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湖南省峰谷电价定价和政策研究


湖南大学 硕士学位论文 湖南省峰谷电价定价和政策研究 姓名:许毅蒙 申请学位级别:硕士 专业:高级工商管理 指导教师:张玲 20061020

查丝三塑篁矍璧.:耋堡篁兰

摘要
峰谷分时电价作为一种有效的需求侧管理(Demand
Side

Management,DSM)

段,通过电价信号。引导电力消费者主动采取合理的消费行为和用电方式,避 免形成高峰低谷的电力消费方式。峰谷分时电价的实施,一方面可以提高用电负 荷率,促进电力资源的合理配置,缓解高峰用电紧张局面,保证电力系统的安全 稳定运行;另一方面通过鼓励用户主动避峰趋谷,可以减轻用户电费负担、提高 经济效益和社会综合效益。 本文通过对湖南省峰谷分时电价政策及其执行情况的研究,发现并分析了峰 谷分时电价存在的一些问题,其中突出的问题是:在高峰和低谷电价分别在总收 入不变的情况下以平段电价为基础研究后,由于用户多用低谷电,而少用高峰电, 而低谷电价明显低于高峰电价,电力企业(包括电网企业和发电企业)的收入减 少了。而且随着政策的进一步执行,电力企业因为执行峰谷电价政策而减少的收 入还会进一步增加。 结合目前湖南省峰谷分时电价政策执行过程中出现的问题特别是引起电力企 业收入减少的问题,本文思考和比较了传统的峰谷分时电价经典模型;分析了几 种常用的峰谷电价制定方法并指出其各自的缺陷;然后从效率(资源配置)和分 配结合的角度而不仅仅是效率的角度认识峰谷分时电价的功能,提出了分配约束 条件下的效率最大化电价模型;在此基础上探讨基于消费者价格需求弹性的动态 峰谷电价制定办法;并对峰谷分时电价政策和措施的制定提出建议。同时从维护 电力企业(电网企业)公平利益的角度分析峰谷电价政策下企业的对策,以降低 电力企业的利益损失。

关键词:峰谷电价;价格需求弹性;收入约束;容量成本;运营成本



塑窒丝竺至皇竺塞竺竺些丝丝垒

Abstract
efficient
can

Peak

load

power

pricing

is
as

an

approach

in

DSM(Demand

Side

Management).Using

power price

signals,it
SO as

lead the power consumers to adopt

reasonable power consuming modes load power pricing,on
one

to

avoid the mode of peak and valley.Peak

hand,can raise electricity load rates,promote the rational
ensure

distribution of power resources,alleviate peak tension and operation of power

the safe and stable the consumers’

systems,and

on

the

other hand,can reduce

electricity

costs

and improve the economic and social benefits by encouraging the

consumers to change their original power consuming modes. This paper researches the peak load power pricing policy

and

its application in

Hunan Province,discovers and analyzes some existing problems.The most serious problem is:when peak assumption increasing

and

valley prices

are

set based on the normal price under the

that the total
use

income would

not

change,because
use

of the substantial

of valley pricing power and less

of peak pricing power,the total

income of power enterprises(including generation enterprises and the power grid) reduces.Moreover,with the further implementation of the existing policy,the losses of
power enterprises would become iarger. Integrating the problems Province,especially existing in the peak load power pricing of Hunan

the problem of

less income

of power

enterprises,this

paper

considers and compares the classical models several commonly used peak

of peak load power pricing,analyzes and points of
out

load power pricing methods

their

shortcomings.Then,from the perspective of combined with distribution rather

efficiency(allocation

resources)

than


only the perspective of function of peak load peak load power pricing model which
on can

power pricing,this paper proposes maximize

efficiency

under the condition of distribution constraints.Based


the the

model,the paper proposes

peak load power pricing method that is based

on

consumers’price elasticity of demand pricing policies

and

gives some advices to the

peak

load power

and measures.Meanwhile,this

paper,in order to maintain the fair analyzes the power

interests of power

enterprise(power grid),also
power pricing
SO as

enterprise’S

countermeasures to peak load
Words:Peak

to reduce its losses.

Key

load power pricing;Price
cost

elasticity

of demand;Income constraints;

Capacity cost;Operational

IIl

高级r商管理硕十学位论文

插图索引
图3.1固定峰形……………………………………………………………………13 图3.2峰移情形…………………………………………………………………..14 图3.3威廉姆森(Williamson)峰谷电价模型………………………………….15 图3.4温德斯(Wenders)蜂谷电价模型……………………………………….16 图3.5静态分析…………………………………………………………………..18 图3.6动态分析…………………………………………………………………一18 图3.7法国实施峰谷分时电价的负载曲线变化…………………………………22 图5.1偏小型与大型半梯形隶属函数……………………………………………33 图5.2湖南省电力公司典型日负荷曲线…………………………………………33

VI

塑童童竺耋皇丝塞丝型塞至至圣

附表索引
表2.I湖南省峰谷电价政策及其执行情况……………………………………….7 表2.2湖南省地方电业局情况…………………………………………………….8 表3.1法国峰谷分时电价时段区分表……………………………………………2l 表3.2法国高与中压用户峰谷分时电价表………………………………………2l 表5.1 2002年湖南省电力公司电力产品生产成本………………………………30 表5.2峰谷电价政策情况对比(尖峰和高峰时段合并后)…………………….3l 表5.3改进后的峰谷电价政策……………………………………………………34



湖南大学

学位论文原创性声明
本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取 得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个 人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果 由本人承担。

作者签名

日删年,口肛日
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本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学 校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查 阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位 论文。 本学位论文属于

l、保密口,在——年解密后适用本授权书。
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作者签名 导师签名

日删年正D月谚日
日期:0。”犀fo月9.o日

高级下商管理硕}学位论文

第l章

绪论

电力工业是国家重要的基础产业。电价既关系到电力企业的根本利益,也是 国民经济和社会发展的关键,因此,电价理论与政策成为目前国内外电力工业发 展与改革和电力企业经营管理工作中的焦点。近年来,随着电力工业管理体制的 改革,电力企业适应国民经济和社会发展需要,在政府相关部门的指导下,以资 源优化配置为原则,不断探索和实施新的电价政策,如峰谷电价政策,取得了明 显的经济和社会效益。但是,由于电力工业生产经营的特殊性等原因,一些电价 政策实施后在取得经济和社会效益的同时,也产生了一些消极影响。如何在理论 的基础上,结合我国电力企业生产经营和国民经济发展的实际情况,制定科学、 合理的电价政策,成为当前政府、电力企业及其它利益相关者面l临的亟待解决的
共同问题。

1.1研究的背景与意义
一般认为,公平合理的电价能够提供正确的经济信号,调节经济运行,实行社 会资源的最优化配置。目前在国内外普遍实行的需求侧管舞J!(DSM)是有效的调节 手段之一。它通过价格信号,引导电力消费者采取合理的用电结构和方式,避免形 成高峰低谷的电力消费方式。峰谷分时电价作为一种有效的需求侧管理手段,在 国内外都有广泛的应用。 峰谷分时电价是指根据用户用电需求,将每天的用电时间划分为高蜂、平段、 低谷三个时段或尖峰、高峰、平段、低谷四个时段,对各时段分别制定不同的电 价水平,以刺激和鼓励用户主动改变消费行为和用电方式达到削峰填谷的目的, 从而提高电力系统的运行效率和稳定性。这种方法通过不同时段的电价差使用户 出于节省成本的目的,将一部分用电量从高峰时段转移到平段或低谷时段,减少 峰谷负荷差,减少备用容量,提高机组使用效率,减少资源浪费。我国从上世纪80 年代起开始实施蜂谷分时电价制度,近几年来逐渐全面普及和推广。峰谷电价有 效地调节了用电峰谷差,取得了十分显著的社会效益。缓解了电力紧张局面。2003 年以来全国缺电现象日益严重,电网峰谷差越来越大,高峰时拉闸限电和低谷时电 量剩余并存。如何更好地调整和完善蜂谷电价政策,对缓解目前电力供应紧张局面, 更合理地实现电力企业的经济效益和整个社会的社会效益具有重要意义。

1.1.1理论背景
在霍特林(Hoteling)等人确立了边际成本定价的基本规则之后,边际成本定

湖南省峰符电价定价和政策研究

价法也被用来解释一些特殊的定价问题…,其中峰谷负荷定价(Peak--loadpricing)
最为典型。峰谷负荷定价问题的模型假设是:市场对于产品的需求在一年中的不 同的季节以及一天的不同时间段的需求存在较大的波动,即可以将需求明显区分 为两种:高峰需求和低谷需求。同时,这些产品又具有一个重要的特征,储存的 成本非常高或者根本无法储存。由于技术上的不可储存以及替代成本较高等原因, 需求的波动不能依靠存货的调整来满足,产、供、销等生产经营环节只能同时完 成。不同时段的需求存在差异,不仅产生了生产能力要求的差异,而且也提出了 如何确定价格的问题。 一些经济学家较早地关注了这个问题,分析和提出相应的峰谷定价模型【21。 这些模型在理论上从不同角度分析和解决了峰谷定价问题,但是,所得到的分析 结论基本上都是以效率或者社会福利最大化为前提的,没有考虑生产者和消费者 之间的分配问题。如同具有规模经济效益的垄断企业按边际成本定价符合社会福 利最大化目标但是却会引起垄断企业亏损,因而现实经济生活中难以操作一样。 以效率或者社会福利最大化为目标的峰谷定价模型如何从公平分配的角度加以完 善,以增加其现实可操作性,是目前峰谷定价理论所需要明确和解决的一个新问 题。 目前,湖南省峰谷电价政策存在的问题特别是引起电力企业收入降低的问题 从根本上讲是相应的理论模型的合理性问题【3】。在强调峰谷电价政策的资源配置 效率功能的同时,分配职能被忽视所引起的收入分配不公平问题暴露出来,影响 了峰谷电价政策的有效实施。

1.1.2现实背景
湖南省从1984年起开始试行峰谷分时电价,经过一段时间的探索,目前不仅 在售电侧实行了峰谷分时电价政策,而且还在发电侧也同时实行了峰谷电价政策。 由于地处南方,水资源较为丰富,水力发电量相对较多,目前,湖南省正在探讨 将峰谷电价与丰枯电价结合起来的分时电价政策【41。 峰谷分时电价的实施,一方面提高了用电负荷率,促进了电力资源的合理配 置,缓解了高峰用电紧张局面,保证了电力系统的安全稳定运行;另一方面,通 过鼓励用户主动避峰趋谷,减轻了用户电费负担,提高了社会综合效益【51。但是, 在执行过程中也存在一些问题,其中突出的问题是:在高峰和低谷电价分别在总 收入不变的情况下以平段电价为基础确定后,由于用户多用低谷电,而少用高峰 电,而低谷电价明显低于高峰电价,电力企业(包括电网企业和发电企业)的收 入明显减少了。随着政策的进一步执行,电力企业因为执行峰谷电价政策而减少 的收入还会进一步增加【6】,在很大程度上影响电力企业的建设和发展。 近几年以来,由于国家政策和外部环境等多方面因素影响,湖南省电力公司

