面向電網(wǎng)企業(yè)代理購(gòu)電的行業(yè)精細(xì)化電價(jià)定價(jià)機(jī)制

周自強(qiáng)，王韻楚，顏 擁，韓嘉佳，張 智，林振智

（1.浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院，浙江省杭州市 310007；2.浙江華云清潔能源有限公司，浙江省杭州市 310008；3.國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司電力科學(xué)研究院，浙江省杭州市 310014）

0 引言

為促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)，推動(dòng)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，助力“碳達(dá)峰·碳中和”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，中國(guó)進(jìn)一步推進(jìn)用電側(cè)電價(jià)改革，取消工商業(yè)目錄電價(jià)，暫未直接從電力市場(chǎng)購(gòu)電的用戶(hù)由電網(wǎng)企業(yè)代理購(gòu)電［1］?！秶?guó)家發(fā)展改革委關(guān)于“十四五”時(shí)期深化價(jià)格機(jī)制改革行動(dòng)方案的通知》［2］中指出，需平穩(wěn)推進(jìn)銷(xiāo)售電價(jià)改革，不斷完善綠色電價(jià)政策，強(qiáng)化與產(chǎn)業(yè)和環(huán)保政策的協(xié)同，促進(jìn)節(jié)能減碳。用電側(cè)電價(jià)改革有利于能源成本的傳導(dǎo)，合理的價(jià)格機(jī)制能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)要素的優(yōu)化配置，電網(wǎng)企業(yè)代理購(gòu)電工作是落實(shí)燃煤發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)市場(chǎng)化改革和推進(jìn)用電側(cè)電價(jià)改革的重要措施，有利于推動(dòng)電力市場(chǎng)有序發(fā)展，但也為電網(wǎng)企業(yè)帶來(lái)了新的風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。

國(guó)外在電力市場(chǎng)中推行用電側(cè)改革，具有較為完善的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。例如，美國(guó)得克薩斯州于2002年同時(shí)放開(kāi)電力零售市場(chǎng)與批發(fā)市場(chǎng)，75%的負(fù)荷處于競(jìng)爭(zhēng)性售電市場(chǎng)［3］，市場(chǎng)價(jià)格能夠體現(xiàn)能源成本和電力供需關(guān)系，但在2021 年2 月遭遇了嚴(yán)重的電力危機(jī)，電力批發(fā)市場(chǎng)價(jià)格一度超過(guò)了9 000 美元/（MW·h）［4］，遠(yuǎn)超電力用戶(hù)的風(fēng)險(xiǎn)承受能力。近年來(lái)，中國(guó)分階段逐步推進(jìn)用電側(cè)改革，要求電網(wǎng)公司組織開(kāi)展代理購(gòu)電工作，保障居民、農(nóng)業(yè)用電價(jià)格穩(wěn)定，形成合理的工商業(yè)用戶(hù)用電價(jià)格。在電網(wǎng)企業(yè)代理購(gòu)電背景下，已有較多文獻(xiàn)關(guān)注電網(wǎng)企業(yè)的最優(yōu)購(gòu)電策略。文獻(xiàn)［5］提出考慮計(jì)劃-市場(chǎng)協(xié)調(diào)的電網(wǎng)企業(yè)月度購(gòu)電決策模型，文獻(xiàn)［6］提出一種代理購(gòu)電背景下省級(jí)電網(wǎng)年度購(gòu)電策略?xún)?yōu)化方法，但少有研究涉及電網(wǎng)企業(yè)在代理購(gòu)電業(yè)務(wù)中的電價(jià)定價(jià)策略。文獻(xiàn)［7］從電力市場(chǎng)電量結(jié)構(gòu)的角度討論了現(xiàn)貨環(huán)境下電網(wǎng)企業(yè)代理購(gòu)電價(jià)格的影響因素，指出電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)逐漸承擔(dān)保底售電定位，提供售電服務(wù)的價(jià)格導(dǎo)向?？紤]到工商業(yè)用戶(hù)在用電特性、電能質(zhì)量、用能效益、風(fēng)險(xiǎn)承受水平等方面具有差異，而現(xiàn)行的可再生能源消納保障機(jī)制、現(xiàn)貨市場(chǎng)等差異化價(jià)格僅面向直接參與市場(chǎng)的工商業(yè)用戶(hù)，對(duì)于電網(wǎng)企業(yè)代理購(gòu)電用戶(hù)可形成具有行業(yè)及用戶(hù)差異的精細(xì)化電價(jià)體系，能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)安全、低碳和經(jīng)濟(jì)之間的協(xié)同［8］，進(jìn)一步發(fā)揮電力價(jià)格的資源配置作用。

在此背景下，本文綜述了國(guó)外典型電力市場(chǎng)用電側(cè)改革歷程，剖析了中國(guó)電網(wǎng)企業(yè)代理購(gòu)電模式下行業(yè)精細(xì)化電價(jià)定價(jià)機(jī)制設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題。然后，提出一種基于行業(yè)屬性和綜合評(píng)價(jià)的行業(yè)精細(xì)化電價(jià)定價(jià)方法，從用電屬性、用能效益、環(huán)境效益、風(fēng)險(xiǎn)水平4 個(gè)維度實(shí)現(xiàn)電力用戶(hù)的綜合評(píng)價(jià)，提出基于多樣化電價(jià)屬性的行業(yè)差異化電價(jià)體系和基于用戶(hù)綜合評(píng)價(jià)排名分級(jí)的精細(xì)化電價(jià)定價(jià)模型。最后，以中國(guó)浙江省某市電力用戶(hù)實(shí)際負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證分析，分析精細(xì)化電價(jià)體系對(duì)差異化用戶(hù)的適應(yīng)性。

