià)測算結(jié)果

根據(jù)現(xiàn)行兩部制電價(jià)實(shí)施范圍，對(duì)容量在315 kw及以上的用戶按負(fù)荷率進(jìn)行分類.取負(fù)荷率間隔0.05劃分為20檔，計(jì)算各檔初始理論比價(jià)和用戶比重，然后通過分檔合并確定最終負(fù)荷率的分檔水平和數(shù)目;采用邊際成本與會(huì)計(jì)成本的混合定價(jià)方法，計(jì)算每一類用戶的兩部制電價(jià)，結(jié)果如表1所示.

由表1可知，用戶負(fù)荷率越高，平均電價(jià)越低，這表明高負(fù)荷率用戶對(duì)系統(tǒng)的利用率越高，其單位供電成本越低;用戶負(fù)荷率越高，承擔(dān)的容量成本比重越大，且基本電價(jià)也越高，這表明用戶負(fù)荷率越高，對(duì)系統(tǒng)及設(shè)備的利用程度更高，故應(yīng)承擔(dān)更多的固定費(fèi)用，因此負(fù)荷率定價(jià)方法能夠真實(shí)地反映不同負(fù)荷特性的用戶的供電成本差異.由于負(fù)荷率越高，用戶所需支付的電價(jià)就越低，故它能有效地激勵(lì)用戶改變用電模式，提高設(shè)備利用率.

3.3.2 交叉補(bǔ)貼分析

采用邊際成本與會(huì)計(jì)成本的混合定價(jià)方法，測算該省10 kV電壓等級(jí)現(xiàn)行的銷售電價(jià)和理論電價(jià)水平，其差值可用于評(píng)估該類用戶的交叉補(bǔ)貼程度，結(jié)果如表2所示.結(jié)果表明:大工業(yè)用戶向農(nóng)業(yè)和居民用戶提供交叉補(bǔ)貼;一般工商業(yè)及其他用戶的現(xiàn)行電價(jià)基本反映了其真實(shí)供電成本;農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民生活用電負(fù)荷率較低、用電時(shí)間更為集中，設(shè)備利用率較低且容量成本占用率高，故若按負(fù)荷特性分類定價(jià)其價(jià)格水平將會(huì)上升.

表1 某省10kV電壓等級(jí)兩部制銷售電價(jià)測算結(jié)果(315 kW及以上)

表2 某省10kV電壓等級(jí)各類用戶間的交叉補(bǔ)貼分析

4 結(jié)語

本文提出了按負(fù)荷率指標(biāo)劃分用戶類別，并構(gòu)建了計(jì)及用戶負(fù)荷特性的銷售電價(jià)定價(jià)模型，該模型能夠反映不同負(fù)荷特性的用戶的供電成本差異，更好地體現(xiàn)了價(jià)格制定的公平性.同時(shí)，它能夠激勵(lì)用戶合理用電，提高電力設(shè)備的利用率.根據(jù)理論電價(jià)水平的測算，通過實(shí)際案例量化分析了我國現(xiàn)行用戶類別間的交叉補(bǔ)貼程度.結(jié)果表明，大工業(yè)和一般工商業(yè)用戶對(duì)農(nóng)業(yè)、居民用戶提供交叉補(bǔ)貼，并且目前居民和農(nóng)業(yè)用戶享受補(bǔ)貼幅度較高.該問題在我國各省市普遍且將長期存在，因此在銷售電價(jià)結(jié)構(gòu)調(diào)整政策制定中對(duì)于交叉補(bǔ)貼現(xiàn)狀應(yīng)予以充分考慮.

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