高级工商管理硕I:学位论文

资产规模迅速扩张,但是,经济效益却日益下滑,公司大而不强的问题非常突出, 在国家电网公司“同业对标”工作中,资产经营效益排名处于落后水平。湖南省电 力公司经营困难主要体现在以下几个方面。 (1)省内售电量增长缓慢。受国家宏观调控、用户电价承受力下降和电源结 构限制等影响,公司2005年上半年电量增长明显减缓,同比增长仅6.99%,较国 家电网公司考核增幅9.32%少了2.33个百分点。售电量保持较高增幅是消化各种 增支因素的基础,如果以后的电量增长没有明显改观,公司经营将面临很大压力。 (2)发展资金严重短缺。目前,公司电网还存在薄弱环节,骨干网架还不完 善,公司发展任务异常繁重,同时电源配套建设项目多,投资需求必须维持在较 高水平,但由于公司盈利水平低,自我积累能力弱。2005年公司税后利润上缴投 资收益后还不足1亿元可用于电网建设,集中的折旧资金需优先保证归还银行贷 款本金,公司系统资本性资金严重不足。特别是下一步要加大主要城市电网的建 设和改造,资本性资金严重短缺将更加显现。 (3)利润总额偏少。2004年,公司利润总额l-37亿元,虽然较经营目标增 加O.07亿元,较上年实际增加0.17亿元,但由于其他省公司发展更快,公司利润 占国家电网公司系统份额却在不断下降,2003年是1.74%、2004年1.41%、2005
年上半年1.33%。

(4)资产负债率偏高。2005年8月末,公司资产负债率达到77.9%,尽管没 有超过国家电网公司下达的考核目标,但在国家电网公司系统处于较高风险水平。 由于资本金没有来源,公司电网建设几乎完全依赖举债进行,随着债务规模的不 断扩大,公司资产负债率还将攀升,公司的信用评级将受到影响,财务风险也将 进一步加大。 可以看出,在当前湖南省电力公司经营较为困难并且急需发展资金的情况下, 如果继续实行现有的峰谷分时电价政策,将导致湖南省电力公司收入进一步减少, 经营状况无法得到有效好转,影响其生产经营职能的正常发挥。现行的峰谷电价 政策虽然在短时间内对用电企业有益,从长远来看,却因为影响电力企业的建设 和发展,而无益于用电企业和电力企业双方的经济利益以及整个社会的社会效益。 如果发电企业和电网企业由于连年收入受损而导致无法正常经营与运行以提供稳 定而充足的电力商品来满足社会需求,将对国民经济的稳定与发展、社会的安定
造成巨大的影响。

峰谷电价政策的社会和经济效益是明显的,但是,这种效益不能只能被用户 或者消费者所获得?电力企业作为生产者是否应该分享峰谷电价政策所产生的效 益?从另一角度说,峰谷电价政策是否必然会引起电力企业收入的降低?这些问 题目前还没有在理论和政策上说得很清楚。进一步分析,针对峰谷电价政策的实 施,在不同的情况下电力企业应该采取什么经营策略,尽可能地降低损失?也没

湖南省峰谷电价定价和政策研冗

有形成自觉的意识,更没有采取有针对性的措施。

1.1.3研究的理论价值和现实意义
因此,以湖南省峰谷分时电价政策为例,在理论上分析和探讨电力企业在峰 谷电价政策中收入减少的原因,从分配角度入手分析和完善现有的峰谷电价模型, 提出新的可操作性强的峰谷电价理论模型和办法,能够丰富现有峰谷电价理论。 根据新的峰谷电价理论模型和方法探讨和制定新的峰谷电价政策,有利于解 决湖南省电力公司的收入减少问题,建立一种利益分享的电价机制,从而切实地 推动峰谷电价政策的执行,实现社会范围内资源优化配置的目标。峰谷电价政策 所产生的电力企业收入减少问题具有普遍性,湖南省电力公司面临的问题具有一 定的代表性,以湖南省电力公司为案例的研究结果可以推广应用到其它省峰谷电 价政策的调整和制定中,并产生相应的经济和社会效益。

1.2国内外文献综述
与一般价格理论相比,电价理论和政策显得十分特殊。随着电力市场改革的 进行,国内外关于电价问题的研究成果越来越多。关于峰谷电价问题的研究文献 有一些,可以从理论模型研究和政策或者制度执行两个方面进行l归纳。

1.2.1理论模型研究
峰谷电价或者一般意义上的高峰负荷定价可以认为是一个特殊的经济学理论 问题。总体上看,不同的需求函数假设(按时间区分、按空间区分和随机性区分) 和供给函数假设(固定规模报酬、递增规模报酬和递减规模报酬)构成了不同的 峰谷定价模型和结论【21。根据电力商品的特点,按时间区分需求函数和根据固定 规模报酬建立供给函数是简单和合理的,因此建立的电价模型也是比较科学和易 于操作的。按照这种理解,关于这个问题的理论模型的经典研究主要有三项。第 一项是施泰纳(Steiner)的所作的开创性研究。施泰纳最早从效率的角度分析和 解决了峰谷定价问题,将峰谷定价问题与最优生产能力的选择联系在一起,分固 定峰形和移动峰形(Shiftingpeak)两种情况,得出了高峰和低负荷情况条件下的 最优的生产能力和相应的电价组合;指出固定蜂形情况下低谷电价不要承担生产 能力成本,而移动峰形情况下原有的高峰和低谷电价组合不再适用,否则,会出 现低谷变成高峰的“峰移”现象【71。施泰纳的模型分析了需求变化引起的峰谷电价 组合的变化【81,其中特别提到的“蜂移”现象及其解决途径对于理解目前湖南省峰 谷电价存在的主要问题特别有意义。国外学者专门对“峰移现象”进行过分析19】。 关于峰谷电价第二项研究是威廉姆森(Williamson)的研究【l oJ。威廉姆森提 出了由高峰与低谷需求加权平均的有效容量需求曲线,有效容量需求曲线与长期

高级工商管理硕十学位论文

边际成本线的交点决定最优容量下的高峰电价和低谷电价,其中低谷电价大于单 位运营成本的部分说明低谷用户也要承担的一部分容量成本。如果长期边际成本 较低,则对应于最优容量下的高峰电价需要承担单位运营成本和部分容量成本, 而低谷用户不必承担任何容量成本。威廉姆森的模型说明高峰电价与低谷电价的 大小不仅与需求和供给状态有关,也与电力企业的生产成本如长期边际成本的大 小有关‘¨1。因此,用户需求函数成为影响和决定峰谷电价的另外一个重要因素【12】。 温德斯(Wenders)的峰谷电价模型发展了威廉姆森的思想[13】。他把电力企业 的不同生产方式组合与峰谷电价的制定结合起来,通过不同的峰谷电价组合确定 了电力企业生产能力成本的合理分摊方式,特别是给出了高峰电价和低谷电价的 数学表达式【141。 总之,理论研究所得出的结论是,高峰负荷时期的电价应该等于单位运营成 本与单位发电生产能力成本之和,而低谷时期的电价一般等于单位运营成本;如 果因为低谷电价造成了高峰负荷向低谷负荷的转移,则低谷电价还要承担部分生
产能力成本【”】。

1.2.2政策或方法研究
理论模型建立在许多假设的基础上,如单位运营成本与单位发电生产能力成 本可计算及其不变的假设等。实际上,这些成本数据的获得是困难的,而且也是 在一定范围内变化的。因此,还需要把理论模型变化为具体政策或方法。 峰谷电价制定采用的方法主要有上下浮动比倒法、以峰定谷法(或以谷定峰 法)、边际成本法等【”】。 (1)上下浮动比例法。该方法是在平段电价的基础上上下浮动一定的比例, 得到高峰电价或低谷电价,计算公式为: 高峰电价=平段电价×(1+高峰电价上浮比例) 低谷电价=平段电价×(1一低谷电价下浮比例) 这种方法往往又跟许多技术指标结合在一起,如峰谷时段划分、峰谷电价比、 峰谷电量比,峰平电价比,日负荷率等【13】。 (2)以峰(谷)定谷(峰)法。该方法是在平段基础上先定出谷段电价, 然后根据谷段、平段、峰段的电量关系确定峰段电价,计算公式为: 峰段电价=(平段电价×平段电量+谷段电价×峰段电价)/峰段电量 这种方法也与许多技术指标结合在一起,如峰谷电价比、峰谷电量比,峰平 电价比,日负荷率等。 (3)边际成本法。这种方法直接来源于各种理论模型。高峰电价由高峰时 段的容量边际成本和高峰时段的电量边际成本之和确定:低谷电价则由低谷时段 的电量边际成本确定。即:

湖南省蜂器电价定价和政策研究

峰段电价=高峰时段的容量边际成本+高峰时段的电量边际成本 谷段电价=低谷时段的电量边际成本。

1.3本文研究思路和主要内容



结合目前湖南省峰谷电价制度执行中出现的问题特别是引起电力企业收入减 少的问题,分析和思考峰谷电价的经典模型;从效率(资源配置)和分配结合的 角度而不仅仅是效率的角度认识峰谷电价的功能,重新分析和认识传统的峰谷电 价模型。在此基础上探讨基于消费者价格需求弹性的动态峰谷电价制定办法。从 维护电力企业(电网企业)公平利益的角度分析峰谷电价政策下企业的对策。

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高级工商管理硕t学位论文

第2章湖南省现行峰谷电价政策执行中存在的问题
2.1湖南省峰谷电价政策及其执行情况
湖南省从1995年起对大工业用户全面实行峰谷分时电价,到2005年8月共 有8700家企业实行了峰谷分时电价,比2004年年底增加了435家。峰谷时段的 划分方法是:全天分成尖峰、高峰、平段和低谷四个时段,其中尖峰时段为 19:00-22:00,高峰时段为8:00.1l:00、15:00.19:00,平段为7:00.8:00、ll:00.15:00、 22:00-23:00,低谷时段为23:00.7:00。 为全面考虑峰谷分时电价政策对全年的影响,采用自2004年9月至2005年8 月作为政策的年周期,对峰谷分时电价政策执行情况进行测算。期间执行峰谷分 时电价政策的售电量为278.6亿千瓦时,占全部售电量的60%。执行峰谷分时电 价用户的尖、高、平、谷四个时段的电量比分别为10.5%、27.97%、24.83%、36.70 %,其中尖蜂电量比上年降低1.5个百分点。表2.1显示了湖南省峰谷电价政策及 其总体执行情况,表2.2显示了湖南省实施峰谷分时电价政策实施以来各地方电 业局用电量的变化:

表2.1湖南省峰谷电价政策及其执行情况(2004年9月至2005年8月) 峰谷时段 时段划分 时间(小时) 尖峰
19:00.22:00 15:00—19:00 3 O.805 1.S 29.2 7 0.581 1.3 77.9 22:00—23:00 6 0.447 l 69.2 8 O.224 0.5 102.3 278.6 24 0.447

高峰
8:00一l l:00、

平段
7:00-8:00、ll:00一15:00、

低谷
23:00—7:00

合计

价格(元/千瓦时)
电价比 电量(亿千瓦时) 电量比例 资料来源:

10.50%

27.97%

24.83%

36.70%

lOO.00%

湖南省电力公司统计年报

从表2.1中可以看出,湖南省峰谷电价政策的基本情况是:低谷电价为平段 电价的0.5倍,尖峰电价与低谷电价之比为3.6,高峰与低谷电价比为2.6。尖蜂 和高峰时段一共是10小时,而所占电量比例为38.47%i低谷时段长8小时,所 占电量比例却达到了36.70%,仅比尖峰和高峰电量之和少1.77%。这表明低谷时 段用电量增长幅度很大,达到甚至超过了高峰时段的水平,出现了“蜂移”现象。 另外,平段时长为6小时,所占电量比例为24.83%。

湖f萄省峰锌电价定价和政饿研究

表2.2湖南省地方电业局情况(2004年9月至2005年8月,单位:千千瓦时)
尖峰时段 长沙电业局 湘潭电业局 株洲电业局 衡阳电业局 岳阳电业局 邵阳电业局 常德电业局 益阳电业局 娄底电业局 永州电业局 郴州电业局 怀化电业局 湘两电业局 张家界电业局
275。236 350,242 354,641 268。785 242,399 86,737 153,569 56。458 370。848 77,671 248。381 217,629 164。586 27,649

高峰时段
847,825 919,119 l,071,380 730,135 579,565 229,395 444,746 194,718 937.043 228。890 588,655 526,257 349,448 62.127

平段时段
664.613 757,911 1,024,067 614,360 501.209 213.454 396,230 171.352 866.330 308。735 504。914 450。808 346,074 50,203

低谷时段
l,065,346 1,106,599 1,446,576 939,256 712.116 338,776 586,793 298。290 1,268,448 770。505 751.157 558,243 451.018 65.217

电量合计
2,853,020 3,133,870 3,896,664 2,552,535 2,035,289 868,362 1,581,338 720,818 3,442,668 1,385,801 2,093,107 1,752,937 1,311,126 205,197

资料来源:湖南省电力公司统计年报

从表2.2中可以看出,大部分地方电业局用电量分布情况与湖南省总体用电 情况相同,即尖峰和高峰时段用电量之和与低谷时段用电量大致相等,只有永州 电业局和怀化电业局情况略有不同。永州电业局尖峰时段用电量仅为77671千千 瓦时、高峰时段用电量为228890千千瓦时,而低谷时段用电量达到了770505千 千瓦时,远远超过尖峰和高峰时段用电量之和,低谷时段已经成为实际上用电高 峰时段;而怀化电业局则不同,其尖峰时段用电量为217629千千瓦时、高峰时段 用电量为526257千千瓦时,而低谷时段用电量为558243千千瓦时,低谷时段用
电量与高峰时段用电量相当。

2004年7月湖南省执行了新的峰谷分时电价政策,对引导用户合理用电、尽 量削峰填谷起到了很好的作用,致使用户的尖峰负荷发生了转移,电网平均负荷 率达到了89%左右,在目前电网输送能力有限的情况下,保证了全省高峰时段的 电力供应。但是,同时也出现了部分纯低谷用电用户,导致部分地区的峰谷负荷 出现倒挂现象,如销售侧低谷时段的电量占全部售电量的比例已经达到了36.7%, 这不仅直接导致了销售侧峰谷分时损失加大,而且不利于电网结构的协调发展。 据有关资料,仅在2004年9月至2005年8月期间,因执行峰谷分时电价,湖南 省电力公司减收电费5,52亿元,同比增加2.4亿元,其中对星级宾馆低谷电量下 浮30%少收电费0.32亿元。

高级丁商管理硕l:学位论文

湖南省从2004年7月1日起对上网电量以及省电网与地方电网之间购售电量

全部实行峰谷分时电价。2004年9月至2005年8月期间,尖、高、平、谷四个
时段的上网电量占总上网电量的比例分别为13.29%、29.48%、25.3%、31.93%。

实行分时电价政策使发电企业承担了因用户增加低谷用电而减少尖峰和高峰用电 而产生的部分损失。据统计,在以上统计期间内,实行峰谷分时电价后,发电企
业减少3.89亿元的电费收入。

湖南省水电和火电电源结构比例基本相当。自2004年7月以来,丰枯季节电 价的执行对湖南省的电力供求起到了很好的平衡作用,有效缓解了电力的季节性 矛盾。2004年9月至2005年8月期间,因为执行丰枯季节电价政策,销售侧用 户减少支出0.44亿元,其中发电企业承担了0.2亿元。 因此,峰谷分时电价和丰枯季节电价政策的执行在有效地减少了销售侧用户 负担的同时,却使电力企业产生了等量的损失。2004年9月至2005年8月期间, 湖南省电力公司电费收入减少5.96亿元;其中发电企业承担了3.89亿元,占 65.3%;湖南省电力公司承担了2.07亿元,占34.7%。目前湖南省电力公司电网输 配电价占销售电价的比例为29.68%,如果按电网企业和发电企业等价格比例承担 收入减少的原则,湖南省电力公司实际多承担了O.3亿元。

2.2现行峰谷电价政策评价
执行新的峰谷分时电价政策后,湖南省的用电负荷特性发生了较大变化,负 荷高峰出现在晚上11:30分以后的低谷时段,负荷低谷则出现在早上7:30和晚 上7;30分的高峰时段。这种负荷特性曲线与制订政策时的预期负荷特性曲线出 现了较大差别,并没有产生削峰填谷的效果。总体上看只是高峰负荷发生了转移。 另一个结果是用户和电力企业之间的相对利益发生了结构变化。用电企业因为多 用低谷电获得了利益,但是,省电力公司(电网企业)和发电企业却产生较大的 损失,其中省电力公司少收电费2.07亿元,发电企业少收电费3.89亿元。这表明 现行湖南省峰谷分时电价政策实施的效果是有限的,在为用电企业带来了巨大的 经济效益,却在很大程度上影响了电力企业的经济效益。 调峰成果和电费损益是因峰谷分时电价政策而产生的相对矛盾的两种效应. 如何保证电网调峰的成效和公司的电费损益处于相对合理的范围之内,现行的峰 谷电价政策并没有考虑到这个方面,因此,需要进一步开展深入研究。湖南省电 力公司为了保证峰谷分时电价政策的实施,需要增加大量的投入,主要体现在电能 表的更换及电能表时段的调整;还有运行上的投入如原先使用的集中抄表系统必 须随着电能表的更换而更换;也包括管理上的投入如各项业务数据的增加无形中 增加了管理上的工作量。现行的蜂谷电价政策也没有考虑到如何弥补电费收入的 减少和为推行峰谷分时电价政策而增加的支出成本问题。

湖南省峰柞电价定价和政镀研究

因此,湖南省现行峰谷分时电价政策执行的结果是调峰效果没有出现,只是 在收入分配格局上发生了明显有利于用户的变化。这种效果并不是峰谷电价政策 的预期效果。实际上,减少电力企业收入可以简单地通过调整目录电价而实现, 峰谷电价政策的根本目标不是降低电力企业的收入。

2.3电力企业收入减少问题
峰谷分时电价的实施,提高了社会综合效益,但在执行过程中电力企业(包 括电网企业和发电企业)的收入减少成为一个突出的问题。所谓收入减少是指电 力企业的电费收入与原来不实行峰谷分时电价政策相比的收入减少。如上所述, 自2004年9月份以来,湖南省因执行峰谷分时电价,与正常电价相比少收电费 5.52亿元,同比增加2.4亿元,其中:对星级宾馆低谷电量下浮30%少收电费O.32 亿元。 由于峰段电价(包括尖峰和高峰时段)相对偏高,而谷段电价相对偏低,电 力用户必然会减少峰段用电量,相应地增加谷段用电量。因此,实行峰谷分时电 价后,各个时段的用电量会相应发生变化,而电力企业的电费收入也随之改变。 设实行峰谷分时电价前平均电价为昂,全天总用电量为蜴,则电力企业电费 收入(即电力用户的电费支出)为:

%=eoQo

(2.1)

实行峰谷分时电价政策后,设尖峰段、峰段、平段、谷段电价分别为只、B、

P、昂;尖峰段、峰段、平段、谷段电量分别为级、绋、Q、g,则电力企业
电费收入变为:

M=斥ft.+耳绋+PQ+弓G
的是为了减少电费支出,即: M SMo 也就达不到削峰填谷的目的。

(2.2)

从用户侧来看,电力用户通过减少峰段用电量而增加谷段用电量的动因和目

(2.3)

如果不能满足(2.3)式,电力用户就不会主动避峰趋谷,峰谷分时电价政策

从供电侧来看,由于削峰填谷效应,电力系统高峰负荷有所降低,节省了一 部分高峰备用容量,减少了容量的影子成本。同时,峰谷电价的实施也使系统低 谷负荷增高,负荷趋于稳定,使发电企业机组启停费用大大减少,也改善了很多 机组低谷时段的出力不足状态,提高了机组效率。这部分成本节省和启停费用的 减少都是电力企业因峰谷分时电价而得到的收益,设其为M.,满足电力企业收支 平衡的要求为; ^厶一M≤At,
(2.4)

即因峰谷分时电价政策实施而导致的电力企业收入减少必须小于或等于电力

高级工商管理硕}:学位论文

企业得到的收益,否则会导致电力企业亏损,峰谷分时电价也就难以继续推行下
去。

为了达到峰谷电价政策的效果,并且同时照顾电力企业与电力用户的双方的 利益分配,必须同时满足(2.3)式和(2.4)式,也就是说峰谷分时电价政策允许 电力企业的收入有适当的减少,但是减少的幅度不能太大。 根据本章第一、二节中对湖南省峰谷电价政策及其执行情况的分析,湖南省 电力企业收入的减少量已经远远超过了由峰谷电价带来的收益,电力企业利益严 重受损,从长远来看不利于蜂谷分时电价政策的实施。