1 用戶(hù)側(cè)電價(jià)改革關(guān)鍵問(wèn)題剖析

1.1 國(guó)外典型電力市場(chǎng)用電側(cè)改革綜述

國(guó)外成熟電力市場(chǎng)均包含電力批發(fā)市場(chǎng)與零售市場(chǎng)，用電側(cè)可參與批發(fā)市場(chǎng)競(jìng)價(jià)，也可以自由選擇售電公司。電力批發(fā)市場(chǎng)價(jià)格能夠體現(xiàn)能源成本和電力供需關(guān)系，但也存在市場(chǎng)失靈、風(fēng)險(xiǎn)管控等問(wèn)題。

國(guó)外電力市場(chǎng)用電側(cè)放開(kāi)歷程有所差異，原有供電公司在售電市場(chǎng)中仍占有較大份額。英國(guó)用電側(cè)根據(jù)發(fā)電側(cè)市場(chǎng)電量，按照用電功率共分3 個(gè)階段放開(kāi)：1990 年電力市場(chǎng)改革初期，用電側(cè)放開(kāi)功率在10 MW 以上的大工業(yè)用戶(hù)；1994 年年底放開(kāi)功率在1 000 kW 以上的一般工商業(yè)用戶(hù)，同時(shí)將英國(guó)國(guó)家電網(wǎng)私有化；隨后，英國(guó)政府不斷放寬法規(guī)門(mén)檻控制，在發(fā)電側(cè)逐漸引入新的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)者，最終于1998 年允許所有用戶(hù)自由選擇供電商。截至2016年底，英國(guó)有43 家活躍的零售供應(yīng)商，其中，6 家電力供應(yīng)商占據(jù)市場(chǎng)統(tǒng)治地位，共占據(jù)了85%的市場(chǎng)［9］。美國(guó)得州議會(huì)1999 年頒布了《參議院7 號(hào)法案》，于2002 年同時(shí)放開(kāi)電力零售市場(chǎng)與批發(fā)市場(chǎng)。為促進(jìn)零售側(cè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，規(guī)定了浮動(dòng)保底電價(jià)機(jī)制［3］，在市場(chǎng)初期要求原有供電公司拆分的關(guān)聯(lián)售電商作為當(dāng)?shù)氐亩档坠╇娚?，為?dāng)?shù)匚催x擇新供電商的用戶(hù)供電，且必須提供比費(fèi)率凍結(jié)期間低6%的電價(jià)。

國(guó)外的售電市場(chǎng)中售電商為了吸引和保持用戶(hù)，制定了各具特色的電力套餐，可分為固定價(jià)格、固定費(fèi)用、量?jī)r(jià)聯(lián)動(dòng)、指數(shù)費(fèi)率、綠色電能等多種類(lèi)型。文獻(xiàn)［10-11］提出了面向工商業(yè)用戶(hù)的電力套餐優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，根據(jù)國(guó)外成熟市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，固定單價(jià)和峰谷電價(jià)套餐是電價(jià)套餐的主流產(chǎn)品，適合大部分居民用戶(hù)和一般工商業(yè)用戶(hù)，可以與現(xiàn)行目錄電價(jià)銜接，但售電公司承擔(dān)了電力市場(chǎng)價(jià)格變動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。文獻(xiàn)［12］總結(jié)了日本電力市場(chǎng)零售電價(jià)套餐體系，提出在分時(shí)電價(jià)模式下，售電公司可以制定更加靈活的套餐價(jià)格，如特定時(shí)段推出免費(fèi)用電策略。文獻(xiàn)［13］提出分時(shí)電價(jià)除按小時(shí)分時(shí)外，也可按工作日/節(jié)假日、月度、季節(jié)分段定價(jià)，在釋放價(jià)格信號(hào)引導(dǎo)用戶(hù)合理用電的同時(shí)，能夠公平分?jǐn)傠姀S(chǎng)調(diào)峰成本和電網(wǎng)運(yùn)行成本。指數(shù)費(fèi)率電價(jià)實(shí)現(xiàn)了批發(fā)市場(chǎng)或能源價(jià)格波動(dòng)對(duì)零售市場(chǎng)的傳導(dǎo)，但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中也為用戶(hù)帶來(lái)了過(guò)多市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)，如美國(guó)得州Griddy 公司推出的批發(fā)電價(jià)套餐，在2021 年2 月得州停電事故中就傳導(dǎo)了9 000 美元/（MW·h）的電價(jià)，而用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)能力較低，難以支付高昂電費(fèi)，因此，指數(shù)費(fèi)率套餐更適合電力需求彈性大、價(jià)格波動(dòng)承受能力強(qiáng)的用戶(hù)，或作為用戶(hù)進(jìn)入電力市場(chǎng)的銜接機(jī)制?？稍偕茉磁漕~制是政府對(duì)企業(yè)可再生能源電力份額做出的強(qiáng)制性規(guī)定，美國(guó)已有30 多個(gè)州制定并實(shí)施配額制和綠證機(jī)制，規(guī)定各類(lèi)售電公司和市場(chǎng)化用戶(hù)均應(yīng)承擔(dān)與年售/用電量相對(duì)應(yīng)的可再生能源消納配額，實(shí)施綠色能源電價(jià)套餐有利于推進(jìn)可再生能源消納。

