基于用电负荷的分时电价定价模型研究

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　　摘 要 分时电价作为调节电力市场供求关系的重要手段之一，对用电负荷起到移峰填谷的作用，保证电网的供电可靠性。本文以改进分时电价的定价规则为目标，通过引入用电负荷这一实时反映电力市场需求状况的指标，构建与用电负荷挂钩的电价定价模型。应用该模型对目前峰谷分时电价的政策进行合理性分析，找出存在的问题，并提出改进对策。
　　关键词 用电负荷 分时电价 峰谷 定价模型
　　一、引言
　　（一）研究背景
　　为解决高峰时段电力供不应求的矛盾，除加大电力设施投资、提高供电能力以外，更重要的是通过市场这一“无形的手”进行电力需求侧管理。电力需求侧管理是指对用电方实施的管理，其实施目标之一就是引导用户适当减少高峰时段用电，增加低谷时段用电。峰谷分时电价就是一项有效的电力需求侧管理措施和市场调节手段。它通过价格信号引导用户采用合理的用电结构和方式，从而达到移峰填谷、改善负荷曲线、降低生产成本、提高电力系统运行可靠性和经济性的目的。其大致做法是将一天24小时按照负荷曲线划分为峰、平、谷三个时段或者峰、非峰两个时段，并制定与之相对应的峰谷电价。峰谷电价比各有差异，但一般在3∶1以上。
　　（二）研究目的和创新点
　　本文构建基于用电负荷的分时电价定价模型，通过该定价模型对目前的峰谷分时电价政策进行对比分析，目的是改进分时电价的定价规则。实施电力需求侧管理，是解决当前电力供求不平衡的最佳途径。电价由市场决定，符合边际成本价格形成理论，有利于实现资源的合理配置，促使供求趋于平衡，同时避免随意拉闸限电造成的不良社会影响。
　　本文的创新点在于以用电负荷为基础，研究一个分时电价的定价模型，希望借助该模型改进政府的定价规则。通过构建适合当地实际的分时电价定价模型，找出当前执行的峰谷分时电价制度存在的问题，并且针对问题提出改进建议，为企业的经营决策提供参考工具，为政府部门报批电价测算方案提供支持。
　　二、分时电价定价模型的构建与应用
　　（一）基于用电负荷的分时电价定价模型
　　电力需求价格弹性是构建分时电价定价模型的关键，设定分时电价的需求变动系数为α。根据经济效益平衡的原则，由定价模型计算出来的售电收入应该等于原售电收入，选取一年（或几年）为一个周期，以该周期的平均电价P0为标杆电价，以该周期的平均负荷（电量）W0为标杆负荷。设定时点i的电价为Pi;由于电量等于1个单位时间里的负荷，则设定时点i的负荷（电量）为Wi。构建计算公式如下：
　　∑（Pi Wi）=P0 ∑Wi （i=1，……，n）
　　即：Pi Wi=时点i的收入
　　=标杆收入+变动收入
　　=标杆电价×电量+变动系数×标杆电价×（负荷-标杆负荷）
　　= P0 Wi+αP0（Wi-W0）
　　得Pi=P0+αP0（1-W0/Wi）
　　或α=（Pi/P0-1）/（1-W0/Wi）
　　式中：Pi是时点i的电价，P0是标杆电价，α是需求变动系数，W0是标杆负荷（电量），Wi是时点i的负荷（电量）。
　　因为P0、W0均可确定，所以只需对常量α赋值，即可得出该周期某时点i的分时电价Pi，并且该电价可作为下一周期的执行电价。需要注意的是，首次对常量α赋值时，应保证P（max）与P（min）接近原有的峰谷电价比，以免价差过大影响企业生产，或价差过小导致实施效果不佳。后期再根据定价方法的实施情况，逐步修正常量α，以获取最佳的电价执行效果。
　　（二）分时电价定价模型的应用
　　1.测算分时电价
　　通过运用定价公式Pi=P0 +αP0 （1-W0/Wi），以A市201X年各时点的平均负荷为基础数据，测算得出基于用电负荷的分时电价，如表1所示。
　　由表1可以发现，当α=1.4时，P（max）/P（min）=3.3，即峰谷电价比与现有的电价政策一致，但最高电价与最低电价持续的时间要少得多。同时，电价的波动是由负荷决定的，电价曲线比现有阶梯式的峰谷电价更加连贯和平滑。如图1所示，对α赋予不同的常量，当α越大时，电价的波动越大。当α=2.2时，P（max）/P（min）高达30.7。值得注意的是，无论对α赋予何值，总体售电收入是平衡的。
　　政府价格部门可以应用该模型进行分时电价的定价测算，每年根据用电负荷情况，测算出24个时点的分时电价，并作为下一年度的电价目录执行;同时，应根据夏、冬两季的负荷特点，制定季节性的分时电价。该定价模型的执行效果可通过负荷曲线的波动性来检验，当负荷曲线波动过大时，可增大系数α，反之减小系数α，直至曲线在合理范围。
　　2.测算需求弹性
　　由于α=（Pi/P0-1）/（1-W0/Wi）=Wi（Pi-P0）/P0
　　（Wi-W0），应用该定价模型，可以通过系数α测算用户对分时电价的需求弹性。即：
　　需求弹性=需求量变动率/价格变动率
　　=[（Wi-W0）/W0]/[（Pi-P0）/P0]
　　=Wi/（αW0）
　　需求价格弹性简称价格弹性或需求弹性，是指需求量对价格变动的反应程度。通过定价模型，计算得出A市201X年电力的需求弹性如表2所示。用电习惯决定了用户的需求程度，即不同时点有不同的需求弹性。各时点的需求弹性系数均小于1，经济学上叫作需求缺乏弹性或低弹性，即用电量对电价调整的反应不积极，这与人们对电力的依赖性有关。
　　表2结果和需求弹性公式Wi/（αW0）说明了：第一，越是用电负荷高的时点，电力弹性系数越大，即人们在用电多的时段，比如白天，对电价变动采用的措施越积极。夜晚用电低谷甚至无须用电的时候，哪怕价格再低，也难以刺激人们用电。第二，系数α越大，同一时点的弹性系数越小，代表价格的变动程度越来越大于电量的反应程度。因此，分时电价比不是越大越好，应掌握好价格调节的度。
　　三、结语
　　本文以A市为例，通过对分时电价的定价模型进行研究和应用，主要结论如下：第一，本文所构建的分时电价定价模型基于用电负荷，改变了目前峰谷电价“一刀切”的时段划分和一成不变的电价，更能体现社会公平和效益，为政府、企业提供了一个很好的管理工具，甚至指出了现货交易的一个改革方向。第二，电价政策应该適时改变。随着社会进步，用电习惯也逐渐改变，通过价格调节手段进行电力市场的需求侧管理，必须紧跟时代步伐。正如本文所示，通过逐步对常量系数α赋值，可检验电价的实施效果，在不断修正的过程中得出最佳值。第三，电力的需求弹性较低，分时电价的定价原则应符合电力的特性。虽然较大的峰谷电价比可以迫使高峰时段负荷下降，但可能会造成整体负荷下降、移峰不填谷或企业生产力下降等难以预计的社会现象。
　　（作者单位为广东电网有限责任公司东莞供电局）
　　[作者简介：黄致远（1987—），男，广东东莞人，本科，经济师，会计师，审计师，主要从事电力财务工作。]
　　参考文献
　　[1] 陶莉.峰谷电价政策对负荷特性的影响[D].东南大学，2004：2.
　　[2] 刘昌，李继传，等.峰谷分时电价的分析与建模[J].电力需求侧管理，2005，7（5）：14-17.
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