2.4关于收入减少问题的几种认识
针对目前由于执行峰谷电价政策而导致的电力企业收入减少问题,有几种不 同的认识态度和处理方法: (1)承认实施峰谷电价政策必然会导致电力企业收入减少,并且要求电力企 业自己承担损失。这是一种非常消极的处理方法,将实施峰谷电价政策带来的经 济效益全部让利给用户而其利益损失完全由电力企业承担,短期内电力用户会因 为电费减少而获得经济利益,但是电力企业的利益受损将越来越大并得不到补偿, 长此以往,电力企业和相关部门将失去投资信心和兴趣。如果因此造成电力工业 的建设和发展无法适应经济社会发展的需要,造成缺电和输电堵塞等,其最终损 失可能更大,而且最后还得由电力用户自己承担。 (2)承认实施峰谷电价政策必然会导致电力企业收入减少,但是,认为电力 企业不应该承担这种损失,通过同时提高上网电价和目录电价的形式解决电力企 业的收入减少阉题。不少电力行业内部的人员也持有这种观点。按这种观点处理 目前峰谷电价产生和电力企业收入减少问题理论上是合理的,这样,峰谷电价政 策的实际效果相当于是仅仅作了一次电价结构调整。但是,用户可能不能接受, 认为蜂谷电价政策实际上没有任何意义,因为因此获得的利益另一方面被电价提 高所抵销。当然,在衡量电力企业损失时也要把因为削峰填谷所产生的利益以及 其它相关成本综合考虑进来。实行峰谷电价政策确实使电力企业的收入有所减少, 但是,峰谷电价政策也为电力企业减少了投资和降低了运行成本,这些因素不能 忽视。 (3)要解决电力企业收入的减少问题,就要进一步提高峰段电价,拉大峰谷 价差。目前政府有关文件精神倾向予这种观点。这种认识有一定道理,因为有一 部分电力用户的避峰趋谷能力相对较差,他们无法随着电价的变化而改变用电时 间段来减少峰段电量的使用。无论峰段电价如何提高,他们仍然只能选择使用峰 段电量。这样由于峰段电价格上升。而电量不能随之减少,必然会造成这一部分 的用户电费支出增加,也就意味着电力企业收入相应增加。但是这样做无疑于将

湖南省峰符电价定价和政策研究

电费压力强加于这一部分调峰能力差的用户之上,是否应该这样做还值得商榷。 (4)电力企业不应该承担峰谷电价政策所产生的损失。不过,与第三种认识 相反,峰谷用电换位的现象说明,不是峰谷电价比小了,而恰恰相反,而是峰谷 电价比相对偏大,特别是低谷电价太低了,从而导致在没有削峰填谷的同时,电 力企业收入减少了。如果低谷电价没有低到现在这个水平,用户响应就没这样强 烈,高峰负荷可以降低下来,但是,不会低到原来低谷负荷水平;另一方面,低 谷负荷也不会提高上去,与原来的高峰负荷相当。只有这样,峰谷电价政策才不 会出现目前的扭曲结果,削峰填谷的功能才有可能实现。但是,这种意见与第三 种意见有一个共同条件,就是要知道用户对不同价格的需求敏感程度,即用户的 价格需求弹性系数。 总体上看,峰谷电价政策如果只是简单地将电力企业的利益转移给用户,没 有产生净效益,就说明峰谷电价政策是失败的。由于这个原因,峰谷电价政策引 起电力企业收入明显减少显然是不合理的。根据上面的分析,在不改变基本的利 益分配格局的前提下,通过引入价格需求弹性系数,可以将潜在的价格变化所引 起的电量结构变化及其相应的收入变化控制在预期的范围内,在维护和保证电力 企业和用户双方利益的基础上,实现社会效益最大化的目标。

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第3章

峰谷电价模型及其分析

3.1三个基本模型及其比较
3.1.1施泰纳(Steiner)模型
施泰纳(Steiner)模型对高峰负荷定价问题的考虑是与生产能力的最优选择 联系在一起的。由于高峰负荷定价问题中不同时期的需求曲线不同,可以看成是 两个集体对同一产品(生产能力)的需求,施泰纳(Steiner)模型在解决该问题 时采用了萨穆尔森解决公共产品最优规模的经典分析理论,即公共产品的最优规 模由需求曲线的垂直相加所得到的总的需求曲线与供给曲线的交点所决定【11。 对于生产能力的有效需求曲线可以通过将需求曲线各自的部分的垂直相加得 到。由于问题的关键是确定最优的生产能力,因此可以将运行成本b从中减掉, 这样就得到了对生产能力的需求曲线。如图3.1所示,Dl、D2分别为高峰和低谷

时段的需求曲线,坟为Dl和D2相加后的生产能力总需求曲线。最优生产能力的
规模就可以由需求曲线和边际成本曲线的交点确定。

图3.1固定峰形

假设加总的需求曲线玩的转折点为爿,从图上看,生产能力成本曲线与磁的
交点的位置可能在一点的下方(如图3.1),也有可能在一点的上方(如图3.2)。 对第一种情况,图3.1清楚地表明:最优生产能力为墨。在五处,对生产能 力的需求等于提供生产能力的成本;并且在生产能力为墨时,只有高峰时期的消 费者对生产能力有需求,而且高峰时期的最优价格为昂=6+∥,包括边际生产能

湖南省蜂谷电价定价和政策研究

力成本和边际运营成本。同时,即使低谷时期对于生产能力没有需求,Z规模的 生产能力也是合适的。因此对于低谷时期使用者所定的价格只要能弥补生产这些

产品的运营成本就可以了,所以低谷时期的最佳生产能力为Z,低谷时期的最优
价格为厅=b,只包括边际运营成本。

对第二种情况,如图3.2所示,生产能力的最优规模由总需求曲线所与生产
能力的边际成本曲线∥的交点决定,为五:。给定这个生产能力,每一时期的产出

都应该扩张到最大生产能力这一点。最优的产出为Xl=置=XI,。而高峰时期和低
谷时期的价格分别为:0=6+,,B=6+∥一,。也就是说在图3.2这种情形下, B=b+fl和B=b的价格组合就不再适用。因为如果继续采用该价格组合,则高

峰时期的需求量为五,,低谷时期的需求量为五,,且.砭,>五.。低谷时期的需求
量反而高于高峰时期的需求量,这就是峰移(Shifting Peak)情形,而在前一种情
况中,高峰是固定的。

囤3.2蜂移情形

但是无论是哪种情况,在高峰负荷定价中,价格的决策都应该和生产能力的决 策联系在一起。在高峰负荷情况下,联合需求曲线与边际成本曲线的交点在决定 最优生产能力的同时也决定了高峰和低谷时期各自的最优价格。

3.1.2威廉姆森(Williamson)模型
威廉姆森(Williamson)模型是以追求社会福利最大为目标,进行最佳装机容 量的分析。该模型以高峰与低谷需求的加权和得到有效容量需求曲线,同时代表 高峰与低谷需求,在此基础上用边际成本定价法来决定最佳供电量与高峰、低谷 电价。再分别由高峰、低谷需求与短期边际成本决定的价格定出容量成本的分摊 方法【2】。该模型假设发电技术属于固定规模报酬型态,且设备投资不可分割。

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如图3.3所示,设每多发一度电的运营成本为b,平均设备成本为口,则短期

边际成本SRMC.为6,长期边际成本LRMC,为b+p。又设D,、岛分别代表高峰 与低谷需求,且研代表由高峰与低谷需求加权平均的有效容量需求曲线。



6+矗

LRMC,


尸n



LRMCa

瓦 a 西






图3.3威廉姆森(Williamson)峰谷电价模型

从图3.3可以得到:由有效容量需求曲线n与长期边际成本曲线LRMC。,确

定最佳容量(研)下的高峰电价耳,与低谷电价%,其中%>b的部分表示低谷
时段用户也必须承担一部分的容量成本。如果假设长期边际成本曲线为LRMC2,

则最佳容量为姨,高峰与低谷电价分别为弓:和b,由于此时的低谷需求曲线与短
期边际成本SRMC2交于b的水平,这表示低谷时段用户不必承担任何容量成本。

3.1.3温德斯(Wenders)模型
温德斯(Wenders)模型说明了在特定负荷形态下,电力企业如何运用最低成 本的发电技术组合,以满足不同时段的电力需求。同时,决定最优的高峰和低谷 电价,合理分摊发电容量成本【2】。 该模型假设有两种发电机组,一种供高峰负荷使用,另一种供基本负荷使用, 其年平均边际容量成本分别为届、缓且磊>届;其年平均边际运营成本为磊、魏且 岛>62。又假设岛十届>62 4-愿。显而易见,高峰负荷发电机组的容量成本届低, 但运营成本色高;基本负荷发电机组的容量成本届高,,但运营成本6,低。如图3.4 所示,假设规模报酬符合递减规律。 由6l+属>62+岛可知,基本负荷发电机组的长期边际成本较低,虽然其容量 成本较高;但由于其运营成本较低,加总后其边际运营成本的优势超过其边际容 量成本的劣势,因此,电力企业在选择运转时段较长(即每年运转时数超过鑫小 时)的发电机组时会选择成本较低的基本负荷机组。但由于厉>层,因此,当发 电机组负荷时数减少时(即每年运转时数少于‘小时),基本负荷机组的优势就会 消失,而将改为采用高峰负荷机组来运转,以获得较低的发电成本。如图中的AED 线段,转折点E对应的负荷时数为‘。

湖南省峰谷电价定价和政策研究

每千瓦总成奉

A 年负载日十数

容量(Kv)

图3.4温德斯(Wenders)峰谷电价模型

由于基本负荷与高峰负荷发电机组的分割点是决定于二者边际成本相等的供 电水平上。因此,将基本负荷机组的长期边际成本LRMC,等式与高峰负荷机组长 期边际成本LRMC2等式联立求解,就可以得出最优发电组合的必要条件。 设f.为年负荷总时数(f.=8760小时),tl为最优高峰负荷时数,‘为高峰负

荷机组实际运转时数,且f:<tl。令_r,ll:争,胁:=鱼÷尘,则:
LRMC,=届+坍1岛


令LRMCl=£眦,得到:

LRMC2=愿+m262

巩:丝丛+62坍,
‘ ‘





假设社会福利函数等于发电收入减去燃料成本与容量成本之和,在追求社会 福利最大的目标下,求导社会福利函数可得最优高峰电价与低谷电价分别为:

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高峰电价:昂=岛+盟 舰

低谷电价:只:6'+竺!生二刍丝垒=垒2




这说明高峰时段用户必须承担高峰负荷的边际运营成本以及全部的高峰负荷 边际容量成本;而低谷时段用户除了承担基本负荷的边际运营成本之外,还必须 承担部分的基本负荷边际容量成本。