1.2 行業(yè)精細(xì)化電價(jià)定價(jià)機(jī)制需求分析

近年來(lái)，中國(guó)分階段逐步推進(jìn)用電側(cè)改革，要求電網(wǎng)公司組織開(kāi)展代理購(gòu)電工作，保障居民、農(nóng)業(yè)用電價(jià)格穩(wěn)定，形成合理的工商業(yè)用戶(hù)用電價(jià)格?，F(xiàn)有電價(jià)定價(jià)方法可分為靜態(tài)定價(jià)模型和動(dòng)態(tài)定價(jià)模型。靜態(tài)定價(jià)模型一般針對(duì)較長(zhǎng)時(shí)間尺度不變的固定單價(jià)、分時(shí)電價(jià)、階梯電價(jià)等電價(jià)形式。文獻(xiàn)[14]提出基于主從博弈的園區(qū)綜合能源商購(gòu)售能策略?xún)?yōu)化方法，考慮零售價(jià)格對(duì)市場(chǎng)份額的影響，得到綜合能源商電、熱、氣最優(yōu)零售價(jià)格曲線(xiàn)。文獻(xiàn)［15］采用多場(chǎng)景技術(shù)模擬用戶(hù)負(fù)荷的不確定性，可根據(jù)中長(zhǎng)期交易價(jià)格、代理用戶(hù)結(jié)構(gòu)等信息調(diào)整購(gòu)售電策略，使售電公司的利潤(rùn)最大化。文獻(xiàn)［16］考慮供電分區(qū)供電可靠性差異和用戶(hù)差異化需求，提出一種基于改進(jìn)長(zhǎng)期增量成本法的可靠性電價(jià)制定方法。動(dòng)態(tài)定價(jià)模型則適用于實(shí)時(shí)指數(shù)電價(jià)等按某一時(shí)間尺度更新的電價(jià)形式，能夠自適應(yīng)地調(diào)整負(fù)荷需求與市場(chǎng)電價(jià)波動(dòng)，文獻(xiàn)［17］研究了不同分時(shí)電價(jià)下用戶(hù)的需求響應(yīng)動(dòng)態(tài)行為，提出一種基于自彈性和交叉彈性矩陣的分時(shí)電價(jià)定價(jià)方法。文獻(xiàn)［18］在發(fā)電商與售電商以及售電商與用戶(hù)之間構(gòu)建雙層博弈模型，提出的雙層博弈實(shí)時(shí)定價(jià)策略與常規(guī)分時(shí)定價(jià)策略相比具有更高的削峰填谷效益。文獻(xiàn)［19］考慮園區(qū)用戶(hù)的用電負(fù)荷和需求響應(yīng)特征，構(gòu)建園區(qū)分時(shí)電價(jià)定價(jià)優(yōu)化模型，能夠制定面向不同需求響應(yīng)特征用戶(hù)的差異化分時(shí)電價(jià)。

為進(jìn)一步發(fā)揮電力價(jià)格的資源配置作用，可形成具有行業(yè)及用戶(hù)差異的精細(xì)化電價(jià)體系，不斷完善綠色電價(jià)政策，針對(duì)高耗能、高排放行業(yè)，完善差別電價(jià)、階梯電價(jià)等綠色電價(jià)政策［2］。文獻(xiàn)［20］構(gòu)建了基于多目標(biāo)投入產(chǎn)出的行業(yè)差異電價(jià)優(yōu)化模型，使社會(huì)單位增加值的電耗及污染物排放最小，證明了對(duì)高耗能、高污染行業(yè)實(shí)行差別電價(jià)對(duì)降低能耗目標(biāo)的貢獻(xiàn)。也有研究采用邊際成本理論［21］、價(jià)格歧視模型［22］、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)［23］等確定行業(yè)的差異電價(jià)定價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，但上述文獻(xiàn)的優(yōu)化結(jié)果未考慮市場(chǎng)化購(gòu)電的成本波動(dòng)，未同時(shí)考慮工商業(yè)用戶(hù)的用電特性和用能特性設(shè)計(jì)多樣性電價(jià)類(lèi)型。因此，電網(wǎng)企業(yè)在制定精細(xì)化電價(jià)定價(jià)機(jī)制時(shí)需關(guān)注電價(jià)的需求側(cè)管理作用，發(fā)揮價(jià)格信號(hào)傳遞功能，并全面、合理地對(duì)行業(yè)用電用能屬性進(jìn)行綜合評(píng)估，利用數(shù)據(jù)和技術(shù)手段支撐工商業(yè)精細(xì)化電價(jià)動(dòng)態(tài)定價(jià)。

2 基于用戶(hù)綜合評(píng)價(jià)的行業(yè)精細(xì)化電價(jià)定價(jià)機(jī)制

2.1 基于用戶(hù)綜合評(píng)價(jià)的行業(yè)精細(xì)化電價(jià)定價(jià)機(jī)制框架設(shè)計(jì)

