（水工结构工程专业论文）基于电价预测的水电工程投资控制与效益最大化实现研究.pdf

廿7 7 8 7 6 4 基于电价预测的水电工程投资控制与 效益最大化实现研究 水工结构工程专业 硕士研究生：陈平指导教师漆文邦副教授 摘要 通常水电工程投资控制都在设计阶段、招投标阶段、施工阶段考虑。本文 从电价预测的角度，对实现水电工程的投资控制及效益最大化进行了分析研究， 同时研究了灰色理论及人工神经网络在边际电价预测中的应用。 由于当前我国发电侧市场逐步实行“竟价上网”：在合理补偿成本、合理确 定收益、依法计入税金、坚持公平负担的原则下实行同网同质同价。因此，以 电力市场为基础，以上网电价为尺度，通过上网电价来控制水电工程投资，是 水电工程投资控制的必然趋势，对控制工程投资具有非常重要的理论价值和现 实意义。按照同网同质同价的要求，上网电价水平不随单个水电项目的造价“高 来高去”，同一类型的水电项目，谁的工程投资低，利润水平就高；谁的工程投 资高，利润水平就低，甚至亏本。投资者在投资办电时，必须根据电网上网电 价水平情况来考虑是否投资，如何投资，如何降低工程投资来获取更多的收益， 实现效益最大化。 上网电价水平短期和长期的准确预测是电站是否投资、实现效益最大化的 关键，是投资方获取最大利润最有力的武器之一。如果能够较准确地预测次日 的市场清算电价，将有助于发电企业掌握市场先机，从而构造最优的电量、电 价投标策略，以实现效益最大化。通过研究，建立了以下实时边际电价预测模 型： 1 建立了基于市场价格理论的b p 网络长期电价预测模型，通过对长期电价 的较准确预测。投资者就可以通过上网电价预测值来考虑是否投资，如何投资， 如何控制投资。 f 2 ；i 四川人学坝1 学位论艾 2 以历史边际电价资料为基础，建立了g m ( 1 ，1 ) 灰色预测模型，通过探寻 历史边际电价资料中隐含的电价发展变化规律，对次日9 6 点实时边际电价进行 预测。同时建立了基于负荷影响的g m ( 1 ，2 ) 预测模型 3 考虑到灰色预测方法存在的局限性，运用灰色预测模型的改进方法一分 时段序列法对次日9 6 点实时边际电价进行预测。 4 基于历史边际电价资料，建立b p 神经网络模型，充分发挥入工神经网络 逼近任意函数的优点，来探寻历史边际电价资料中隐含的发展变化规律，从而 对次f | 9 6 点实时边际电价进行预测。 5 利用人工神经网络逼近任意函数和灰预测方法累加生成削弱随机干扰影 响的能力，建立串联灰色神经网络模型，对次日9 6 点实时边际电价进行预测。 6 综合考虑影响电价短期变化的因素和电价自身发展变化的规律，借鉴已 有的基于影响因素的神经网络电价预测模型，从模型探讨的角度，进一步提出 并建立了并联灰色神经网络预测电价模型。 关键词：投资控制效益最大化电价预测灰色模型神经网络 i i 塑型查堂堡! 堂竺丝兰 r e s e a r c ho fh y d r o e l e c t r i ce n g i n e e r i n gi n v e s t m e n tc o n t r o lb a s e d o n p o w e rp r i c ef o r e c a s ta n dr e a l i z a t i o no fm a x i m u mo fe f f i c i e n c y m a j o r ：h y d r a u l i cs t r u c t u r ee n g i n e e r i n g p o s t g r a d u a t e ：c h e np i n g s u p e r v i s o r ：q iw e n b a n g a b s t r a c t u s u a l l yh y d r o e l e c t r i ce n g i n e e r i n gi n v e s t m e n tc o n t r o li sc a r r i e do u ti nd e s i g n 、 b i da n dc o n s t r u c ts t a g e i nt h ee s s a y , t h ec o n t r o lo ft h ei n v e s t m e n to fh y d r o e l e c t r i c s t a t i o na n dt h er e a l i z a t i o no ft h em o s tp r o f i ta r ea p p r o a c h e d ，a tt h es a m et i m e ，s o m e r e s e a r c ho fg r e ym o d e la n da r t i f i c i a ln e u r a ln e t w o r ki s a p p l i e