我国居民生活用电阶梯电价设计优化模型

普永德 杨捷

【摘 要】针对我国居民生活用电，实施阶梯电价式收费，不但能更好地满足居民基本用电要求，还能引导居民节约用电、规范自身用电行为，进而实现合理的电力资源配置。本文针对影响我国居民生活用电的因素进行了分析，包含家庭内因素、家庭之外的因素。重点研究了居民生活用电阶梯电价设计优化模型中分档次数优化模型、分档电量的优化模型，为合理确定阶梯电价模型收集理论资料。

【关键词】居民生活用电;阶梯电价;设计优化

在新时代背景下，我国电力事业取得了更大的进步，居民生活的用电量逐渐增加。为更有效地实现能源的节约，我国更加积极地推行阶梯式电价，意在督促人民群众合理使用电能，树立合理用电的意识。这不但提升人民群众生活用电的质量，也能促进我国电力事业发展。

1、影响居民生活用电的因素

1.1家庭内因素

收入：一个家庭的收入增加，也就意味家庭消费水平提升，因此购买的家用电器数量会相对有所增加，也就增加了相应的用电量。但是收入这一因素对于居民有用电量所产生的影响程度，会因家用电器的饱和而呈下降的趋势。

人口因素：家庭是居民生活用电的基本单位，因此，家庭人口的规模和结构，会影响到用电的数量。设定其他因素不变，如果家庭的人口规模逐渐缩小，家庭户型趋向原子化，如果基本的消费单位变多，也就表示总体的居民用电量增加。但是，家庭中老人居多，用电量消耗少;家庭有小孩，则用电量增加。

教育程度：此方面对于居民用电量的影响，可以总结为两个方面，教育程度较高家庭，消费水平可能比较高，因此用电量增加;但是，这种家庭具备应环保意识，也能减少一些不必要的用电量。

家用电器：居民生活的用电量直接受到家庭中电器数量的影响。随着居民生活水平的提升，居民对于电器的需要更加多样化，装饰性电器、娱乐性电器也被应用在家庭中，还有一些新型电器，像加湿器、电磁炉等，都被广泛应用在家庭生活中。电器使用率提升，用电量也会提升。

用电习惯：正确用电习惯有利于电能的节约，对于低碳环保有着重要的意义。可是，人们在节约用电方面的意识，还不够深入，因此在生活中，或多或少存在着电力浪费的问题。但也有部分人们具备节约用电的思想，能够养成随手关闭电源的良好习惯。

用电强度：用电强度也就是人均的用电量，而生活习惯、居民收入等因素，都能影响到用电频率，这些因素的增加，使得用电强度提升。

居住条件：居民生活的用电量与人均住房的建筑面积有一定联系，通常情况去看，如果有较大的人均住房建筑面积，则会消耗较大的电能。

1.2家庭之外的因素

家庭之内的因素能影响居民用电量，除此之外，家庭之外的影响也能对其产生影响，包括气温、城市化程度、电价、电能替代品的价格。

气温：夏季气温非常高，人们需要采取一些降温措施，使用空调、电风扇、冰箱等，用电量增加;冬季气温比较低，部分没有室内暖气的地区会应用空调和其他电采暖措施，同样增加了用电量。

城市化程度：此方面对于居民用电量的影响，表现的非常明显。在经济发展的过程中，城市与乡村的结构，呈现出显著的变化，乡村人口大量迁移到城市中，城市化程度逐渐加深。城市化之后，人们生活方式有一定改变，家庭结构也发生变化，这些都促使居民的家庭用电量增加。

电价和电能替代品价格：从价格理论的角度看，商品價格提升，或者其替代品的价格降低，可以影响到该商品供求，一般表现为减少。生活用电也可以看成是一种商品，因此价格理论同样适用。

