准实时电价策略探析

殷树刚，苗文静，拜克明

（1.中国电力科学研究院，北京 100192；2.山东电力超高压公司，济南 250021；3.新乡供电公司，河南 新乡 453002）

电力负荷受人类活动的影响，近似以1日为周期进行波动，而且波动幅度很大。以国家电网公司为例，2008年负荷波动的峰谷差值接近100 GW。负荷的波动直接导致电力供需关系的变化，用价格的波动来抑制负荷的波动被认为是需求侧管理最有效的手段［1—2］。

2010年“两会”期间，温家宝总理在政府工作报告中提出要加强智能电网建设，扩大用电大户与发电企业直接交易试点，推行居民用电用水阶梯价格制度，健全可再生能源发电定价和费用分摊机制。

目前在我国已经实施和可能实施的电价机制主要有固定电价、阶梯电价、分时电价［3—6］和实时电价［7］4种。现阶段，在我国实施何种电价机制才适合国情？

1 4种电价的比较分析

1.1 固定电价

固定电价是价格不随时间波动的电费收取方式。我国长期实施对居民用户的优惠补贴电价，低廉的价格难以促进节能减排的开展。同时，固定的价格难以反映电力的供需关系，使得电力企业和社会在实施需求侧管理时缺乏有效的手段。

1.2 阶梯电价

阶梯电价是把每户平均用电量设置为若干个阶梯，分段或分档次定价计算费用：第一阶梯为基数电量，此阶梯内电量较少，电价较低；第二阶梯电量相对较高，电价也有所提升；第三阶梯电量更多，电价更高。

以日本为例，从20世纪70年代起，由于石油危机，为节约能源，日本开始对居民用户实施阶梯电价：第一段为120 kWh，是生活必需用电，电价为17.87日元/kWh；第二段为 120～300 kWh，电价为22.86日元/kWh；第三段为300 kWh以上，电价为24.13日元/kWh。

阶梯电价按照阶梯式累进电价计收电费，可以通过价格杠杆来抑制用户的需求，从而达到节能减排的目的。可是阶梯电价基本上以1个月为周期，同样很难反映电力供需的真实关系。因此，在实施阶梯电价时，电力企业同样缺乏有效的需求侧管理手段，难以实现能源的高效利用。从刺激消费、拉动内需的角度看，阶梯电价抑制居民消费意愿，难以起到拉动内需的作用。

阶梯电价的政策制定要考虑居民居住条件的不同，一只电能表对应的用户可能常住3人，亦可能常住8人，如何保证公平是需要仔细研究的课题。

1.3 分时电价

分时电价又被称为峰谷电价，是指根据电网的负荷变化情况，将一天24 h划分为峰、平、谷等多个时段，对各时段分别制定不同的电价以鼓励用户合理安排用电时间，达到削峰填谷的目的，提高电力资源的利用效率。

实施分时电价，不仅使普通居民感到实惠，而且对电网企业、发电企业和低碳经济都十分有利：①能够削峰填谷、平衡负荷、提高发电效率，发电企业将从中受益；②发电效率的提高可以减少碳排放量，保护环境，使社会受益；③用户可以通过需求响应，减少电费支出。

以浙江省为例，该省从2001年开始进行居民分时电价的试点，2005年全省执行分时电价的城镇居民用户已达150万户。统计资料表明，这150万户家庭，谷电的使用比例由原来的15%提高到了43%，提高了接近2倍，用电量提高了22%。实行分时电价后，居民平均电价降低了17%，电力的竞争力得到了提高，推动了电能替代其他能源的进程。

谷电使用比例的提高，可以转移高峰负荷1.5GW，对缓解高峰供用电矛盾、减少供电线路拉闸限电次数、提高供电可靠性、进而通过提高电力资源利用率实施节能减排，起到了积极的作用。综合电价的降低能够促进居民的消费意愿，进而刺激国内电器消费市场。目前一般发电厂的投资成本约为6 000元/kW，从建设节约型社会的角度看，浙江省推广居民分时电价成功实现移峰1.5GW，就可以少建1.5GW的发电机组，节省投资近90亿元。

但是，目前我国实施的分时电价也存在一定的不足。

（1）分时电价时段划分策略按日循环，重复执行，过于僵化，缺少灵活性。分时电价时段划分策略是以特定地区上年的年负荷曲线的加权平均曲线来划分的。一般情况下，分时电价在时段划分策略上是适用的，可是在加权情况下的平均曲线很难做到精细化的调整，有时甚至出现价格策略的引导与实际情况相背离的情况。

以北京地区为例，北京电网峰谷电价时段划分方案是：①峰时段，10：00～15：00，18：00～21：00；②谷时段，23：00～次日7：00；③平时段，7：00～10：00，15：00～18：00，21：00～23：00。可是，2009年6月25日15：51，北京电网日最大负荷达到12.44GW［8］，也就是说在当天日负荷需求达到极值的时候，电力企业对电力用户实施的电价策略却是平时段电价。