di nf o r e c a s to f s y s t e mm a r g i n a lp r i c e c u r r e n t l y , c o m p e t i t i v eb i d d i n gi sg r a d u a l l yc a r r i e do u ti np o w e rp l a n tm a r k e ti n o u rc o u n t r y ：c o m p e n s a t ec o s ta p p r o p r i a t e l y ，c o n f i r mg a i n sr a t i o n a l l y ，c a l c u l a t et a x b yl a w ，s t i c kl o a df a i r l y , a n dc a r r yo u t “s a m en e ts a m eq u a l i t ys a m ep r i c e s o i n o r d e rt or e d u c et h ei n v e s t m e n to ft h eh y d r o e l e c t r i cs t a t i o n ，i ti sn e c e s s a r yt or e d u c e t h en e t w o r kp o w e rp r i c e f o rt h eh y d r o p o w e rp r o j e c to ft h es a m e ，t h ec o s tl o w e ra n d t h eb e n e f i th i g h e r , o nt h ec o n t r a r y , t h ei n v e s t m e n th i g h e ra n dt h eb e n e f i tl o w e r s o t h ei n v e s t o rm u s tc o n s i d e rw h e t h e ri n v e s ta n dh o wt oi n v e s tt og a i nt h em o s t e a r n i n g sa c c o r d i n gt h en e t w o r kp o w e rp r i c e ，w h e nh ei n v e s to nt h eh y d r o e l e c t r i c s t a t i o n s h o r t - - t e r ma n dl o n g - - t e r ma c c u r a t ef o r e c a s ti st h ek e yf o rt h ei n v e s t m e n to nh y d r o p o w e r s t a t i o na n da c h i e v e m e n to ft h em o s tp r o f i t a c c u r a t ef o r e c a s to fs y s t e mm a r g i n a lp r i c en e x td a y w i l lb eh e l p f u lt oh o l dm a r k e tc h a n c ea n dc o n s t i m mt h eb e s tp o f i c yo fq u a n t i t yo fe l e c t r i c i t ya n d p o w e rp r i c et or e a l i z et h em o s tp r o f i t a n ds e v e r a ls o r t so fm o d e l sf o r9 6s p o tp r i c e f o r e c a s ta r ep r o p o s e db ys e a r c h 1 1 1 四川人学颐上学位论史 b a s e do r lh i s t o r i c a lp r i c em a t e r i a l s ，f o r mg m ( 1 ，1 ) a n df o r e c a s t9 6s p o tp r i c e n e x td a yb ys e e k i n ga l t e r a t i o nr e g u l a r i t yw h i c hi sh i d d e ni np r i c em a t e r i a l s w i t ht h et h o u g h to ft h ei n t e r a c t i o nb e t w e e nl o a da n dp r i c e ，f o r mt h eg m ( i ，2 ) a n df o r