基于用户负荷特性的销售电价的定价方法

黄海涛，吴洁晶，郑 瑛，俞志坚

(1.上海电力学院，上海 200090;2.国网金华供电公司，浙江 金华 323000)

一直以来，我国实行按行业划分的销售电价分类政策，不能反映不同负荷特性用户的供电成本差异和需求差异，导致各类用户之间及其内部交叉补贴问题严重，高压向低压、工商业向居民和农业用户提供补贴，同类用户中高负荷率用户向低负荷率用户提供补贴.分类结构及其比价关系不合理的问题日益突出，严重阻碍了我国科学销售电价体系的建立，同时也是推进电力市场化和电力体制改革的桎梏.为此，国务院将销售电价分类改革工作列为2013年国家经济体制改革重点工作.继此国家发改委下发了《关于调整销售电价分类结构有关问题的通知》([2013]973号文)，明确提出:将归并现行销售电价分类，并以用电负荷特性为主，逐步建立结构清晰、比价合理、繁简适当的销售电价分类结构体系，原则上5年左右调整到位.

目前，由于能源结构、电力系统等的差异性，各国形成了不同的电价结构.就电价分类体系而言，大多数国家普遍采用的是按电压等级及行业定价，也有部分国家采用将容量和负荷率结合定价，即高压用户按负荷率，低压用户按容量定价.按负荷率定价较为成熟的国家为法国，其经验可为我国的电价结构体系改革作参考.

本文结合我国电价政策，针对同一电压等级，提出了一种计及负荷特性的销售电价定价方法.该方法按负荷率划分用户类别，建立了负荷率分档方法，结合会计成本和边际成本定价方法，构建了一种混合的两部制销售电价定价法，以反映不同用电负荷特性的用户的供电成本差异，同时满足财务平衡需求.

1 用户的边际用电成本

边际成本定价由于其在系统优化运行的基础上，能够提供合理的经济信号，较会计成本定价更能真实地反映不同负荷特性用户间的成本差异，目前已在很多国家得到广泛应用.采用边际成本定价法，首先根据用电负荷特性对用户进行分类，然后计算每类用户单位负荷增加所引起的系统成本增量，最后根据财务目标调整电价水平，制订出合理的电价体系.[1]

1.1 用户用电的边际容量成本

边际容量成本是指在一定时期内，用户单位负荷的增加所引起的系统容量成本的增加，其包括边际发电容量成本、边际输配电容量成本、用户成本3部分.

边际发电容量成本是指不同时段为满足微增的发电，系统所需增加的发电容量成本.根据文献[2]可知，峰时段边际发电容量成本为峰荷机组的容量成本;平、谷时段边际发电容量成本分别为腰荷、基荷机组容量成本，再扣除替代峰荷、腰荷机组发电而节约的发电容量成本，在最优电源规划条件下这部分成本恰好等于腰荷、基荷机组容量成本.因此，边际发电容量成本在高峰时段为峰荷机组的容量成本，在非高峰时段为零，该方法称为峰荷责任法.

输配电线路的投资具有超前性，其增容需要若干年的时间才能达到额定容量，故边际输配电容量成本一般采用测算期的年平均成本.在不同电压等级间，输配电成本从高到低逐级传递，故高电压等级只承担高电压等级输配电成本，低电压等级既承担高电压等级成本又承担低电压等级成本.对于不同的用电时段，需要区分输配电成本是高电压等级的还是本电压等级的，这里的电压等级都是针对用户的.若为高电压等级，则仍遵从峰荷责任法，输配电容量成本仅由高峰时段承担;若为本电压等级，理论上该成本应由各时段承担，但由于这部分成本较少，故仍按峰荷责任法由高峰时段承担.

1.2 用户用电的边际电量成本

边际电量成本是电力系统为了满足微增负荷而增加的运行成本，主要是电厂的燃料成本，它取决于不同时段边际电厂的燃料成本，如图1所示.