（2）普通居民分时电价的种类太少，一般只有峰、谷2种。

1.4 实时电价

实时电价是随时间变化的电价，这是电力市场最理想的电价。电力企业根据电力供需状况以及电力供应中清洁能源的比例，实时发布电价，一般每15min发布一次，通过价格杠杆实时调节电力用户的需求，实现电力负荷需求的理想化，进而提高能源的使用效率，实现节能减排的目的。实时电价的实施还能够促进居民消费意愿，进而刺激国内经济发展。

实时电价在实施过程中可能会遇到如下一些问题：①电是一种商品，电力企业本身具有天然的垄断属性，政府对电力企业实施监管是必须的，如何监管需要仔细研究；②对有些用户特别是工业用户而言，有些生产是需要早做安排的，用户的响应具有滞后效应和拖尾效应，难以及时响应频繁变动的电价；③理想化的电价形成机制，即使是将电价限制在某一区间内，也会造成电价的种类太多，过于颗粒化的电价会使电力用户形成响应疲惫，进而影响响应的效果；④过于颗粒化的电价会造成电价政策发布和计量的庞大数据量，每15min发送一次电价，把电价策略送到千家万户，信息流量太大，本身耗能太多，同时对通信的可靠性要求太高。

因此，实时电价理论非常理想，但是缺乏可操作性。

2 现阶段的电价选择

2.1 过渡时期的阶梯电价

通过上述比较可知，无论从理论上还是从实施效果来看，分时电价与实时电价确实优于阶梯电价。既然如此，现阶段政府为何执行阶梯电价？其实，实施何种电价受到各种客观因素的制约，例如：电能表计的功能能否满足要求，电能表计的通信信道是否普及，以及经济因素等。

对固定电价而言，电费只与电能量有关，因此电能表只需要实现计量功能即可。电能表可以是机械表，也可以是电子表，电能表是否具有时钟以及能否实现分时计量，电能表是否具有远程信道都不影响电价的实施。

对阶梯电价而言，电费既与电能量有关，也与用户每月的用电量有关。因此从理论上讲，电能表既需要实现计量功能，又需要具有时钟功能，可以实现电能量的月冻结，必须是电子表。电能表能否实现分时计量，电能表是否具有远程信道都不影响电价的实施。在实际操作中，由于阶梯电价价格差异的结算周期较长，因此在电能表是机械表的情况下，可以通过人工每月抄表的方式来近似替代电能量的月冻结。

对分时电价而言，电费既与电能量有关，也与用户每日不同时间段的用电量有关。因此电能表既需要实现计量功能，又需要具有时钟功能和分时计量功能，必须是电子表。电能表是否具有远程信道并不影响电价的实施。

对实时电价而言，电价随时间频繁波动，电费既与电能量有关，也与用户每日不同时间段的用电量有关，更与电力企业制定的价格有关。因此电能表既需要实现计量功能，又需要具有时钟功能和分时计量功能，必须是电子表。除此之外，电能表还必须具有远程信道来接收供电企业发布的电价策略。

目前我国使用中的居民电能表将近2亿只，大部分都只具备简单的计量功能（有些甚至是机械表），不具备分时计量功能，如果要全部更换为分时电能表或者智能电能表需要很长的时间。

中国政府在哥本哈根会议上承诺到2020年中国的单位GDP的CO2排放强度降低40%～45%，这是中国政府高度负责态度的体现。考虑到我国在用电能表的功能现状以及节能减排的需求，目前在我国实施阶梯电价是唯一可行的选择。在用电能表计比较先进的浙江等省，电力企业已经开始对用户实施基于阶梯电价的分时电价。

国家电网公司发布了关于智能电能表的标准，并决定利用6年的时间为用户更换智能电能表和安装用电信息采集系统，智能电能表的固件支持除计量功能外的所有功能的在线升级，这为实施灵活的价格策略提供了可能。

2.2 具有可操作性的准实时电价

2.2.1 准实时电价是提高清洁能源利用效率的重要手段

根据我国政府的规划，到2020年，我国可再生能源占一次能源供应的比重，将从目前的7%提高到15%左右。到2010年，我国可开发风电10 GW，可开发太阳能8 GW。预计到2020年，我国开发的风电可达100GW，太阳能可达10～20GW。

大量清洁能源接入电网，使得电力供应与负荷需求之间的矛盾更加突出。电力企业通过调度电源侧来实现供需平衡和电网稳定将越来越困难。据美国电科院的统计：所有负荷中大约有30%～40%的负荷是弹性负荷。如何充分利用好这些弹性负荷是智能电网时代需求侧管理的重要课题。