e c a s t9 6s p o tp r i c en e x td a y c o n s i d e r i n gl i m i t a t i o no fg m ( 1 ，1 ) ，a p p l yt h em o d i f i e dm e t h o do fg m ( i ，i ) a n d f o r e c a s t9 6s p o tp r i c en e x td a y b a s e do nh i s t o r i c a lp r i c em a t e r i a l s ，f o r mb a c k p r o p a g a t i o nn e u r a ln e t w o r k ( b p ) a n df o r e c a s t9 6s p o tp r i c en e x td a yb ym a k i n gf u l lu s e , o ff i t t i n gg o o d n e s so fb r w i t ht h et h o u g h to ff i t t i n gg o o d n e s so fb pa n dt h a tg mc a nr e d u c er a n d o m d i s t u r b a n c e ，c o n n e c tb pw i t hg m i ns e r i e sa n df o r e c a s t9 6s p o tp r i c en e x td a y a c c o r d i n gt oi n f l u e n c i n gf a c t o r sa n dv a r yr e g u l a r i t y , c o n n e c tg mw i t ha n n b a s e do nw e a t h e rs e c t o r si np a r a l l e la n df o r e c a s t9 6s p o tp r i c en e x td a y t h r o u g ha n a l o g u ef o r e c a s t ，a n dg i v i n g c o n s i d e r a t i o n st ot h e p r e d i c t i o n a c c u r a c ya n ds t a b i l i t y ，a u t h o rt h i n k st h a tg m ( i ，1 ) a n dm o d i f i e dm e t h o do fg m ( i ，1 ) a n dc o n n e c t i o nb pw i t hg ma r eb e t t e rp r e d i c t i o nm o d e l si nf o r e c a s t9 6s p o tp d e e n e x td a y k e y w o r d s ： i n v e s t m e n to fe n g i n e e r i n g f o r e c a s to fp o w e rf e e g r e ym o d e l a r t i f i c i a ln e u r a ln e t w o r km a x i m u mo fe f f i c i e n c y i v 四川大学碗1 学位论史 l 序言 1 1 我国电力市场的形成及发展【1 1 1 电力j _ 业是国民经济的重要基础产业，又是资金密集型、技术密集型和网 络性行业，是社会公用事业的重要组成部分。建国5 0 多年来，我国电力市场的 形成与发展随着电力体制的变革，大体可分为三个阶段： 第一阶段，计划经济阶段的电力市场( 1 9 4 9 1 9 8 5 ) 。 该阶段，中国的电力工业经历了两次分散、两次集中管理变革后，又回到 实行政企合一、垂直垄断的管理体制。管理体制以中央管理为主，大区电业管 理局分片进行管理，因为这一阶段的电力市场的特点是纵向垄断的，发、输、 配、售一体化。 第二阶段，改革探索时期的电力市场( 1 9 8 5 2 0 0 2 ) 1 9 8 5 年国务院颁发了关于鼓励集资办电和实行多种电价的暂行规定， 明确集资电厂可以独立经营，与电网签订供电经济合同，也可委托电网代为经 营管理。实彳亍多种电价，独立经营的集资电厂，其售电价格允许浮动。随着多 渠道、多模式、多元化的集资办电，大多数合资或非电力公司独资建设的电厂 成立发电公司，形成了大批独立发电商。随后制订了关于多种电价的实施办 法，出台了电价随燃运加价浮动等主要政策，从而揭开了我国电力市场体制改 革的序幕。“集资办电”的政策对解决当时严重缺电的矛盾功不可没，最重要的 条款是按投资比例分电分利。 