考慮到工商業(yè)用戶(hù)在用電特性、排放水平、單位能耗效益等方面存在差異［24-25］，構(gòu)建基于用戶(hù)綜合評(píng)價(jià)的行業(yè)精細(xì)化電價(jià)定價(jià)機(jī)制，如圖1 所示，通過(guò)精細(xì)化電價(jià)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)要素的優(yōu)化配置。首先，構(gòu)建考慮行業(yè)用電、用能特性的用戶(hù)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，包括用電屬性、用能效益、環(huán)境效益、風(fēng)險(xiǎn)水平4 個(gè)維度，涵蓋單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（gross domestic product，GDP）能耗、單位GDP 碳排放量、單位畝產(chǎn)效益、負(fù)荷率、用電量波動(dòng)性、用電風(fēng)險(xiǎn)承受能力等多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，最終形成行業(yè)屬性和綜合評(píng)價(jià)排名。然后，根據(jù)行業(yè)用電、用能特性設(shè)計(jì)多樣性電價(jià)類(lèi)型，為行業(yè)差異化電價(jià)附加綠色能源、偏差考核等懲罰或優(yōu)惠屬性，各屬性可互相組合形成新的電價(jià)類(lèi)型。最后，在行業(yè)差異化電價(jià)類(lèi)型的基礎(chǔ)上，根據(jù)用戶(hù)綜合評(píng)價(jià)排名分級(jí)形成精細(xì)化電價(jià)系數(shù)，等級(jí)較高的用戶(hù)給予電價(jià)優(yōu)惠獎(jiǎng)勵(lì)，等級(jí)較低的用戶(hù)實(shí)施懲罰加價(jià)，最終實(shí)現(xiàn)具有行業(yè)差異和用戶(hù)差異的精細(xì)化電價(jià)。

圖1 基于用戶(hù)綜合評(píng)價(jià)的行業(yè)精細(xì)化電價(jià)定價(jià)機(jī)制Fig.1 Elaborate electricity pricing mechanism of industries based on user comprehensive evaluation

2.2 考慮行業(yè)用電、用能特性的用戶(hù)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

為形成電力用戶(hù)的行業(yè)屬性以及用戶(hù)綜合排名，構(gòu)建考慮行業(yè)用電、用能特性的用戶(hù)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，從用電屬性、用能效益、環(huán)境效益、風(fēng)險(xiǎn)水平4 個(gè)維度選取多個(gè)二級(jí)、三級(jí)指標(biāo)進(jìn)行多層次評(píng)價(jià)，如表1 所示。

表1 考慮行業(yè)用電、用能特性的用戶(hù)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Table 1 User comprehensive evaluation index system considering electricity and energy consumption characteristics of industries

用電屬性是制定精細(xì)化電價(jià)的重要特征，選取綜合電耗、負(fù)荷峰谷差、用電量波動(dòng)、電價(jià)彈性、用電信用、電能質(zhì)量6 個(gè)方面指標(biāo)，數(shù)據(jù)大部分可通過(guò)用戶(hù)智能電表采集，其中，負(fù)荷峰谷差和電價(jià)彈性指標(biāo)用于匹配夜間優(yōu)惠型電價(jià)屬性，用電量波動(dòng)指標(biāo)則用于匹配偏差考核型電價(jià)屬性。為強(qiáng)化與產(chǎn)業(yè)和環(huán)保政策的協(xié)同，借助電價(jià)改革促進(jìn)節(jié)能減碳，提出用能效益和環(huán)境效益維度屬性，考慮“雙碳”政策、綜合能耗、碳排放量、污染排放、用地效益等全方位指標(biāo)，需能源、稅務(wù)、環(huán)境等多個(gè)政府部門(mén)提供數(shù)據(jù)支撐，用于匹配綠色能源電價(jià)屬性。風(fēng)險(xiǎn)水平維度表征了行業(yè)或企業(yè)對(duì)電價(jià)風(fēng)險(xiǎn)的承受能力，包括政策支撐、財(cái)務(wù)增長(zhǎng)、資產(chǎn)流動(dòng)性、用電風(fēng)險(xiǎn)承受水平4 個(gè)二級(jí)指標(biāo)，各指標(biāo)的計(jì)算依據(jù)以財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)為主，由政府稅務(wù)部門(mén)提供數(shù)據(jù)支撐，政策支撐的新興行業(yè)以及電價(jià)風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)能力較弱的行業(yè)將匹配固定電價(jià)屬性。在用戶(hù)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建設(shè)初期，可根據(jù)典型性原則適當(dāng)減少三級(jí)指標(biāo)數(shù)量或以行業(yè)均值計(jì)算，量測(cè)水平較低或統(tǒng)計(jì)難度較大的原始數(shù)據(jù)則可以年為時(shí)間尺度進(jìn)行更新。

在確定考慮行業(yè)用電、用能特性的用戶(hù)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系后，需考慮主客觀(guān)因素對(duì)各指標(biāo)合理賦權(quán)，常用的賦權(quán)方法包括Delphi 法、層次分析（analytic hierarchy process，AHP）法、相關(guān)系數(shù)分析法、熵權(quán)法、CRITIC(criteria importance through intercriteria correlation)法等。近年來(lái)，有較多研究者提出集成主客觀(guān)權(quán)重的綜合賦權(quán)法［26］，既能客觀(guān)地反映各指標(biāo)的重要程度，又能體現(xiàn)決策者的主觀(guān)意愿，最終計(jì)算用戶(hù)綜合評(píng)分，并得到某一行業(yè)在全社會(huì)產(chǎn)業(yè)中的排名、某一企業(yè)在相同行業(yè)中的綜合評(píng)價(jià)排名。

