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基于用电负荷的分时电价定价模型研究

2020-12-15黄致远

经营者 2020年21期

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.