1 9 8 7 年，国务院提出“政企分开，省为实体，联合电网，统一调度，集资 办电”的方针。走上了电力生产企业和电网经营企业并存的道路，在发电市场 改变了过去一家独占的局面，为电力市场的运作准备了各种条件。这一阶段电 力市场的特点是电量由计划配给，电价由国家制定经营管理政企不分，市场 无竞争。但应当说，电力买卖依然存在，有市场主体( 买方与卖方) ，有电力价 格，有市场交易规则( 即政府颁发的全国供用电规则) 。也就是说有市场要 素，有市场行为，但没有市场机制。 第三阶段，现代电力市场的建设阶段( 2 0 0 2 ) 。 根据党中央、国务院对垄断行业进行改革的总体部署，国务院于2 0 0 2 年4 月份正式比准了电力体制改革方案。在原国家电力公司的基础上，成立了两 p q 川人学坝j 学位论义 家电网公司，五家发电集团公司和四家辅业集团公司。初步实现了“厂网分开”， 将国家电力公司管理的电力资产按照发电和电网两类业务进行划分。并在发电 侧逐步实行“竞价上网”，开展公平竞争。为后续的输、配、售各环节改革打下 基础，实现资源优化配置、推进全国联网，最终构建政府监管下的政企分开、 公平竞争、开放有序、健康发展的电力市场体系。 1 2 当前电价定价方式对水电工程投资控制决策的影响 由于当前我国发电侧市场逐步实行“竟价上网”：在合理补偿成本、合理确 定收益、依法计入税金、坚持公平负担的原则下实行同网同质同价。因此，以 电力市场为基础，以上网电价为尺度，通过上网电价来控制水电工程投资，是 水电工程投资控制的必然趋势。 按照同网同质同价的要求，上网电价水平不随单个水电项目的投资“高来高 去”，对水电工程投资的高低有着制约作用。同一类型的水电项目，谁的工程投 资低，利润水平就高；谁的工程投资高，利润水平就低，甚至亏本。投资者在 投资办电时，必须根据电网上网电价水平情况来考虑是否投资。如何投资，如 何降低工程投资来获取更多的收益，实现效益最大化。在投资前就得参考现在 的机组运行情况和上网电价的情况，预测自身将来的电价。这样，从项目的初 步可行性研究就开始考虑上网电价的影响，通过电价水平来确定项目的投资水 平，推动投资者和业主控制投资规模，注重投资效益。 由于项目的上网电价不随个别成本而突破水电项目的投资者和业主就不 能不时刻关注着项目的投资，控制工程投资成为项目管理的主要目标。工程投 资的高低，关系到项目的还本付息，关系到股东的投资回报，关系到公司的切 身利益，控制工程投资就是控制公司未来的发展命运。控制工程投资的利益驱 动使得项目业主有了控制工程投资的内在动力，在工程立项、设计、建设等各 阶段中都自觉体现控制工程投资的思想，并认真制定和落实控制工程投资的各 项措施，尽最大努力从全过程来控制工程投资。如根据目标上网电价确定适当 的设计标准和坝址条件，从源头控制工程投资；为了达到降低工程投资的目的， 积极引入竞争机制，对设计、设备材料采购、施工、临理等实行招标，实行同 网同质同价后的招投标，由于与项目业主的利益息息相关，可以克服招、议标 四川人学坝l 学位论土 流于形式，减少人为因素的影响，从而实现真正意义上的招、议标。而且设计 单位、设备材料供应单位、施工单位、监理单位等都是项目业主通过招标方式 选定来为其服务的。必然协助其控制工程投资，确定了项目业主在控制工程投 资中的中心地位和主体地位。 通过上网电价来控制工程投资，上网电价的预测必须合理，对投资要有约 束力。既不能因为上网电价预测过高而失去对工程投资的控制作用，也不能制 定过低而影响筹资建设水电项目。怎样预测上网电价是上网电价能不能控制工 程投资的重要前提。 1 3 电价预测研究现状【 1 3 1 电价预测的特点 电价预测具有如下的特点： ( 1 ) 周期性 电价曲线( 电价随时问变化的曲线) 的变化具有周期性，天与天之间或相同 类型日之间电价的变化具有一定的周期性，即在相似的时段出现电价的峰段、 谷段。 ( 2 ) 非增长性 电价预测具有不同于负荷预测的特点，它不具备总体上的增长和上升趋势， 作为电能的价格，是随着各种社会、经济、天气等因素而不断波动变化的。 ( 3 ) 难预测性 由于电价的规律变化比负荷更加不昵显，所以电价预测比负荷预测相应来 讲更难，电价不但受供求因素的影响而且还受到社会各种行为甚至投机行为的 影响。 1 3 2 电价预测的分类 ( 1 ) 按时间分类 电价预测也有类似负荷预测的长期、中期、短期、超短期以及节假日之分， 但是，由于电价预测的难度相对负荷预测来讲较难，其对应的时间段也要小得 多a 以美国加州的电力市场为例，电价预测分为提前一小时预测，提前一天预 四川人学坝1 一学位论文 测，提前一周预测，提前一月预测，以及季度趋势预测等等， ( 2 ) 按预测内容分类 电价预测按内容分类随不同的市场模式而不同，以美国加州电力市场的模 式为例，可以分为p x ( p o w e re x c h a n g e ) 市场竞标电价预测、i s o ( 1 n d e p e n d e n t s y s t e mo p e r a t o r ) 辅助服务电价预测等。 ( 3 ) 按特性分类 电价预测可以分为最高电价、最低电价、平均电价、边际电价( 清算电价) 等电价性能指标的预测。本文所说的电价预测是指各时段系统实时边际结算电 价的预测。 1 ，3 3 电价预测的方法 电价预测是一个全新的研究领域，现阶段进行电价预测主要是借鉴其他商 品价格预测和电力负荷预测的基本思想，根据实际情况，结合电价预测的特点， 选择适合的预测技术，对电价作出分析预测。 目前可用于电价预测的方法主要可以归结为四类：基于时序分析的方法如 时间序列分析、灰色预测、均生函数等；基于因子分析的方法如线性回归方法、 人工神经网络方法、模糊聚类与综合评判方法等；基于计量经济学的电价预测 方法如三时点模型、霍尔特一温特斯方程、马尔柯夫经济预测理论等；基于组 合思想的预测方法等。当前预测方法较多，各有其特点和适用范匿，预测精度 也各不相同，在大多数情况下需要配合使用几种方法进行预测，经过分析合理 选用。 1 4 本文研究内容 本文主要从电价预测的角度，对控制水电工程的投资及实现水电工程的效 益最大化进行了分析研究。同时研究了灰色理论和人工神经网络的算法特点及 它们在电价预测中的应用，并分析了二者各自的优缺点，扬长避短，将灰色理 论和神经网络结合起来，用于电价预测中。论文具体分为以下几个部分探讨： 电价及其相关基本理论，包括：制定电价的意义、原则、方法，上网电价 理论，实时电价理论，边际电价含义等。 4 四川人学颂士学位论文 通过预测电价来控制水电工程投资、实现其运行期内的最大效益。 灰色理论及灰色预测模型，对次日9 6 点实时边际电价进行预测。 人工神经网络理论及b p 模型，对次日9 6 点实时边际电价进行预测。 利用人工神经网络逼近任意函数和灰预测方法累加生成削弱随机干扰影响 的能力，建立串联灰色神经网络模型，对次日9 6 点实时边际电价进行预测。 综合考虑影响电价短期变化的因素和电价自身发展变化的规律，借鉴已有 的基于影响因素的神经网络电价预测模型，从模型探讨的角度，进一步提出建 立并联灰色神经网络预测电价模型。 网川_ 人学碗1 学位论卫 2 水电工程电价理论1 1 1 2 【3 1 4 】1 6 1 】1 6 6 2 1 制订电价的原则 电价是指电力商品所对应的价格的总称。一般情况下，按照电力生产环节 可以划分为：上网电价、输电电价、配电电价和销售电价。电价理论是价格理 论的一个重要分支，是价格理论在电力工业中的具体应用。电价遵循价格理论 的普遍性，同时又由于电力生产的特殊性生产和消费是同时进行的，又使 得电价也具有一定的特殊性。 电力工业是一种公用事业，它对国民经济和人民生活影响极大。因此，如 何制订电力价格是一个很重要的问题。要搞好一个电力企业的经营管理，必须 抓好两件大事：一件是成本核算，一件是制订电价。这两件事不仅非常重要， 而且相互关联。电价制订得正确，可以促进国家经济的发展；电价制订得不合 理，可能造成电力和能源的浪费，或者使电力工业难于发展，从而拖了国民经 济的后腿。 电力工业的生产和供应有它的特殊性，它不同于其它部门的产品。首先， 从电力生产的特点来说，它是产、供、销同时完成的。电力不能贮存，用户用 电时，电厂可以发电，用户不用电时，电厂就不能发电。电力的生产与消费都 是同时进行、同时完成的。其次，从电力供应的性质和渠道来说，它又具有一 定程度的垄版性。它不象顾客购买其他商品那样，可以在不同地区、不同百货 公司进行选购。电力的供应与购买，一般都具有固定的关系。这些都导致电价 的制订工作比制订其他商品的价格更为复杂和困难。 电力工业是国民经济的基础工业。因此，电价制定的合理与否将直接影响 到整个国民经济和电力工业自身的发展。电价的制订包括两个方面：是电价 水平。二是电价结构即电价制度。电价水平和电价结构是电价的两个方面，它 们既相互独立，又相互关联。电价水平的高低直接影响到国家、电力企业和用 户的利益。电价结构的合理与否涉及对用户的分类是否妥当，比如怎样划分工 业用电、照明用电和商业用电等，以及各类电价之间比例是否公平，是否与供 电成本一致；两部制电价中基本电费与电度电费之间比例是否合适，分时电价 如何应用等。一般说来，合理的电价应有助于国家能源、资金的最有效利用， 四川人学帧1 一学位论文 公平合理地对待每个用户，并能指导用户合理地消耗电力以及使表计及计费方 式最为简便。同时，还需考虑供电成本的全部回收，及应获得一定的利润，使 电力企业具有自我发展的能力。为此，必须满足以下几点： ( 1 ) 使国家的能源得到最合理、有效的利用 电价的制订不能仅局限于电力部门本身，还需要考虑到其他能源部门，亦 即必须考虑到可以用来替代电能的其它能源如煤和石油之类的价格。若电价订 得太低，就会导致过多地、不合理地使用电能，甚至造成浪费。