2.3 基于多樣化電價(jià)屬性的行業(yè)差異化電價(jià)體系

根據(jù)行業(yè)用電和用能特征設(shè)計(jì)多樣化電價(jià)類(lèi)型，包括基本峰谷電價(jià)和兩類(lèi)懲罰型電價(jià)屬性、兩類(lèi)優(yōu)惠型電價(jià)屬性，各屬性可互相組合形成新的電價(jià)類(lèi)型。各屬性的電價(jià)特點(diǎn)、行業(yè)指標(biāo)屬性、典型行業(yè)、設(shè)計(jì)原則如表2 所示。

表2 基于多樣化電價(jià)屬性的行業(yè)差異化電價(jià)體系Table 2 Differential electricity price system of industries based on diversified electricity price attributes

1）基本動(dòng)態(tài)峰谷電價(jià)

根據(jù)國(guó)外成熟市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，固定單價(jià)和峰谷電價(jià)套餐是電價(jià)套餐的主流產(chǎn)品，適合大部分居民用戶(hù)和一般工商業(yè)用戶(hù)，可以與現(xiàn)行目錄電價(jià)銜接。根據(jù)月度集中交易市場(chǎng)價(jià)每月調(diào)整峰谷電價(jià)，但不收取偏差考核費(fèi)用，作為基礎(chǔ)電價(jià)類(lèi)型適用于大多數(shù)行業(yè)。在行業(yè)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系下，可構(gòu)建基于電價(jià)彈性指標(biāo)的峰谷電價(jià)動(dòng)態(tài)優(yōu)化模型，在保證用電成本不變的前提下實(shí)現(xiàn)細(xì)分行業(yè)峰谷電價(jià)的精細(xì)化定價(jià)。

2）綠色能源電價(jià)

可再生能源配額制是政府對(duì)電力供應(yīng)企業(yè)的可再生能源電力份額做出的強(qiáng)制性規(guī)定，綠色能源電力套餐將綠電消納責(zé)任傳遞給代理用戶(hù)。由于各類(lèi)售電公司和市場(chǎng)化用戶(hù)均應(yīng)承擔(dān)與年售/用電量相對(duì)應(yīng)的可再生能源消納量，實(shí)施綠色能源電價(jià)套餐有利于推進(jìn)可再生能源消納。因此，綠色能源電價(jià)包括一定比例的可再生能源消納費(fèi)用，其電價(jià)一般高于市場(chǎng)價(jià)，適用于碳排放及能耗較高的行業(yè)，如鋼鐵、電解鋁等行業(yè)。綠色能源電價(jià)可根據(jù)行業(yè)用能效益、環(huán)境效益指標(biāo)排名進(jìn)一步分級(jí)細(xì)分，將外部成本轉(zhuǎn)化為行業(yè)用電的內(nèi)部成本。

3）電量偏差考核電價(jià)

電網(wǎng)企業(yè)需要預(yù)測(cè)代理購(gòu)電工商業(yè)用戶(hù)用電量及典型負(fù)荷曲線(xiàn)，對(duì)代理用戶(hù)的電量預(yù)測(cè)結(jié)果決定了電網(wǎng)企業(yè)的購(gòu)電量，但預(yù)測(cè)電量與用戶(hù)實(shí)際負(fù)荷不可能完全一致，這會(huì)給電網(wǎng)企業(yè)帶來(lái)中長(zhǎng)期合約的偏差電量風(fēng)險(xiǎn)或現(xiàn)貨市場(chǎng)的不確定性電價(jià)風(fēng)險(xiǎn)。因此，電量偏差考核電價(jià)需與用戶(hù)共同約定分月電量，并收取一定的偏差考核費(fèi)用。該偏差考核標(biāo)準(zhǔn)可略低于直接參與市場(chǎng)的偏差考核標(biāo)準(zhǔn)，且用戶(hù)預(yù)繳電費(fèi)，電費(fèi)自動(dòng)結(jié)算，適用于負(fù)荷波動(dòng)較大的行業(yè)，如木制品制造、家具制造等行業(yè)。電量偏差考核電價(jià)可根據(jù)行業(yè)用電量波動(dòng)指標(biāo)排名進(jìn)一步分級(jí)細(xì)分，設(shè)置不同的考核范圍和考核力度。

4）固定電價(jià)

為減小部分高新技術(shù)行業(yè)、小微企業(yè)的市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)，固定電價(jià)套餐的價(jià)格按年度調(diào)整，不受市場(chǎng)價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)影響，適用于小微企業(yè)、個(gè)體工商業(yè)用戶(hù)等。

5）夜間優(yōu)惠電價(jià)

在基本峰谷電價(jià)的基礎(chǔ)上，適當(dāng)提高峰時(shí)段電價(jià)，夜間規(guī)定時(shí)段用電免費(fèi)，具有削峰填谷作用，適用于目前峰谷差較大但具有彈性的行業(yè)，如造紙、機(jī)械制造等行業(yè)。