3.1.4模型比较
以上三种基本模型的有一个共同的决策目标,即追求社会福利的最大化。虽 然由于各自的出发点和解决办法不同,得到了不同的峰谷电价制定方法,但是, 基本结论是大体上是相同的,即高峰电价由容量成本或者设备成本(其实是单位 固定成本)与运营成本(可变成本)之和组成,而低谷电价仅由运营成本(可变 成本)组成。 由于角度或者条件不同,因此,很难对三种模型作出一个优劣评价。施泰纳 (Steiner)模型对高峰负荷定价问题是通过先确定最优生产能力来解决的,它假 设高峰需求和低谷需求的时问段是相等的;而威廉姆森(Williamson)模型则是通 过最优装机容量的分析,消除了各时间段相等的假设,比施泰纳(Steiner)模型 更接近于现实;温德斯(Wenders)模型着眼于如何利用成本最低的发电技术组合 来满足不同时段的电力需求。 这些模型对于如何确定高峰和低谷电价提供了有益的思路,但是,与实际应 用还有一定的差距。高峰和低谷负荷需求曲线在模型中是己知的,显然,在确定 电价前,这只是一种假设。另外,单位容量成本和运营成本如何计算,模型中并 没有给出更多的解释。实际上,单位容量成本与单位运营成本在计量单位上就不 统一,两者并不能简单相加。最后,这些模型都是在电力企业发电、输电、配电 和售电一体化假设条件下得出来的,有些模型可能忽略了输电、配电和售电成本。

3.2基于政策视角的基本模型的缺陷分析
上述三种基本模型都是建立在追求社会福利最大化即效率最大化的目标下的 峰谷电价模型,按照这个模型确定峰谷电价,社会资源得到了最优配置。但是, 进一步分析,实施峰谷电价所产生的社会福利如何在相关利益者之间其中主要是 电力企业和用户之间分配呢?模型并没有涉及。如果峰谷电价开始就是按照这个 原理进行确定,电力企业和用户之间的利益平衡也以此为基础,这个问题就不突 出或者不存在;因为对于具有自然垄断属性的电力企业而言,如果政府把峰谷电 价政策所产生的社会福利全部界定给用户,就必然会从其它方面如合理报酬率或

湖南省峰符电价定价和政策研究

者成本加成率上对电力企业进行补偿。但是,目前湖南甚至我国峰谷电价政策执 行的实际情况是用户获得了蜂谷电价政策所产生的大部分或者全部利益,电力企 业因此受到的损失一直没有通过明确的途径如燃料加价一样得到补偿,甚至根本 没有得到政府相关部门的认可。峰谷电价政策所引起的电力企业损失被认为是一 种经营损失,而不是一种政策性损失。 事实上,假设实施峰谷分时电价前后平段电价和用电量都保持不变,只分析 峰段和谷段的电价及电量的变化。实施峰谷分时电价前各时段电价相等,设平均

电价为昂,峰段和谷段电量分别为G,、g,:实施峰谷分时电价后,设按照上述 三种模型中任意一种确定的峰段和谷段的电价分别为B,、%。如图3.5所示,如 果G。、9,不发生变化,则实行峰谷分时电价前后电力企业收入可以基本保持不 变,即弓,Q,,+0,g,=昂(G。+G。),从图上看就是阴影部分A和B的面积基本相
等。

圈3.5静态分析

但是在实际情况中,由于高峰电价的提高和低谷电价的降低,用户自然会减 少高峰时段用电而增加低谷时段用电,从而减少电费支出,换言之,使电力企业

收入受损。如图3.6所示,设实施峰谷分时电价后峰段和谷段电量分别变成彩。、 G。,即昂。醇,+昂。醇。<晶(绋。+G,),从图上看就是阴影部分C的面积小于D的
面积。

图3.6动态分析

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从以上分析可知,三种基本模型的主要缺陷在于追求社会福利最大化的目标 的同时,却没有考虑社会福利的公平分配问题。在实际运用中,会导致电力企业
收入受损的问题。

3.3分配约束下的效率最大化模型探讨
考虑到峰谷分时电价所带来的社会福利的合理分配问题,有必要建立分配约束 下的效率最大化峰谷电价模型。分配约束就是指实施峰谷分时电价前后电力企业 的总收入不会因为峰段和谷段的电量变化而变化。为了实现分配约束的条件,保 证电力企业在峰谷电价实施前后收入不发生变化,最好的办法就是事先预测到峰 谷时段的电量可能发生的变化,然后再根据变化的用电量来确定峰谷电价。 设实施峰谷分时电价前各时段电价相等,平均电价为只,峰段和谷段电量分 别为Q,。、G。;假设实施峰谷分时电价后,平段电价等于峰谷电价前平均电价R, 且平段电量保持不变,峰段和谷段电价分别为B、0,并且能准确预测到其电量 分别变成Q尸、9。按照分配约束条件,有: 耳绋+0G=昂(Q,o+g。)
(3.1) (3.2)

B=蝎,

式中k为峰谷电价比。与目前峰谷电价比主要根据经验确定不同,根据上述 理论模型所揭示的定价规律,考虑效率因素,峰谷电价比应该等于高峰负荷的成 本与低谷负荷的成本的比值。 在峰谷电价比k值确定之后,求解联立方程(3.1)和(3.2),就可以得到峰 段电价B和谷段电价昂。因此,联立方程(3.1)式和(3.2)式就是分配约束下 效率最大化的峰谷电价模型。模型的关键在于如何准确预测实藤峰谷分时电价后 的峰段和谷段用电量,以及如何确定蜂谷电价比k,具体方法将在第四章进行讨
论。

3.4峰谷电价政策制定的基本原则
按照经典的电价理论,制定电价的基本原则是:①通过电费收回发、供电成 本:②确保电力企业获得合理的利润;⑨支付国家税收:④使用户在等同条件下 所负担的电费是公平合理的;⑤体现国家的能源政策。峰谷电价的制定原则可以 在以上内容的基础上扩展与补充。 历史地分析,峰谷电价政策是在各时段统一电价的基础上展开的。由于这个 原因,当电网基本电价确定后,峰谷电价的取值应该满足下列原则ll“。 (1)合理划分峰谷时段、适当确定峰谷价差,正确引导用户“削峰填谷”。充 分发挥电价的资源配置功能。

湖南省峰符电价定价和政簧研究

(2)保持正常供电时段的电价不变。即平段电价保持原来的水平。这个原则 实际上没有特别重要的意义,不过,在当时推行峰谷电价政策时,有利于让电力 企业和用户更好地理解和执行峰谷电价。 (3)电价总水平不变,或者实行峰谷电价后,电力企业的总收入不变。即峰 谷电价政策不改变电力企业和消费者之间的现有利益格局。

3.5峰谷电价政策相关经验
法国是最早实施峰谷分时电价的国家(自1952年始),且实施成效最为显著,其 成功经验值得借鉴。自1946年起,法国的电力供应由法国电力公司独家经营,当 时二战才刚刚结束,百废待新,其资金极为短缺,而电力开发需要庞大资本。因 此为了有效利用既有的电力设备,减缓高峰需求的成长,法国政府决定采用峰谷 分时电价方案,即通过不同的电价结构,反映不同时段的供电成本,鼓励用户削 峰填谷,降低高峰负载需求,以达到有效利用有限资源的目的[21。

3.5.1法国的峰谷分时电价制度
法国电力公司从1952年开始实施峰谷分时电价制度至今,期间共经历了四个 阶段。第一阶段(1952—1956)的电价制度将消费者区分为高压用户和低压用户 两种,高压用户电费高、低压用户电费低,而容量电价全国一致且电量电价未能 反映成本,导致一种不合理的电力消费。为了修正这一缺点,法国电力公司以边 际成本定价法为基础,制订了下一阶段的峰谷分时电价制度。第二阶段(1957— 1965)的电价制度以边际成本定价法为基础,并以工业用户(即高压用户)为主 要对象。依照电压数、地区、季节时段及最高消费电量来区分电力用户收取不同 的电费。在这个阶段,消费者可以根据电价特性,决定最适合自己的消费用电模 式,而没有第一阶段那样变相地鼓励不合理消费的现象。第三阶段(1966—1973) 的电价制度改变了第二阶段局限于工业用户的政策,不仅提出低压用户的“普遍电 价”制度,供一般用户使用,且扩大峰谷分时电价的范围,增加了消费者的选择余 地。第四阶段(1974—1995)由于石油价格暴涨,使得供电成本结构发生变动, 法国电力公司因此配合调整电价结构。其结构仍分为固定的容量电费与变动的电 量电费;电价的分类由原来按供电电压区分改为按用电容量大小来区分,其余与 第三阶段相同。 法国峰谷分时电价政策的具体实施措施如表3.1,表3.2所示【21。

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表3.1法国峰谷分时电价时段区分表 冬季 时段 高峰 起止时间 周~~周五
7:00-9:00,17:00-19:00

夏季 时段 起止时间

平段

周一~周五
6:00-7:00,9:00-I

平段

周一~周五
6:00---22:00

7:00,19:0毗:00
低谷

低谷

周~~周五

与冬季相同

22:00-6:00及周日全日
注:夏季没有划分高峰时段 表3,2法国高与中压用户峰谷分时电价表

电压

容量电价 (法郎/千瓦

电量电价(分/千瓦时) 冬季
高峰
22.j2 24.16 27.24 34.75

夏季 低谷
8.0l 8.03 8.07 9.03

(KV)

时/年)
106.7 106.7 106,7 136.14

平段
12.98 14.15 15.91 19.65

平段
“.59
11.69 11.79 13.09

低谷
7.85 7.87 7.9l 8.68

220 150 60-90 5~30

3。5.2法国峰谷分时电价实施效果
实行峰谷分时电价后对法国电力系统负载的影响效果有以下两点: (1)降低日最高峰负荷。降低日最高峰负荷对电力企业而言,可以节省兴建 电厂的投资费用,降低运转成本和减少昂贵燃料的支出。根据法国电力公司的研 究结果指出,在十一月至二月的高峰季节,峰谷分时电价的日效果(DailyEffect) 可以降低高峰负载800MW;而在非高峰季节,峰谷分时电价的日效果则可以降低 600MW的高峰负载。 (2)转移高峰负荷。根据法国电力公司研究指出,从1957年开始至1965年 止,峰谷分时电价对转移高峰负荷的效果,每年约提高年负载因素1.5%,1966
年之后移峰效果更为显著。