同时，其他能 源也不能充分利用。同样，电价订得太高，则会导致电能需求的降低，更多地 使用煤、石油等替代能源，影响电能的使用。因此，价格的制订必须建立在真 实的成本基础之上，各种能源价格的制订都必须在同一基准上，按照统一的尺 度来衡量，这样才能指导消费者合理地选用能源，使国家的能源资源达到最合 理、有效的分配。 ( 2 ) 对用户实行公平合理地分担 电力企业的服务范围很广，涉及到各种类型的众多用户，电价的制订必须 对每个用户都公平合理，一视同仁。而用户有成千上万个，每个用户的用电特 性都不大相同，有些用户三班制生产，日夜2 4 h 都用电；有些用户是一班制生 产，每天只有8 h 用电，所以它们的电价就不应相同。一般早上8 1 0 点工厂都 开工，所以电力系统的负荷很高；晚上1 8 2 1 点，照明开始用电，电力系统负 荷也很高。电力企业为满足用户用电，需要增加装机。所以，在高峰时期用电 的用户其电价应高一些；相反，在深夜，全系统电力负荷很低，很多发电设备 轻载运行，有些发电设备甚至停下来，此时，高压输电线路输送容量也较少， 故用户在夜间用电，不占发输变电设备容量，所以夜间的电费可以低一些。总 之，电价的制订应根据电力系统向用户供电而造成的负担大小、用电设备的使 用情况等，向用户公平合理地分摊费用。实行峰、谷电价差，其目的决不是为 了电力企业增加收入，而是合理地反映供电成本。此外，根据政策需要对某些 用户应给予优惠时，此优惠亏损应均摊与其他用户，以保持电力企业的收支平 衡。 ( 3 ) 财政上的自力更生 电力工业作为一种公用事业，它的发展速度应该取决于国民经济对电能的 四川i 学硕l 一学位论史 需求程度，但由于电力工业生产建设周期长，投资大，再加上国家资金的缺乏， 实际上，电力工业的发展在很大程度上取决于企业自身资金的积累水平。因此， 电费的收入额除补偿生产经营所需费用外，还应考虑一定的利润以满足还本付 息和建设资金筹措的需要。 电力企业的正常生产经营费用包括燃料、材料和工资等运行维护费用以及 固定资产折旧资金等。这些费用也就是电力企业的生产运行成本。因此，电价 的制订除满足生产运行成本和还本付息的要求外，还需具有一定的利润，形成 企业的自有资金，以使电力企业具有自我改造和自我发展的能力。 f 4 ) 表计和计费方式简便 电价制度应尽量简便，使用户易于了解和实施。每一类用户的电价计费方 法都应当简单易行，而且整个电价结构最好也不要订得太繁琐。当然，不能为 了追求电价结构的简单，而把一些可以改善企业经营管理的电价制度，比如峰、 谷电价，季节性电价以及功率因数调整电价等也都放弃不订。一个用户的电价 种类应尽量少些，以免用户要装几块电表以分别计费，同时也避免抄表、计费 的困难。 2 2 制订电价的几种方法 2 2 1 会计成本定价方法 会计成本定价是一种常用的、传统的定价方法，它是根据历史记载的帐面 成本，即电力企业会计记录与财务报表中出现的成本分录( 包括要分配给股东的 盈利在内) 来核算供电成本、并把供电成本按各种不同方法分摊到各类用户中 去。其过程简述于下： 首先把资产帐户上各项固定资产按发电、送电、变电各个环节分摊到各种 功能成本发电、输电、配电和用户服务成本中，再将这些功能成本分解为 与用户最大需量有关的固定成本、与用户用电量有关的变动成本以及与用户相 关的用户成本。 其次，把生产费用帐户上的燃料、人员工资及各项维修材料等费用，同样 按发电、送电、变电各个环节分摊为各种功能成本，并且将这些功能成本分解 为与用户最大需量有关的固定成本、与用户的用电量有关的变动成本以及与用 四川人学埘! j 学位论义 户相关的用户成本。 然后，根据各类用户的最大需量、用电量和负荷特性把固定成本、变动成 奉以及用户成本尽可能公平合理地分摊给每个用户。固定成本应当怎样向各类 用户分摊是成本计算中的一个重要问题。分摊的方法很多，例如“最大功率法”、 “高峰负荷责任法”、“平均和超平负荷法”等。变动成本的分摊一般按照各类用 户的用电数量比例分摊，用户费用按照用户户数分摊。 最后把总收入和总的资金利润率基数( 亦称收益率基数) 分摊给各类用户。总收 入包括售电收入、其它运行收入和杂项收入等。各类用户的售电收入可从用户会 计记录中得到。其它的收入可以参考各类用户售电收入的比例或其它方法分摊给 各类用户。资金利润率基数一般是指在用的电力固定资产和流动周转资金之和。 同样，将总的资金利润率基数按适当的比例分摊给各类用户。这样，根据成本和 收入可以计算出各类用户的净收益，将净收益与各类用户的资金利润率基数相比， 即可求得各类用户的资金利润率，各类用户的资金利润率相差甚大，居民用户的 资金利润率一般较低，而商业用户则最高，通过分析比较和调整各类用户的资金 利润率与整个电力企业的资金利润率便可以制订出合理的电价。 