各電價(jià)屬性的匹配行業(yè)占比和定價(jià)標(biāo)準(zhǔn)作為關(guān)鍵參數(shù)，需根據(jù)地區(qū)整體電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)情況、電源結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行調(diào)整。

2.4 基于用戶(hù)綜合評(píng)價(jià)排名分級(jí)的精細(xì)化電價(jià)定價(jià)模型

在行業(yè)差異化電價(jià)屬性的基礎(chǔ)上，根據(jù)用戶(hù)綜合評(píng)價(jià)排名將用戶(hù)劃分為多個(gè)等級(jí)，形成具有優(yōu)惠降價(jià)或懲罰加價(jià)的精細(xì)化電價(jià)。根據(jù)用戶(hù)綜合評(píng)價(jià)排名將電力用戶(hù)劃分為U個(gè)等級(jí)，確定優(yōu)惠降價(jià)系數(shù)和懲罰加價(jià)系數(shù)。用戶(hù)i的精細(xì)化定價(jià)系數(shù)δi可表示為：

式中：Li為用戶(hù)i的綜合評(píng)價(jià)排名；λu為第u等級(jí)的企業(yè)數(shù)目占行業(yè)k企業(yè)總數(shù)Nk的比例為第u等級(jí)的企業(yè)精細(xì)化定價(jià)系數(shù)，滿(mǎn)足以下條件

對(duì)于排名靠前的企業(yè)實(shí)施優(yōu)惠降價(jià)，該定價(jià)系數(shù)小于0，而對(duì)排名靠后的企業(yè)實(shí)施懲罰加價(jià)，該系數(shù)大于0。在這樣的精細(xì)化電價(jià)體系下，用戶(hù)i的電費(fèi)可表示為：

式中：ri為工商業(yè)用戶(hù)i在一個(gè)結(jié)算周期的電費(fèi)，由6 個(gè)部分組成；rP為動(dòng)態(tài)峰谷電價(jià)電費(fèi)；rX為行業(yè)差異化電價(jià)屬性結(jié)算電費(fèi)；rU為用戶(hù)綜合排名優(yōu)惠降價(jià)或懲罰加價(jià)電費(fèi)；rB為代理購(gòu)電不平衡資金分?jǐn)傠娰M(fèi)；rD為輸配電費(fèi)及容量費(fèi)；rA為政府性基金及附加 費(fèi) 用；Qi，t為 用 戶(hù)i在 峰 谷 時(shí) 段t的 用 電 量；m為 峰谷 時(shí) 段 總 數(shù)；pk，t為 行 業(yè)k的t時(shí) 段 峰 谷 電 價(jià)；Rx，i為電價(jià)屬性x的結(jié)算電價(jià)；Xi為用戶(hù)i的行業(yè)電價(jià)屬性集合；RB為代理購(gòu)電不平衡資金總額；N為代理購(gòu)電用戶(hù)總數(shù)；pd，Vi為電壓等級(jí)為Vi的用戶(hù)輸配電價(jià)；β為 容 量 電 費(fèi) 價(jià) 格；rcap，i為 用 戶(hù)i的 容 量 電 費(fèi) 對(duì) 應(yīng) 的供電容量；pa為政府性基金及附加費(fèi)用單價(jià)。

在考慮用電、用能特性的綜合排名用戶(hù)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系下，具有高耗能、高排放、高峰谷差率等特征的用戶(hù)將位于懲罰加價(jià)等級(jí)中，提高企業(yè)用電成本可引導(dǎo)企業(yè)提高用電效率，根據(jù)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系提高用能效益及環(huán)境效益；對(duì)于綜合評(píng)價(jià)排名靠前的用電行為良好、環(huán)境效益較高的企業(yè)，精細(xì)化定價(jià)則有利于企業(yè)的降本增效，鼓勵(lì)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。從行業(yè)到用戶(hù)的精細(xì)化電價(jià)體系的運(yùn)行需要電力用戶(hù)、電網(wǎng)企業(yè)、交易中心、稅務(wù)部門(mén)、調(diào)度部門(mén)、政府能源部門(mén)等多主體協(xié)同，共同進(jìn)行用戶(hù)綜合評(píng)價(jià)、精細(xì)化電價(jià)定價(jià)、差異化電價(jià)屬性電費(fèi)結(jié)算等流程，存在多元主體、多方數(shù)據(jù)、多維參數(shù)的融合，精細(xì)化電價(jià)的形成需公平、公正、公開(kāi)。為提高電力用戶(hù)對(duì)電價(jià)體系的信任，用戶(hù)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系所采用的用電數(shù)據(jù)、財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)等須在保護(hù)用戶(hù)隱私的前提下達(dá)到多方共識(shí)，也可基于電力聯(lián)盟鏈通過(guò)智能合約、非對(duì)稱(chēng)加密共識(shí)等技術(shù)［27-28］提高多方主體信任和協(xié)同效率。支撐行業(yè)精細(xì)化電價(jià)的區(qū)塊鏈技術(shù)詳見(jiàn)附錄A。