在智能电网时代，借助信息通信技术的普及和完善，调度需求进行负荷响应是解决清洁能源大规模接入电网的必由之路：电力用户的所有负荷特别是弹性负荷不再是随机地投入电网，而是有组织、有计划地投入电网。这些能够被有组织、有计划调度的负荷就是智能需求。

智能需求的潜力很大，价格则是建设和培育智能需求的重要手段，也是决定性因素之一。考虑电力企业可以利用多年来营销系统中存储的大量用户用电信息，结合先进的气象预报信息，采用数据仓库、智能挖掘、联机分析等技术，以多维分析方式精确地预测负荷和能源供应，并且考虑到实时电价缺乏可操作性和实用性，建议政府可以考虑授权电力企业实施准实时电价。

2.2.2 准实时电价策略及其优点

准实时电价就是电力企业在D-1日根据对D日24 h负荷以及电力供应预测结果，制定D日24 h的电价日时段划分方案，并通过智能电网智能用电系统主站，利用现代通信信息技术下发到智能电能表，智能电能表在D-1日某约定时间前将D日24 h电价日时段划分策略通过互动终端通知用户后，在D日0：00开始执行。

为了追求利益最大化，电力企业制定的准实时电价日时段划分策略会具有很强的针对性。这种针对性对电力负荷需求理想化，以及节能减排意义重大。因此准实时电价可以带来社会、企业和用户的共赢。

实施准实时电价有以下几点好处：

（1）作为调动电力用户参与需求侧响应的基本手段，分时电价的实施，已经取得了很好的效果，但是现行的每日重复的分时电价时段划分策略过于僵化。如果政府授权电力企业实施准实时电价，电力企业就可以根据负荷预测的实际状况灵活地制定电价日时段划分策略，政府只需监管日平均电价即可。

（2）种类丰富的电价日时段划分策略基本能够弥补由于电价的细化程度不足导致的电力需求曲线与供应曲线之间的偏差。

（3）准实时电价的发布方案，可以大大降低对通信的实时性要求。

借鉴分时电价的制定方法，政府还可以授权电力企业实施更多种类的电价策略。电价种类的增多，可以使电力企业对电力负荷需求进行更精细的调节。

采用准实时电价的方案还具有良好的扩展性：既可以满足目前电力企业实施分时电价的需求，又能够满足智能用电发展的需求，为电力企业分阶段、分步骤的建设智能电网提供了可能。

可以预见，利用智能电网完善的通信系统，通过实施准实时电价，分布在千家万户的智能需求在价格的引导下，通过用户设定的价格响应策略进行响应，可以让需求的波动与清洁能源的波动基本一致，从而大幅提高清洁能源的使用效率和电网接纳清洁能源的能力，保障电网的稳定运行［9］。

3 结束语

在传统电网时代，人们利用价格来抑制需求的波动，实现能源的高效利用；在智能电网时代，可以通过价格调动需求波动，以适应清洁能源的波动。灵活的电价策略是实现清洁能源从接入电网到融入电网转变的重要手段。智能电网的建设使得更灵活的电价政策的实施成为可能，而灵活的电价政策可以让智能电网更充分地发挥作用。准实时电价是现实和可行的选择。

［1］ 中国赴欧洲电力需求侧管理培训团.欧洲电力需求侧管理对中国的启示（上）——来自中国赴欧洲电力需求侧管理的培训报告［J］.电力需求侧管理，2007，9（2）：1-6.

［2］ 王蓓蓓，李扬，高赐威.智能电网框架下的需求侧管理展望与思考［J］.电力系统自动化，2009，33（20）：17-22.

［3］ 胡福年，汤玉东，邹云.峰谷分时电价策略在江苏电网的应用研究［J］.华东电力，2006，34（9）：16-18.

［4］ 汤玉东，邹云.需求侧实行峰谷分时电价策略的影响分析［J］.电工技术学报，2007，22（4）：168-174.

［5］ 邹云.需求侧实行峰谷分时电价策略的原则探析［J］.华东电力，2006，34（7）：15-19.

［6］ 唐捷，任震，胡秀珍.一种可操作的需求侧管理峰谷分时电价定价方法［J］.电网技术，2005，29（22）：71-75.

［7］ 殷树刚，张宇，拜克明.基于实时电价的智能用电系统［J］.电网技术，2009，33（19）：11-16.

［8］ 中国电力新闻网.高温天气拉动电力负荷节节攀升［EB/OL］.（2009-06-26）［2010-09-01］.http://www.cec.org.cn/htm l/news/2009/6/26/2009626144469566.htm l.

［9］ 王海静，殷树刚，拜克明，等.长尾理论应用于智能需求建设的探讨［J］.中国电力，2010，43（9）：45-47.