图3.7为1952年至1980年间,历年一月份第三周的平均日负荷曲线的比较 图,可见这段时间降低日最高峰负荷以及转移高峰负荷的效果非常显著【2】。

塑里丝竺坌皇丝塞丝窒些茎至垒

图3.7法国实施峰谷分时电价的负载曲线变化

总之,法国自1952年开始实施峰谷分时电价以来,效果非常显著,成功地降 低了高峰电力需求并有效地转移高峰负载至低谷负载,延缓新电厂的兴建和降低 运转成本。由法国电力公司的经验可以明确地看出,具诱因效果的峰谷分时电价 制度的确是电力事业负载管理的有效工具。当然,这都建立在制定合理的峰谷分 时电价的基础之上。

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第4章峰谷电价制定方法
虽然峰谷电价的理论模型较好地解决了峰谷电价制定的原理,但是,如同其 它价格理论在实际中应用的情况一样,根据峰谷电价模型并不能直接决定峰谷电 价。如上所述,根本原因是模型中有一些重要的假设实际上不可能满足,比如高 峰和低谷负荷需求曲线、价格需求弹性和成本数据等。由于这个原因,峰谷电价 制定过程中采用了一些经验方法。在充分了解有关理论的基础上分析这些经验方 法,有利于更好地改进和完善峰谷电价制定方法。

4.1现行方法的缺陷
现行的峰谷电价制定方法主要有上下浮动比例法、以峰定谷法(或以谷定峰 法)、边际成本法等【l。”。在1.1.2中已对这三种方法做出简要介绍,下面分别对其 各自的缺陷进行分析。
●●

4.1.1上下浮动比例法
上下浮动比例法的核心在于如何确定高峰电价上浮比例和低谷电价下浮比 例,只要确定了这两个浮动比例,就可以按照平段电价根据公式相应确定峰段电 价和谷段电价。目前湖南省的峰谷电价政策使用的就是这种方法,从表2.1中可 以得知,尖峰电价和高峰电价分别在平段电价的基础上上浮80%和30%,而低谷 电价则是在平段电价的基础上下浮50%。这种方法的关键是确定上浮与下浮的比 例,然而,现行的上浮比例与下浮比例的确定主要依赖经验,如峰谷时段划分、 峰谷电价比、峰谷电量比,蜂平电价比,日负荷率等,缺乏科学的理论依据和相 应的指导。另外,由于用户的用电量和用电时间会根据电价的改变而相应动态变 化,一些经验指标值不会一成不变,而会随之变化。因此上下浮动比例法作为一 种静态的峰谷电价制定方法,在实际运用中造成了电力企业利益受损等问题;这 些问题事先没有估计到,出现以后也缺乏合理的解释。

4.1.2以峰定谷法
以峰定谷法或者反过来以谷定峰法也是一种静态的峰谷电价制定方法。这种 方法没有考虑到实施峰谷分时电价前后用户用电结构和用电量的变化,只是根据 以往的经验指标,首先确定出高峰(低谷)电价,然后再得出相应的低谷(高峰) 电价。这种方法的缺陷与上下浮动比例法一样,即无法适应未来电力用户对电价 变化所做出的反应;要么造成电力企业利益受损,收入减少;要么使得电力用户

湖南省峰符电价定价和政策研究

利益受损,不得不限制用电或者电价偏高。两种结果既不利于社会福利的改进, 也容易造成电力企业或者用户对峰谷电价政策的抵触。

4.1.3边际成本法
边际成本定价法在理论上是完美的,但是,由于边际成本难以确定,在实际 上这种方法很难操作。在最简单的模型中,高峰电价等于单位运营成本和单位生 产能力成本之和,低谷电价等于单位运营成本。这样定价相对容易实现,但是, 由于这种方法的假设性太强,如单位生产能力成本与生产能力大小无关等,因此, 这种方法也只有理论价值【19】。不过,由于长期边际成本等数据相对容易获得,因 此,利用长期边际成本有关数据如年度成本资料,将边际成本法与其它方法结合 使用,可能是更加有效的。

4.2相应的改进措施及其局限性
由于静态的峰谷电价制定方法没有充分考虑到用户在实施峰谷电价前后用电 结构和电量比所发生的变化,从而造成了电力企业实际电费收入比预期大幅减少。 这个问题已经引起电力企业和政府相关部门的高度关注,必须加以改进。 一种改进的方法是建立一种相应的平衡机制【17】,随着电价结构的变化,适时 调整时段划分和浮动水平,以保持电费收入不发生较大变化。根据具体情况,调 整的周期可以是季度、半年或一年。 假设调整周期为一年,上年度实施峰谷分时电价时,由于低谷电量过大造成 电力企业收入损失为坍,假设在下年度计划减少损失的比例为,(O<,<1),即收 入损失降为(1一r)m,现调整低谷电价以实现该目标。设平段电价和高峰电价分别 为P、B,本年度暂时保持不变,低谷电价昂为待调整量;本年度高峰电量和低

谷电量分别为鳞、g,可以采用去年的测量值或者预测值,则下年度低谷电价可
以调整为:

昂=【P(绋+g)一昂砩一(1一r)m]/9
进方法也存在明显的局限。

(4.1)

这种方法为峰谷电价政策的实施提供了一种公平合理的途径,但是,这种改

(1)这种电价调整方法实际上还是一种静态的调整方法,因为它无法准确预 见到调整前后用户用电时间与用电量的变化。调整后的低谷电价很有可能仍然无 法达到降低收入损失的目的。 (2)方法在调整低谷电价时有一个重要假设,即本年度高峰电量和低谷电量 与去年保持一致,显然,这个假设条件在实际中一般不会成立。因为电价的变化 必然引起用户用电结构和用电量的变化,如果本年度高峰电量和低谷电量由于电价 的变化而发生了较大的变化,那么根据该方法来调整的低谷电价就会与实际不符。

高级工商管理硕{一学位论文

因此,静态的峰谷电价制定方法和调整方法都不能很好地解决电力企业收入 减少的问题,必须确定一种能够自动适应用户用电结构和用电量变化的动态的峰 谷电价制定方法。

4.3峰谷电价制定方法改进的思路和原则
4.3.1改进的思路
电力商品作为一种工作生活中不可或缺的必需品,其使用价值没有其他商品 可以替代,其短期价格需求弹性很小。也就是说在理论上无论电价怎么变化,或 者太高、或者太低,用户还是得使用电力来满足其需要,而且所需用电量不会发 生明显的变化。但是,峰谷电价政策把电力商品分成了高峰、平段和低谷三种形 式,或者是尖峰、高峰、平段和低谷四种形式,高价电(高峰或尖峰时段)与低 价电(低谷时段)实际上可以看作是两种不同的商品,它们之间就存在了相互替 代的可能性,电力用户可以改变原来的用电习惯来适应峰谷电价政策所带来的电 价变化,这样用户在一定程度上可以在两者之间进行选择。因此,对峰谷电价制 定方法的研究必须从价格需求弹性入手。根据著名的拉姆齐定价法则,可以得出 关于峰谷电价、边际成本和价格需求弹性系数的一个关系式。

!曼二生2 1墨:丛
(弓一Cr)/弓纬

f4 2、 、一7

其中B、o、纬分别是高价电的价格、边际成本、价格需求弹性系数;0、
G、所分别是低价电的价格、边际成本、价格需求弹性系数。 拉姆齐定价法则表明:在最优价格组合处,价格偏离边际成本的程度与商品 的需求弹性成反比。弹性较大的商品,价格偏离边际成本的比例要小;价格需求 弹性越小的商品,价格偏离边际成本的比例相对要大。由于电力商品分为了高价 电和低价电两部分,而从湖南省实施峰谷电价的执行情况的分析中可以看出电力 用户有较强的改变用电结构而尽可能少的使用高价电转为多使用低价电的能力, 所以高价电和低价电的价格需求弹性是比较大的。因此根据拉姆齐定价法则,高 价电和低价电的价格偏离边际成本的比例不能太大,即高低价电之间的价格差不
能太大。

从目前关于峰谷分时电价的研究以及实际运用情况看,现有的峰谷电价制定 方法都是致力于如何加大峰谷价差以增强“削峰填谷”的效果,更多地考虑了电力 用户的利益,却忽视了由于峰谷电价政策给电力企业带来的巨大影响。但是“峰谷 倒置”现象的出现表明目前湖南省峰谷电价差不是太小,而是太大了。由于过分注 重峰谷电价政策的“削峰填谷”效应而低估了电力用户的价格需求弹性和避峰趋谷 的能力,所以制定出的峰谷价差偏大。因此,适当降低峰段电价而增加谷段电价

湖南省峰谷电价定价和政策研究

减小峰谷电价差可以有效解决“峰谷倒置”问题。 需要注意的是,为了达到峰谷分时电价政策“削峰填谷”的功能和目的,峰谷 价差必须维持一定的水平,不能太大,也不能太小。峰谷电价差太大将导致用户 对电价响应过度,峰谷时段产生的较大的漂移甚至产生“峰谷倒置”,调峰失败的 同时使电力企业经济效益受损。而峰谷电价差太小又会使用户响应不足,无法达 到峰谷电价制定的预期效果。适当减小峰谷价差并不是无限度地缩小峰谷电价之 间的差距,而是一种解决“峰谷倒置”问题的方法,一旦“峰谷倒置”现象不再存在, 峰谷价差也就不能继续减小。

4.3.2改进的原则
根据上面的分析,如果不能事先预测用户因为价格变化可能发生的电量结构 变化,并且将这种变化考虑到峰谷电价的确定过程中,峰谷电价就会始终产生改 变利益格局的问题。传统的峰谷电价制定方法虽然以不改变现行的利益格局为原 则,但是,根据静态模型制定峰谷电价方法本身决定了内在的冲突的存在。根据 上面的分析,本文认为以分配或者收入约束为基础的效率最大化峰谷电价确定应 该遵循下面几个基本原则。
(1)根据用户的价格需求弹性动态地制定峰谷电价。用户的价格需求弹性可

以根据历史资料间接获得。虽然获得数据可能闲难的,但是,在一个确定的地区,
电力消费总体上还是有一定规律的。

(2)这了保证定价的效率性,峰谷电价水平要尽可能地接近相应的实际成本。 在保证各相关利益主体收入或者支出不发生变化的前提下,要保证峰谷电价水平 结构与相应的成本水平结构相一致。即峰谷电价比根据成本确定而不是经验数据。 (3)适当确定峰谷价差和合理划分峰谷时段,防止出现价差过大或者过小情 况,时段宽窄不适,造成用户响应过度或者响应不足等问题。

4.4基于负荷需求弹性的峰谷电价制定方法
4.4.1需求弹性确定
实施峰谷分时电价后,由于各个时段电价的不同,从而导致用户有目的地选 择用电时间来节约电费支出,这就是用户对电价的响应。为了量化用户对峰谷分 时电价的响应,引用电价需求弹性系数弹性来表示用户的价格需求弹性【”】。峰谷 分时电价的价格需求弹性是指峰、平、谷时段价格的变动所引起的电量的变动, 即在一定的时间段内,用电量变化率与相应的电价变化率之比。 电价的需求弹性系数定义为:

砖=器

砖2面着

(4.3)

高级T商管理硕卜学位论文

△Q=I【石,(斥,P,弓)一Z(C)】出

(4.4) (4.5)

扯=弓。一只

其中:AQ,为实施峰谷分时电价前后i时段用户用电量的变化值,Q为实施峰

谷分时电价前i时段的用电量;缱为实施蜂谷分时电价前后i时段的电价变化值,
C为实施峰谷分时电价前i时段的电价,弓.,为实施峰谷分时电价后i时段的电价; Z(C)为实施峰谷分时电价前t时刻的用户用电负荷,它是t时刻电价只的函数; 石。(昂,P,昂)为实施峰谷分时电价后f时刻的用户用电负荷,它是峰、平、谷各时
段电价耳、P、0的函数。

如果扯=0,则表示i时段的价格需求弹性系数为0。
4.4.2峰谷电价比
根据分配约束下的效率最大化模型,还需要确定合理的峰谷电价比。从关于 峰谷电价的三个经典模型中可以知道,高峰电价需要承担所有的边际容量成本和 边际运营成本,而低谷电价一般只要承担边际运营成本。由于目前电力工业正在 进行市场化改革,发电和输电、配电和售电等四个环节面临不同程度的分离。结 合目前我国电力企业的实际情况,将经典模型中的结论引伸到“厂网分开”改革的 层次上,蜂谷电价比可定义为:

七:掣


(4.6)

其中b表示单位电量的发电和电网运营成本,口表示单位电力的发电和电网 容量成本。考虑到湖南省电源结构的具体情况,水力发电电量在总电量中占较大 比例,所以需要综合水电、火电的边际容量成本和边际运营成本来确定峰谷电价 比。设水力发电情况下的边际运营成本和边际容量成本分别为6】、屈;火力发电 情况下的边际运营成本和边际容量成本分别为62、屈,则电网电源全部为水电或 者全部为火电情况下的峰谷电价比分别为:

毛:华


(4.7)

屯:霉墨 仍

(4.8)

实际上,许多电网同时拥有水电和火电电源。在这种情况下,按一定时期如 年度水电和火电电量计算加权峰谷电价比,就可以得到年度平均峰谷电价比。假 设湖南省年度水电电量占全部电量的比例为口,则峰谷电价比可以确定为:
k=otkI+(1一a)k2 (4.9)

塑童丝竺坌皇竺耋竺垒些丝至垒
4.4.3峰谷电价制定方法
根据历史数据得到了电价的价格需求弹性系数岛后,再依据实施峰谷电价前 后i时段的电价水平:就可以计算预测出实施峰谷电价后i时段电量的变化程度。

AQ,=岛Q等
式中,AQ、Q、衅、异的定义与4.4.1节相同。
由此可以得到i时段的用电量为:

(4.10)

Qj=Q+△Q 电量绋和谷段电量g:

(4.11)

将上式应用于高峰和低谷电量的变化,可以得到实施峰谷分时电价后的峰段

Q,=Q,。+纬绋。等 G=9。+所9。等
代入3.3节中的(3.1)式和(3.2)式,即:

(4.12)

(4.13)

斥绋+09=最(G。+g。)

(4.14) (4.15)

B=蟛
可能接近边际成本的高峰电价只和低谷电价昂。

这样就得到了满足分配或者收入约束条件,同时也充分体现了效率要求即尽

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第5章峰谷电价相关政策和措施
在前面几章中,本文分析了湖南省峰谷电价政策的执行情况和主要问题,并 且提出了基于电力价格需求弹性的峰谷电价制定模型与方法,现结合湖南省当前 的具体情况,分析探讨峰谷分时电价的相关政策和措施。

5.1峰谷电价类型和政策执行范围
从表2.1、表2.2中可以看出,尖峰时段时间短,用电量也相对较少,且其每 小时的平均用电量小于高峰时段的平均用电量,事实上已经不是用电的尖峰时段。 因此,可以考虑将尖峰时段与高峰时段合并,统称为高峰时段。这样,原有的尖 峰、高峰、平段、低谷四种峰谷电价形式减少为高峰、平段、低谷三种形式,更 有利于峰谷时段的划分和科学的确定峰谷电价。 另外,从表2.2中可以看出怀化电业局峰谷各时段的电量情况与其他地区有 所不同,其低谷时段与高峰时段用电量大致相当,并没有出现明显的“峰移”现象, 现行的峰谷电价政策达到了较好的削峰填谷的效果。因此,在对湖南省峰谷电价 政策进行调整时,可以考虑在怀化地区维持现有政策不变,而只改变其余地区的 峰谷电价。

5.2峰谷电价调整
5.2.1峰谷电价比值

在4.4.2节中已经得到合理的峰谷电价比值可定义为:k:尘娑,根据湖南省


水电及火电边际容量成本和边际运营成本等具体数据,可以得出湖南省峰谷电价 比值。 下面以湖南省电力公司2002年电力产品生产成本等数据为例,说明峰谷电价 比值的实际确定过程。2002年湖南省电力公司装机容量1014.96万千瓦,其中水 电装机容量530.11万千瓦,火电装机容量484.75万千瓦;发电量9014611.55千 千瓦时,其中水电6866647.15千千瓦时,火电2147964.40千千瓦时,这样年度水 电电量占全部电量的比例为t2"等于O.76。水电利用小时数1295.32,火电利用小时 数443.15。发电单位成本101.61元/千千瓦时,其中水电53.39元/千千瓦时,火电 272.03元/千千瓦时,即发电环节的bl和b2分别为53.39元/千千瓦时和272.03 元/千千瓦时。供电单位成本93.10元/千千瓦时。为了进一步求得容量成本数据,

湖南省峰谷电价定价和政策研究

需要使用有关成本信息资料,如表5.1所示。
表5.1 项目 行次 2002年湖南省电力公司电力产品生产成本 发电成本 其中 水电
1 2 247863 3

单位:千元 购电成本 供电成本

电力总成本

火电
4 247863 6955760 5 6

燃料费 购电费 输电费 水费 材料费 工资 福利费 折IH费 修理费 其它费 合计

l 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ll

247863 6955760

6848 97133 761245 82623 1358500 36078l 119418 10990172

6848 27719 82594 14855 211705 115889 185178 89265l

6848 10512 44065 7809 140695 73678 81988 365594 17207 38529 7046 7lOll 42211 103190 527056 6955760 69414 67865l 67769 1146795 244892 934240 314176l

资料来源:湖南省电力公司统计年报 根据表5.1所示的2002年湖南省电力公司电力产品生产成本。根据成本属性, 将工资、福利费、折旧费和一半的其它费用作为容量费用或者容量成本,计算可 得水电和火电的容量成本分别为233563千元和210392千元,除以相应的水、火 电装机容量和机组利用小时后,可得发电环节的∥1和∥2分别为34.02元/千千瓦 时、97.92元/千千瓦时。供电环节的容量成本和运营成本对水火电都是一样的, 已知供电单位成本93.10元/千千瓦时,将工资、福利费、折旧费和一半的其它费 用作为供电容量费用,合计得2870335千元,除以当年售电量33744421.84千千 瓦时,得到单位供电容量成本85.06元/千千瓦时,这样,单位供电运营成本等于 8.04元/千千瓦时。综合以上计算结果,可以得到2002年湖南省电力公司峰谷电 价比计算的有关数据如下:水电情况下的系统容量成本等于水力发电的容量成本 与供电容量成本之和,即119.08(34.02元/千千瓦时+85.06元/千千瓦时);水电情 况下的系统运营成本等于水力发电的运营成本与供电运营成本之和,即61.43元/ 千千瓦时(53.39元/千千瓦时+8.04元/千千瓦时)。同理可得火电情况下的系统容 量成本为182.98元/千千瓦时(97.92元/千千瓦时+85.06元/千千瓦时),系统运营 成本为280.07元/千千瓦时(272.03元/千千瓦时+8.04元/千千瓦时)。 将有关数据代入式(4.7)、(4.8)和(4.9),计算峰谷电价比如下。

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k1=(119.08+61.43)/61.43=2.94

k2=082.98+280.07)/280.07=1.65

k=口皇+(1一口)屯20.76+2.94+0.24+1.65=2.63

5.2.2价格需求弹性系数
根据2004年9月至2005年8月期间以及2004年7月实施新的峰谷电价以前 一年中湖南省以及各地市电业局峰谷电价政策执行情况及其电价情况和用电量的 数据,可以计算得到电力价格需求弹性系数。 2004年7月实施新的峰谷电价前后一年中湖南省峰谷电价政策及其执行情况 对比如表5.2。
表5.2蜂谷电价政策情况对比(尖悻和高峰时段合并后>
高峰 2004年7月前
0.603 0.58l 104.07 105.07 1.35 1.3 10 lO

平段
0.447 0.447 67.63 67.89 l 1 6 6

低谷
O.179 O.224 101.67 100.36 O.4 O.5 8 8

电价(元,千瓦时)
2004年7月后 2004年7月前 电量(亿千瓦时) 2004年7月后 2004年7月前 峰谷价差

2004年7月后
2004年7月前 时间(小肘) 2004年7月后 资料来源:湖南省电力公司统计年报

其中,由于经济社会发展等因素,2004年7月前后的年度总用电量由273.37 亿千瓦时增加至278.6亿千瓦时,所以表中2004年7月后的高峰、平段、低谷电 量均乘以了常数273.37/278.6=0.981,以便在总电量不变的前提下正确计算价格需 求弹性系数P。 由此可以得到低谷时段和高峰时段的价格需求弹性系数分别为:

岛=器=丢璃斋一o.os,
“△£/只

100.36—101.67

旦:三丝二!:!!!
O.179

…一

办=筹2趣墨鳖一眈6
0.603

105.07—104.07

负号表示电量变化与价格变化成反比,即电价上升则用电量减少,而电价下 降则用电量增加。从计算结果可以看出,低谷时段的价格需求弹性系数较小,而

湖南省峰谷电价定价和政策研究

高峰时段的价格需求弹性系数较大,高峰时段的价格需求弹性系数是低谷时段的 价格需求弹性系数的5倍。这表明调整低谷时段电价对电力用户用电量影响不大; 而面对较高的高峰电价,用户具有较强地转移用电时段的意愿和能力。

5.2.3峰谷电价调整
有了前两节中得到的峰谷电价比值和峰谷电价的价格需求弹性系数,就可以 根据4.4.3节中的计算方法得到基于价格需求弹性的高峰电价和低谷电价。以2004 年9月至2005年8月的数据为基础:

绋=QPo..F岛鳊等=107.1+0.26x107.1垒等
9碥+低等=?02.3+0.051×102.3笔署
0=2.63弓 代入(4.14)式即可以得到:

(5.1)

(5.2) (5.3)

:彤Pv(107.1+0.26x107.1墨坚腻攀+Pe(102.3+0.05lxl眩。笨孚,=0.Sglxl07.1+0.2…眩s
整理后得到:
4.17只2+3.59Pv一1=0

这是一个一元二次方程,舍去负数解,计算可得: 弓20.22,昂=2.63昂20.58

5.3峰谷电价时段
合理地划分峰谷电价时段是制定适当的峰谷电价政策的基础。针对负荷曲线 的最高峰点和最低谷点进行讨论,确定负荷曲线上各点处于高峰时段和低谷时段 的可能性,并由此决定某一时段是否属于高峰或者低谷时段。确定的原则为: (1)负荷曲线上最高峰点属于高峰时段的可能性为100%,最低谷点属于高 峰时段的可能性为0。 (2)负荷曲线上最低谷点属于低谷时段的可能性为100%,最高峰点属于低 谷时段的可能性为0。 (3)负荷曲线上其余各点属于高峰时段或者低谷时段的可能性采用半梯形礼 数函数来确定【30】。 由于该方法只需确定负荷曲线上各点相对于最高峰点和最低谷点的比例,而 与其具体数值无关,所以为了便于计算,只需采用隶属函数的线形部分。其中用 偏小型半梯形隶属函数来确定负荷曲线上各点处于低谷时段的可能性;用偏大型 隶属函数来确定各点处于高峰时段的可能性,如图5.1所示。

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属r

琢)

《而_笔

_J).苦
图5.I偏小型与大型半梯形隶属函数

图中a点和b点分别为负荷曲线上的最低谷点和最高峰点,x为负荷曲线上的 各点,彳(∞为点x处于高峰(低谷)时段的可能性。根据x点的负荷特性,利用半 梯形隶属函数就可以确定x点是否属于高峰时段或者低谷时段。 湖南省目前的典型日负荷曲线如图5.2所示:

4500 4200 3900 3600


一、



茎ssoo 罨3000
2700 2400 2100 1800

l户飞





\/、 —

/o



—V\/




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、_、厂

量墨寮警景_t.O景警邑罢景景景警景警量一tt'3曼警
。“N””‘o“。2=譬2雹譬譬霉岛高图器

时间
图5.2湖南省电力公司典型日负荷曲线

根据以上日负荷曲线,按照上述峰谷时段划分的原则,可得到如下的峰谷时 段划分结果。 高峰时段:19:00.22:00、8:00.1l:00、15:00.19:00 平段:
7:00.8:00、11:00.15:00、22:00.23:00

低谷时段:23:00.7:00

湖南省峰符电价定价和政策研究

5.4改进后的峰谷电价政策
综合上述分析,根据基于价格需求弹性的峰谷电价制定方法,湖南省峰谷电 价政策可以调整为(见表5.3):
表5.3改进后的峰谷电价政策 峰谷时段 高峰
19:00.22:00、

平段
7:00.8:00、 ll:oo.15:00、 22:00-23:00 6 o.447

低谷

合计

时段划分

8:00.11:oo、
15:00.19:00

23:OO一7:00

时间(小时) 价格(元/千瓦 时) 电价比

10 o.580

S o.220

24

l,30



o.49

5.5收入损失补偿机制



基于价格需求弹性的峰谷电价制定方法并不是完美无缺的,由于电力用户的 需求弹性只能根据以往的数据测算得出,所以很难对将来用户用电量的变化进行 完全准确的预测,因此基于价格需求弹性的峰谷电价制定方法只能尽量减少电力 企业收入的变化而很难保证电力企业的收入完全不发生变化。针对峰谷分时电价 政策可能带来的电力企业收入变化问题,可以建立专项基金,通过这个基金来对 收入变化进行补偿。 具体的收入损失补偿机制为:建立峰谷电价的专项补偿基金A;设每年度实 施峰谷电价带来的电力企业收入变化为口。如果口为正,则表示当年电力企业实 施峰谷分时电价使得其收入有所增加,那么将口累加入基金A;如果口为负数, 则表示当年电力企业实施峰谷分时电价使得其收入减少,需要从基金中拿出相应 金额来补偿电力企业的损失。 另外,我国目前缺乏有力的经济激励政策和资金来源以补偿电力企业为实施 峰谷电价政策做出的努力与牺牲,严重制约了这项工作的开展。从国外相关经验 来看,开展电力需求侧管理需要通过经济激励措施加以引导,但一方面目前我国 的电价体系还需进一步完善,一方面也缺少在价格、财政、税收等方面的政策支 持,而转移高峰负荷的补偿负荷管理系统的建设、节电产品的研发推广等都需要 一定的资金投入。从总体上看,我国这方面的经济激励所需资金基本没有渠道, 这也正是造成这项工作主要停留在有序用电层面,而优化电力资源配置、提高能
效等其它层面工作难以深入开展的重要原因。

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5.6发电侧峰谷电价政策
以上分析都是把发电企业(电厂)和供电企业(电网)作为一个整体来考虑 电力企业的收入损失问题。随着“厂网分开,竞价上网”的进一步发展和深化,发 电侧的峰谷电价政策问题显得日益重要。 在2.1节中已经提到,通过峰谷分时、丰枯季节电价的实施,电网共少向用 户收取电费5.96亿元,其中发电集团承担了3.89亿元,占65.3%。为了同时考虑 发电侧与销售侧的合理利益,必须建立发电侧蜂谷电价与销售侧峰谷分时电价的 联动关系【3】。
(1)保证发电侧利益。

在发电侧峰谷电价政策中,要保证电厂利益则要满足: ①低谷上网电价保证低谷发电边际成本和目标利润; ②在获得销售峰谷电价带来的可免容量费用和其他收益的情况下,保证电厂 获得未实施上网峰谷电价政策前的合理利润。 (2)保证销售侧利益。 实施峰谷电价政策前的销售侧利润L=原售电收入一购电费用一其他费用; 实施峰谷电价政策后的销售侧利润£=(高峰电价×高峰电量+平段电价×平段 电量+低谷电价×低谷电量)一(高峰上网电价×高峰上网电量+平段上网电价+ 低谷上网电价×低谷上网电量)一其他费用一实施峰谷分时电价的相关投入。 要保证销售侧利益,则需要满足£≥三。 由上可知,销售侧峰谷分时电价的上下浮动比例增大,使得用户削峰填谷积 极性加大,系统负荷曲线更加趋于最优,同时给发电侧带来更多的可免容量费用 收益和其他收益。发电侧获得利润后,电厂能够在相对较低的电价水平上获得目 标利润,使其能够调整上网峰谷分时电价,降低销售侧的购电费用,弥补实施峰 谷分时电价给售电侧带来的收入减少和其他投入。这样就形成了一个发电侧、销
售侧和用户侧的联动循环。

5.7峰谷比例界值
如前面所说,峰谷电价比值不能太大也不能太小,必须限制在合理的范围之 内,这个范围就是峰谷比例界值。根据本文所作的实例计算,在以成本作为定价 原则的基础上,峰谷电价比实际上并没有想象的那样高。目前为了推行峰谷电价 政策,有一种主观夸大峰谷电价比值的倾向。

湖南省峰符电价定价和政簧研究


综上所述,可得出如下几个主要结论。



(1)现行的峰谷分时电价政策和方法是一种静态的定价方法,没有充分考虑 实施峰谷电价前后用户的用电结构和用电量的变化,因此造成尖峰和高峰时段用 电量大幅减少成为事实上的用电低谷,而低谷时段用电量大幅增加成为事实上的 用电高峰。由于高峰时段电价偏高,而低谷时段电价偏低,这种“峰谷倒置”现象 的出现使得电力企业电费收入大幅减少,不利于峰谷分时政策的继续推行。 (2)“峰谷倒置”现象出现的原因在于现行的峰谷分时电价政策和方法低估了 用户的价格需求弹性和避峰趋谷的能力。从峰谷电价政策的实际运用情况来看, 由于低估了用户的价格需求弹性和避峰趋谷的能力,目前湖南省的峰谷电价差不 是太小,而是相反太大了,从而导致用户对电价响应过度,峰谷时段产生了漂移
甚至产生“峰谷倒置”现象。

(3)基于负荷需求弹性和成本基础的峰谷电价制定方法改善了以往静态的峰 谷电价制定方法中的不合理因素,在满足收入或者分配约束的前提下实现电价的 资源配置功能,保证“削峰填谷”和电力企业与电力用户双方利益均衡和不受损失
的双重目标。

本文所作的分析和探讨建立在国内外峰谷电价政策的基础上,湖南省电力公 司在执行峰谷电价政策中面临的问题在全国具有普遍性和代表性,因此,本文所 作的分析和所得出的结论对于峰谷电价问题的理论研究和政策实践具有一定的价 值。 峰谷电价问题十分复杂。本文结合实际工作经验和需要,提出了一些分析思 路和观点,但是,还有许多问题需要进一步明确和更好地解决。下面几个问题是 今后湖南省峰谷电价政策制定中需要进一步探讨和解决的问题。 (1)将峰谷分时与丰枯季节电价政策相结合,在不同的丰枯季节采用不同的 峰谷电价政策。湖南省水电相对比较丰富,如何充分利用价格机制,更好地使用 水电等清洁能源,这是今后制定和执行适应的峰谷电价政策的一个重要问题。 (2)有必要探讨两部制形式的峰谷分时电价政策。目前我国峰谷电价政策主 要局限在电量电价上,有关的理论模型表明,高峰电价与低谷电价的差异主要反 映在相应的用户对系统容量成本的支付上。容量成本适合于通过容量电价来补 偿。,因此,将两部制电价与峰谷电价结合起来,让高峰负荷用户承担容量成本, 比目前把容量成本间接地分摊到电量电价中更有效率。 (3)基于价格需要弹性系数的动态峰谷电价模型要求获得比较准确的用户价

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格需求弹性信息和资料,目前,电力企业在这个方面的工作十分有限,需要通过 进一步的工作,如信息分析制度等,在一定程度上解决这个问题。

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附录A攻读学位期间所发表的学术论文目录
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高级j=商管理硕士学位论文





论文终于完稿了,人感到特别的轻松, 心中有种无比快乐的感觉,重返大学 校园两年的学习,可以交份满意的答卷了。 两年系统的学习,提高了理论水平, 增强了工作能力,丰富了人生阅历。
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对我的同事所提供的无私帮助,表示衷心的感谢。

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许毅蒙 2006年10月20日于长沙


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