3 算例分析

以中國(guó)浙江省某市電力用戶(hù)實(shí)際負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證分析。選取橡膠和塑料制品業(yè)、金屬制品業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、批發(fā)和零售業(yè)、住宿和餐飲業(yè)，以及木材加工和木、竹、藤、棕、草制品業(yè)（簡(jiǎn)稱(chēng)木竹制品業(yè)）等6 個(gè)行業(yè)中的60 戶(hù)電力用戶(hù)進(jìn)行用戶(hù)綜合評(píng)價(jià)和精細(xì)化電價(jià)計(jì)算，用戶(hù)均為一般工商業(yè)10 kV 電壓等級(jí)，負(fù)荷數(shù)據(jù)選取2019 年全年運(yùn)行數(shù)據(jù)，GDP、能耗及財(cái)務(wù)相關(guān)指標(biāo)根據(jù)《2021 年浙江統(tǒng)計(jì)年鑒》［29］及《2021 年中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》［30］中的分行業(yè)數(shù)據(jù)估算。由于部分指標(biāo)難以獲取具有個(gè)體差異或行業(yè)差異的數(shù)據(jù)，在表1 中選取21 個(gè)三級(jí)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，各指標(biāo)的用戶(hù)原始數(shù)據(jù)如附錄B 表B1 所示。

1）行業(yè)電價(jià)屬性匹配結(jié)果

首先，選用層次分析法-熵權(quán)法的主客觀(guān)綜合賦權(quán)法對(duì)60 戶(hù)電力用戶(hù)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。采用層次分析法對(duì)用電屬性、用能效益、環(huán)境效益、風(fēng)險(xiǎn)水平4 個(gè)評(píng)價(jià)維度進(jìn)行主觀(guān)賦權(quán)，權(quán)重分別為：用電屬性w1=0.488 3，用能效益w2=0.160 7，環(huán)境效益w3=0.250 9，風(fēng)險(xiǎn)水平w4=0.100 1；采用熵權(quán)法對(duì)21 個(gè)指標(biāo)進(jìn)行客觀(guān)賦權(quán)，然后再計(jì)算綜合權(quán)重。考慮行業(yè)用電、用能特性的用戶(hù)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)的主客觀(guān)權(quán)重如附錄B 表B2 所示。根據(jù)此權(quán)重系數(shù)計(jì)算用戶(hù)各項(xiàng)指標(biāo)得分及綜合得分，并計(jì)算各行業(yè)的用戶(hù)平均分，最終得到行業(yè)在全社會(huì)產(chǎn)業(yè)中的排名和企業(yè)在相同行業(yè)中的綜合評(píng)價(jià)排名。

根據(jù)負(fù)荷峰谷差指標(biāo)、用電量波動(dòng)指標(biāo)、環(huán)境效益、風(fēng)險(xiǎn)水平等相關(guān)指標(biāo)分別匹配行業(yè)電價(jià)屬性。設(shè)置排名前/后30%的行業(yè)匹配電價(jià)屬性，各行業(yè)的電價(jià)屬性得分和匹配情況如表3 所示。

表3 行業(yè)多樣化電價(jià)屬性匹配結(jié)果Table 3 Matching result of diversified electricity price attributes for industries

從表3 中可以看出，金屬制品業(yè)和非金屬礦物制品業(yè)均匹配綠色能源和夜間優(yōu)惠電價(jià)屬性，兩個(gè)行業(yè)的單位產(chǎn)值的能耗和碳排放量均在全社會(huì)行業(yè)中排名較高，同時(shí)鋼鐵、建材（非金屬礦物制品業(yè)以水泥制造業(yè)為主）也屬于生態(tài)環(huán)境部公布的“兩高”項(xiàng)目范圍，故需承擔(dān)更多的“雙碳”減排任務(wù)，綠色能源加價(jià)根據(jù)綠電交易市場(chǎng)價(jià)格設(shè)定。另一方面，兩行業(yè)生產(chǎn)成本中電力成本占比較高導(dǎo)致兩行業(yè)的用電彈性較大，分別有30%和60%的企業(yè)谷時(shí)段用電量高于峰時(shí)段用電量，故匹配夜間優(yōu)惠電價(jià)屬性，引導(dǎo)該行業(yè)削峰填谷，利于夜間新能源消納。匹配電量偏差考核電價(jià)屬性的行業(yè)為非金屬礦物制品業(yè)和批發(fā)和零售業(yè)，非金屬礦物制品業(yè)的四季負(fù)荷率方差為0.11，在所有行業(yè)中最高，批發(fā)和零售業(yè)由于空調(diào)負(fù)荷占比高、用電量受淡旺季影響大，月用電量方差為0.16，不利于電量預(yù)測(cè)，可進(jìn)行月電量偏差考核，如與申報(bào)電量偏差超過(guò)5%的部分收取0.01 元/（kW·h）的偏差考核費(fèi)用。匹配固定電價(jià)屬性的行業(yè)為木竹制品業(yè)以及住宿和餐飲業(yè)，兩個(gè)行業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)水平維度評(píng)分最高，特別是住宿和餐飲業(yè)在統(tǒng)計(jì)當(dāng)年的主營(yíng)業(yè)務(wù)利潤(rùn)率為負(fù)值，對(duì)電價(jià)風(fēng)險(xiǎn)的承受能力較低，而且該地區(qū)對(duì)竹制品、民宿等地方特色產(chǎn)業(yè)給予一定的政策支撐，可按年度調(diào)整電價(jià)減小其用電風(fēng)險(xiǎn)。

2）基于用戶(hù)綜合評(píng)價(jià)排名的精細(xì)化電價(jià)