图1 不同时段边际电厂燃料成本

由图1可以看出，高峰时段为峰荷机组的燃料成本，平时段为腰荷机组的燃料成本，谷时段则为基荷机组的燃料成本.[3]

目前我国发电侧实行标杆上网电价，而非峰谷分时电价或实时电价，电网公司为满足用户在任意时段增加1个单位用电，所花费的购电成本基本相同.因此，可以忽略用电时间，在所有时段均取相同的边际电量成本，即电网公司平均购电成本中的燃料费用部分.

2 计及负荷特性的销售电价定价方法

2.1 基本思路

销售电价应当反映用户真实的用电成本，然而用户的用电负荷特性各不相同，其单位用电的成本也不同，这主要取决于用户接入电网的电压等级和负荷率.负荷率指标反映了用户对系统固定设备的利用率，负荷率越高，设备利用越充分，单位电量的固定成本越少;电压等级则反映了用户输配电的成本差异，高压用户只使用系统的高压送变电设备，而低压用户使用了高、低压送变电设备.因此，应当按电压等级和负荷率划分用户类别，根据各类用户真实的用电成本，制定每一类用户的电价水平.[4]限于篇幅，本文仅讨论同一电压等级按负荷率分类的销售电价定价方法.

采用边际成本定价法可以按照用户负荷特性差异定价，其缺陷在于难以完全补偿成本;而会计成本定价可以保证财务平衡，但在成本分摊上难以保证公平负担.因此，为了反映用户供电成本差异，同时满足财务平衡需求，本文将会计成本定价和边际成本定价结合起来，构建了一种混合的定价法.也就是说，按负荷率划分用户类别，根据每类用户的边际用电成本确定分摊责任，满足定价的会计成本需求，从而真实地反映用户对系统成本的影响.

根据用电边际成本分析，理论上用户用电的容量成本应根据系统高峰期用户用电负荷计收，电量成本根据用户用电量计收.故应当采用两部制电价，前者对应基本电费，后者对应于电度电费.由于前者需要计量在系统高峰时期用户的用电负荷，而该时期是不断变化且不能准确预期的，不具有实际操作的可行性，故按照用户最大负荷计收.由于用户用电与系统高峰时刻存在错峰效应，因此部分容量成本通过基本电费回收，剩余部分通过电度电费回收.

2.2 负荷率分类

负荷率是影响同一电压等级用户用电成本的重要负荷特性指标，故应按负荷率分档制定各类用户的销售电价.具体分档步骤为:将用户按较小的负荷率间隔分为多个档位，测算每一档的理论比价与用户数目;然后根据同一档内理论价差和户数的比重，进行档位合并，确定最终的分档水平及数目.

2.3 容量成本的分摊

2.3.1 在各类用户间的责任分摊

用户同时率是指用户群综合最大负荷与每个用户最大负荷之和的比值，假设第i类用户的同时率为di.那么，对于第 i类用户而言，每个用户最大负荷之和增加1个单位时，由于用户用电的错避峰效应，该类用户综合最大负荷增加di，所占用的系统容量为di.也就是说，该类用户边际容量成本为系统容量成本与该类用户同时率di的乘积，故据此在各类用户间分摊容量成本.

2.3.2 在基本电费与电度电费间的分摊

按照是否与负荷率相关，将容量成本划分为基本电费和电度电费两部分.图2为某电压等级的负荷率－同时率曲线，以 A点用户为例，在 A点做切线，可将该类用户分摊的容量成本划分为OB和B'A两部分.B'A代表的容量成本可表示为切线斜率×BB'，BB'为与负荷率相关的变量.因此，B'A这部分容量成本由电度电费分摊，OB部分容量成本则归于基本电费部分.

图2 负荷率－同时率关系曲线

2.4 负荷率分类的两部制销售电价模型

假设某一电压等级系统的供电成本为Cs，其中容量成本为Csr，电量成本为Csd，Csr占Cs的比重为k.系统最大负荷计为Pmax，则系统单位容量成本为:

根据负荷率大小用户已划分为 n类，若第i类用户的同时率为di，根据容量成本责任，用户应承担的单位容量成本为:

其中，与用电量无关的部分通过基本电费回收，故该类用户应承担的基本电价应为:

剩余部分与用电量有关，可通过电度电费回收;电量成本全部通过电度电费回收.两部分进行单位折算并加和就是电度电价，公式表述为:

式中:fi——该类用户的负荷率;

f——该电压等级系统负荷率

T——测算期，取为 730 h/月;

Qi——第i类用户的用电量;

Qs——该电压等级系统的用电量.