2 2 2 边际成本定价方法 边际成本定价方法是根据毅增一个用户或增加单位千瓦用电而增加的成本 进行核算，按各类用户的供电电压、用电时间，严格计算增加单位千瓦用电而 引起的系统成本增加值，计算系统长期边际容量成本和边际电量成本，并结合 用户负荷特性来制订目标电价；另一方面，再从财务角度来核算目标电价是否 合理或进行调整。因此，边际成本定价有两个特点： ( 1 ) 其电价水平是由电力企业未来的财务目标决定，即根据规划期间新建的 发电、送电、变电工程投资，还本付息所需资金，上交税金以及必要的利润等 各项费用来决定，也就是按照成本加利润的原则确定电价水平。如果按长期边 际成本计算出来的电价高于财务目标水平时，则对边际成本进行调整，使其与 财务目标致。 ( 2 ) 其电价结构则取决于长期边际成本计算结果。根据用户的不同负荷特 性，不同用电时间、不同供电电压，分别计算各类用户的供电成本以及合理的 9 四川人学硕1 学位论史 固定成本与变动成本之比例。 2 3 实时边际电价理论 2 3 1 上网电价概念 上网电价是指独立核算的发电企业向电网经营企业提供上网电量时与电网 经营企业之间的结算价格。上网电量的计算点通常是在发电与输电资产的产权 分界处或发电厂出口。上网电价体现单位电能量的市场价值及单位可用发电容 量的市场价值，前者被称为上网电量电价，后者被称为发电容量电价。如果仅 按上网电量计价，就是单- - n 上网电价；如果将上网电量和可用发电容量分别 计价、统一结算，就是两部制上网电价。在我国电力市场发展初期，为了引导 投资电源建设项目，在电网公司作为单一购买者的区域电力市场中，上网电价 可实行两部制；电力市场进一步发展，输、配电网分开，发电企业和供电企业 及大用户之间的双边交易在市场中占主要地位以后，电能量市场更趋于一般商 品市场，将采取单- - n 上网电价。 2 3 2 上网电价的确定 2 3 2 1 单一制电价 单一制上网电价是我国现在普遍实行的上网电价测算方法，电力企业在建 设和经营电站或电厂时，不仅要支付一定的成本，还要获得一定的利润用于简 单再生产和扩大再生产，同时还要支付国家的一定的税金，这就要求在制定电 价时，既要考虑电力企业的成本，又要考虑电力企业赢得的利润和电力企业应 交的税金，具体的计算方法如下： 上网电价= ( 发电成本+ 发电税金+ 发电利润) ，厂供电量 利润= 还贷利润+ 金业留利 还贷利润= 还本付息额折旧还贷额一减税还贷额 发电成本包括燃料费、外购电力费用、水费、材料费、工资及福利费、折 旧、修理费用及其他费用。 按照这种方法制定的上网电价能够满足电厂的还贷要求，对于加快电力工 业的发展起到了很大的作用，但是在执行中也存在许多问题。该方法是以集资 四川人学砸j 学位论义 项目的实际造价作为定价的基本依据，加上集资方式和集资渠道的不同，还本 付息的利率和年限的不同，机组类型和燃料价格的不同，导致上网电价的“一机 一价，一厂一价”。 2 _ 3 2 2 两部制上网电价 西部制上网电价就是把上网电价分成两部分容量上网电价和电量上网电 价。 上网容量电价= 与容量有关的成本+ 与容量有关的利润+ 与容量有关的税金 上网电量电价= 与电量电价有关的成本+ 与电量电价有关的利润+ 与电量电 价有关的税金 执行两部制上网电价，由于电厂为了电网调峰而少发电量，但电厂的经济 效益井没有受多大的影响，它们也就愿意参加电站的调峰，因此也就解决了单 - - 上网电价中电厂大部不愿意不参加电网调峰的问题。另外，由于电厂多发 电量时得到的只是电度电费，电厂多发电量只能得到少量的利润，因此，小火 电或独立发电厂就不会存在执行单一制上网电价时拼命抢发电量来提高电厂效 益的现象。 在执行两部制电价时，可靠电能的电费收入= 基本电费+ 电度电费，非可靠 电能电费收入= 电度电费，其中也体现了优质优价的原则。 2 3 2 3 分运行位置的两部制上网电价 上网电价要达到同质同网同价，因此就要考行以调峰能力发电可靠两个重 要因素。可靠性好的机组有利于电力系统的频率和电压的质量的合格，电网要 为之补偿更多的成本。调节性能良好的机组可以应付电网负荷的剧烈变化，保 证系统的功率平衡。上网机组如为参加电网调峰运行而使成本上升，则上网电 价中应考虑到这种调节性补偿。 两部制电价中电价分成基本电价和电度电价。在本电价根据部分固定成本 和资本收益确定，而电度电价则由变动成本和另一部分固定成本和资本收益分 摊到上网电量中得到。 电厂的容量成本分摊到基本电量电价中的比例则由该机组的运行方式确 四川人学坝1 ：学位论文 定。如果上网机组年发电利用小时较高，既为电网提供电力，又为电网提供电 量，则其成本绝大部分可以通过电度电价回收，如果上网机组年利用小时数较 少，只参加调峰主要只提供电力报务，则其成本应只通过基本电价回收。 上网机组的容量成本在基本电价与电度电价中的分解比例与机组的利用小 时、负荷分散率有关，如果针对每个利用小时和每一种负荷率来制定电价，工 作量巨大，也没有什么实际意义。