在行業(yè)差異化電價(jià)類(lèi)型的基礎(chǔ)上，根據(jù)用戶(hù)綜合評(píng)價(jià)排名將各行業(yè)中用戶(hù)劃分為U個(gè)等級(jí)，形成具有優(yōu)惠降價(jià)或懲罰加價(jià)的精細(xì)化電價(jià)。本算例設(shè)置U=5，各等級(jí)的用戶(hù)占比分別為10%、20%、40%、20%、10%，電價(jià)系數(shù)分別為-0.04、-0.02、0、0.02、0.04，電度輸配電價(jià)、容量電價(jià)、政府性基金及附加費(fèi)參考浙江省2021 年6 月代理工商業(yè)用戶(hù)購(gòu)電價(jià)格表。以非金屬礦物制品業(yè)為例，原始電價(jià)和精細(xì)化定價(jià)后的電價(jià)如表4 所示，各用戶(hù)月電費(fèi)如表5 所示。

表4 非金屬礦物制品業(yè)精細(xì)化電價(jià)構(gòu)成Table 4 Composition of elaborate electricity price for manufacturing industry of non-metallic mineral products

表5 非金屬礦物制品業(yè)用戶(hù)月電費(fèi)結(jié)算結(jié)果Table 5 Settlement results of monthly electricity bills for users in manufacturing industry of non-metallic mineral products

表4 中列出了原始統(tǒng)一電價(jià)和精細(xì)化定價(jià)后的電價(jià)構(gòu)成，除峰谷電價(jià)、輸配電價(jià)、政府性基金和附加費(fèi)外，增加了綠色能源加價(jià)、偏差考核價(jià)格、分級(jí)電價(jià)系數(shù)，低谷時(shí)段的00：00—06：00 期間施行夜間優(yōu)惠價(jià)格。從表5 中可以看出，精細(xì)化定價(jià)后屬于優(yōu)惠降價(jià)等級(jí)的用戶(hù)能夠節(jié)省電費(fèi)，月電費(fèi)平均降低3.21%，而屬于懲罰加價(jià)等級(jí)的用戶(hù)將提高用電成本，月電費(fèi)平均增加5.24%，在基于用戶(hù)綜合評(píng)價(jià)排名的精細(xì)化電價(jià)下，用戶(hù)能夠通過(guò)提高評(píng)分使企業(yè)等級(jí)上升，從而降低自身用電成本。同時(shí)，非金屬礦物制品業(yè)匹配了夜間優(yōu)惠、綠色能源和電量偏差考核電價(jià)屬性，該行業(yè)整體電費(fèi)增加了0.28%，包括夜間優(yōu)惠90.38 萬(wàn)元、綠色能源增收179.03 萬(wàn)元，更大的低谷優(yōu)惠空間能夠引導(dǎo)企業(yè)夜間填谷，綠色能源增收電費(fèi)與綠電交易掛鉤能夠擴(kuò)大綠電交易規(guī)模，有助于用戶(hù)完成新能源消納責(zé)任，并引導(dǎo)行業(yè)提高用能效益、環(huán)境效益指標(biāo)評(píng)分，促進(jìn)綠色低碳轉(zhuǎn)型升級(jí)。為驗(yàn)證本文精細(xì)化電價(jià)體系大規(guī)模應(yīng)用的可行性，以中國(guó)浙江省2021 年工商業(yè)用戶(hù)總量為例，模擬868.47 萬(wàn)戶(hù)用戶(hù)數(shù)據(jù)，基于MATLAB-2020a進(jìn)行編程和求解，完成用戶(hù)綜合評(píng)價(jià)和形成精細(xì)化電價(jià)的總計(jì)算時(shí)間為3.289 s，能夠滿(mǎn)足月度工商業(yè)用戶(hù)電價(jià)的計(jì)算需求。

4 結(jié)語(yǔ)

為平穩(wěn)推進(jìn)中國(guó)銷(xiāo)售電價(jià)改革，進(jìn)一步發(fā)揮電力價(jià)格的資源配置作用，本文探討了電網(wǎng)企業(yè)代理購(gòu)電背景下基于行業(yè)屬性和綜合評(píng)價(jià)的行業(yè)精細(xì)化電價(jià)定價(jià)方法。從行業(yè)用電、用能特性等多個(gè)方面實(shí)現(xiàn)電力用戶(hù)的綜合評(píng)價(jià)，提出基于多樣化電價(jià)屬性的行業(yè)差異化電價(jià)體系，構(gòu)建基于用戶(hù)綜合評(píng)價(jià)排名分級(jí)的精細(xì)化電價(jià)定價(jià)模型，以期為用電側(cè)電價(jià)改革提供有益借鑒，推動(dòng)多元融合高彈性電網(wǎng)建設(shè)，通過(guò)基于用戶(hù)綜合評(píng)價(jià)的精細(xì)化電價(jià)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)要素的優(yōu)化配置。

本文提出的行業(yè)精細(xì)化電價(jià)定價(jià)機(jī)制能夠?yàn)殡娏κ袌?chǎng)用電側(cè)改革提供一定參考。在后續(xù)工作中，將在此電價(jià)定價(jià)機(jī)制的基礎(chǔ)上進(jìn)行模擬仿真和試點(diǎn)驗(yàn)證研究。

本文研究得到國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司科技項(xiàng)目(B311DS21000H)的資助，特此感謝！

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