2.5 计算步骤

计及负荷特性的销售电价定价流程为:首先，对用户进行负荷特性分析;然后，采用会计成本定价法，对用户的供电成本进行测算，不仅包括总成本的测算，还包括容量成本与电量成本的测算;最后，按照边际成本定价法进行成本分摊与电价设计.其流程图如图3所示.

图3 计及负荷特性的销售电价定价流程

3 算例分析

3.1 算例描述

通过调研，采集获得2013年某省10 kV电压等级1 000户样本用户典型日的负荷数据，以及各类用户售电量及目录电价，其成本数据取该省当前10 kV平均销售电价水平，容量成本比重取50%.按负荷率分类测算该省10 kV电压等级每类用户的两部制销售电价水平，并测算该省10 kV电压等级用户按现行行业分类的理论比价及交叉补贴程度.

3.2 用户负荷特性分析

根据全体样本用户的48点日负荷数据，统计分析用户的负荷率和同时率指标，通过曲线拟合得到该省10 kV电压等级用户的负荷率－同时率曲线如图4所示.

图4 某省10 kV电压等级用户的负荷率－同时率曲线

3.3 结果验证分析

3.3.1 负荷率分类的两部制电价测算结果

根据现行两部制电价实施范围，对容量在315 kw及以上的用户按负荷率进行分类.取负荷率间隔0.05划分为20档，计算各档初始理论比价和用户比重，然后通过分档合并确定最终负荷率的分档水平和数目;采用边际成本与会计成本的混合定价方法，计算每一类用户的两部制电价，结果如表1所示.

由表1可知，用户负荷率越高，平均电价越低，这表明高负荷率用户对系统的利用率越高，其单位供电成本越低;用户负荷率越高，承担的容量成本比重越大，且基本电价也越高，这表明用户负荷率越高，对系统及设备的利用程度更高，故应承担更多的固定费用，因此负荷率定价方法能够真实地反映不同负荷特性的用户的供电成本差异.由于负荷率越高，用户所需支付的电价就越低，故它能有效地激励用户改变用电模式，提高设备利用率.

3.3.2 交叉补贴分析

采用边际成本与会计成本的混合定价方法，测算该省10 kV电压等级现行的销售电价和理论电价水平，其差值可用于评估该类用户的交叉补贴程度，结果如表2所示.结果表明:大工业用户向农业和居民用户提供交叉补贴;一般工商业及其他用户的现行电价基本反映了其真实供电成本;农业生产和居民生活用电负荷率较低、用电时间更为集中，设备利用率较低且容量成本占用率高，故若按负荷特性分类定价其价格水平将会上升.

表1 某省10kV电压等级两部制销售电价测算结果(315 kW及以上)

表2 某省10kV电压等级各类用户间的交叉补贴分析

4 结语

本文提出了按负荷率指标划分用户类别，并构建了计及用户负荷特性的销售电价定价模型，该模型能够反映不同负荷特性的用户的供电成本差异，更好地体现了价格制定的公平性.同时，它能够激励用户合理用电，提高电力设备的利用率.根据理论电价水平的测算，通过实际案例量化分析了我国现行用户类别间的交叉补贴程度.结果表明，大工业和一般工商业用户对农业、居民用户提供交叉补贴，并且目前居民和农业用户享受补贴幅度较高.该问题在我国各省市普遍且将长期存在，因此在销售电价结构调整政策制定中对于交叉补贴现状应予以充分考虑.

[1]WENDER J T.Peak load Pricing in the electric utility industry[J].Bell J Econ，1976，7(1):232-241.

[2]黄海涛.销售电价长期边际成本定价及峰荷责任法[J].上海电力学院学报，2012，28(2):189-192.

[3]赵连生.电力价格设计——边际成本定价理论的应用[M].北京:水利电力出版社，1992:39-40.

[4]郏斌，王秀丽，王锡凡.电力边际成本定价类型及特点[J].华东电力，2000(8):1-3.