2、居民生活用电阶梯电价设计优化模型

2.1分档次数优化模型理论

对电价进行阶梯化的设计模型中，分档次数优化是整个电价方案优化的基础。设置分档电量和分档电价优化，都要以分档次数为基础，并且不同类型分档次数形成之后，也就有与之相对应的分档电量和分档电价的方法出现。我国在居民生活用电阶梯电价方面，一般分成两种，其中之一分成三挡，还有一种则分成四挡，但是在国外很多国家，都将电量分成了四挡到六档。而从实际角度去看，想要合理确定出分档次数，需要对本地居民真实的生活用电分布情况进行分析，结合实际情况，然后才能科学地确定出。如果这一地区的居民用电量，并没有很大的差异，可以相对设置少一些分档次数;如果这一地区的居民用电量，存在着较大的差异，则要丰富居民生活用电的档次，这样就能反应出当地居民生活用电存在的不同，从而发挥出阶梯电价的积极作用。

2.2建立分档次数优化模型

对于分档次数为方向的阶梯电价设计优化模型，必须要用到秩和比法，找出本地区居民用电的标准正态分布，进行概率单位计算，并检验此次模型中样本分布情况，之后对样本的档次进行划分，从而确定出最佳分档。在最佳分档确定中，要秉承一个原则，那就是各个档的方差要一致，同时档与档之间相差的量，表现出显著性。这就要求，分档的过程中，必须以方差的一致性，对各个分档效果进行检验，检验出划分效果的质量，然后才能确定出最佳的分档数。

阶梯电价优化模型的确定中，需对于不同范围内的居民生活用电的真实水平相差程度做详细划分，选取出分档次数的决策指标，这个指标要能考虑到可以直接或间接对居民用电量差异性进行体现。像居民生活分段用电的比例、居民生活用电量的方差、居民生活用电量的离散系数等，这些都是决策指标。同时，要考虑其他问题，居民的生活用电数量同收入水平呈现为正比例关系，居民收入比较高，在用电量上，常常会高出那些收入比较低的居民。所以，居民的生活用电量数量的差异，也能以居民的收入分布情况和基尼系数作为反映用电量差异的指标，进行相应的度量。

2.3确定最佳分档

经过一系列的分析、检验之后，可以得出;如果该地区的居民的生活用电量的离散系数比较小，则可以应用3个档次模式的阶梯电价;如果该地区的居民的生活用电量的离散系数处于中等范围内比较小的，则可以采用4档次模式的阶梯电价;如果本地区的居民的生活用电量的离散系数处于中等范围内偏高位置，则可以采用5档次模式的阶梯电价;如果一个地区的居民生活用电量的离散系数非常高，则应使用6档次模式的阶梯电价。

2.4分档电量的优化模型

以分档次数的阶梯电价优化模型为基础，设计出不同档次下用电量阶梯电价模型。针对不同的档次区分用电的电量，一定要保证每种生活水平下居民生活的基本用电要求得到满足。假设分档的电量不能合理设置，则能引发居民用电不满，这就与设计阶梯电价的初衷相违背。当居民使用电能的户数足够的情况下，把居民生活用电量分布情况设定为用电量的变化连续变量，进而得到电量分档优化的目标，优化设计出相应的模型

2.5阶梯电价优化后最终模型

以鼓励居民节约用电、避免电能浪费、推动节能减排工作为目的。设计出分档次数优化模型、分档电量优化模型，然后融合在一起，构成以户均电能的消耗最少为目标的阶梯电价优化模型。

结束语

综上所述，在电力事业蓬勃发展的今天，居民的用电行为也不能没有限制，为此提出了优化的阶梯电价设计模型。该模型从居民生活用电量的实际要求出发，为能逐渐降低居民对于电量的提供不满程度，也为了维护电力企业的经济利益。

参考文献：

[1]孟明，赵宁宁.居民生活用电现状及影响因素分析[J].智库时代，2019（37）：246-247.

[2]方绪建.博弈供电企业居民生活用电阶梯电价实施方案[J].中国高新技术企业，2015（24）：182-183.

[3]高兴佑.居民阶梯式电价的设计方法和计算公式[J].价格月刊，2015（05）：46-50.

[4]陈文君，李仁方，李静春.居民生活用电的阶梯定价机制探讨[J].统计与决策，2015（02）：68-70.

（作者单位：云南电网有限责任公司昆明供电局）