为发方便实际操作，按机组年利用小时数的 多少，将机组划分为三类：年利用小时大于等于5 0 0 0 小时的称为高利用小时机 组；年利用小进3 5 0 0 至5 0 0 0 小时的称为中利用小时机组；年利用小时小于等 于3 5 0 0 至5 0 0 0 小时的称为中利用小时机组：年利用小时小于等于3 5 0 0 小时 的称为低利用小时机组。下面介绍具体的计算步骤。 ( 1 ) 计算发电容量成本 现在国际上普遍采用的是边际成本方法，在一定时期内，为满足单位千瓦 负荷的增加而引起的发电容量成本的增加就是发电边际容量成本。发电边际容 量成本的计算公式如下： m c 9 2 鬻一b 式中。 j ：单位千瓦的投资； c 。：投资回收系数： c 卅：运行维护费率； r ：厂用电率； r ：机组的可用率； 只：燃煤的节约费用； k ：调整系数，计算公式为：k = ，1 ( 1 + 矿+ 1 2 ( 1 + 矿一2 + + ，。 其中：1 1 , ，：，。为电厂在建设期的逐年投资，n 为电厂建设的年限： 1 2 p q 川1 人学坝i 学位论文 ，一哪+ 2 一丽 其中i 为社会折现率，为设备的经济寿命。 ( 2 ) 计算边际电量成本 边际电量成本就是系统为满足用户用电量增长而增加的电厂运行成本，一 般来说就是指变动成本，包括电厂燃料成本、厂用电、办公、小修、材料、水 费等。 ( 3 ) 上网基本电价的测算 基本电价= m c g x o 一刁) 】 其中， m c g ：发电边际容量成本； 7 7 ：机组年平均日负荷率。 ( 4 ) 上网电度电价的测算 把时段划分为高峰段、平段和低谷段，根据高峰段、平段、低谷段时电量 的比例分摊边际容量成本，求得电度电价。如果机组参加调峰，使成本增加的 部分也计入电度电价中。 高峰段电度电价= m 昭o + r ) + m 昭x 7 7 k 1 0 0 ，t 平段电度电价= 肘昭( 1 + r ) + 肘c g 7 7 ( 1 一k ) x 0 0 2 j 低谷段电度电价= m c g ( 1 + r ) 其中： m c g ：边际电量成本： t ，0 分别是高峰段和平段时的年利用小时数； ，：由于参加调峰而增加的变化费用比率 k ：边际容量成本在电度电价中高峰段和平段的分摊系数。 四川人学硕上学位论文 2 3 2 4 容量电价随市场变化情形下的两部制电价 在发电领域实行两部制电价需其备以下几个条件： 】、在电网供电区内，发电项目的审十比、建设必须以电网购电容量和购电电 量为依据； 2 、报价为该时段的上网价格，并据此安排一天内中标的机组的发电计算， 所有的中标机组按相同的实时电价与公司结算。 实时电价是电力经营引入竞争机制的重要形式，也是解决电网普遍存在的 调峰问题的有效手段。 2 3 _ 3 实时电价理论 2 3 3 1 实时电价的定义和计算 实时电价是在考虑运行和基本投资的情况下，在给定时段( 半仑小时以内) 向用户提供电能的边际成本。即，= 蔫，同时满足以下约束： 口w 。o ( 1 ) 电量平衡约束 眼，= ，+ ( 2 ) 发电功率约束。负荷功率及损耗功率之和应小于系统总的可用发电容 量。 ( 3 ) 线路功率约束。任一条线路的潮流不能超过其极限值。 其中： 既，为第k 用户在时段t 的实时电价，。为第k 用户在时段t 的负荷。 c 。为供电系统为所有用户提供电量的总电量成本( 也称为运行成本) 。， 为发电量。 w ，为电网损耗电量。 四川1 人学 i i j 学位论文 2 3 3 - 2 实时电价的组成 第k 用户在时段t 的实时电价，可以认为是由下面各组成部分之和即 其中： n ，= ，+ ，+ 靠_ ，+ ，+ 7 7 m k ，+ r l l k r + r l o s ，+ 7 7 月， p 。第k 用户在时段t 的实时电价 ，。边际发电燃料成本； ，。边际发电维护成本； 7 。发电收支平衡项： ，发电质量成本； 。，边际网损维护成本； r l l k t 边际网损成本； r i q s , k , 网损供电质量分量： 叮。网损收支平衡项； 表示时段。 2 3 3 3 买时上网电价的功能 ( 1 ) 作为用电方管理工具。执行实时上网电价，用户可根据电价的涨落情况 安排自己的生产，将用电从电价高的时段转移到电价低的时段，尽量使自己的 生产总成本达到最小，从而起到削峰填谷的作用。另外，些有自备发电机的 用户，当电价超过自备发电机的发电成本时，可将负荷从电力系统中转移到自 己的自备发电机上。 ( 2 ) 作为发电方管理工具。实时上网电价为发电方提供了一个严格的发电调 度基础。在电力市场运行过程中，无论用电方还是发电方，都要尽力使自己的 | ，q 川人学倾f 一学位论史 成本达到最低。在有高效率机组提供电力时，可将低效率机组从系统中解列， 使系统的发电成本降低。 ( 3 ) 促使消费合理化的工具。在我们的现行电价体系中，使用的是在一定时 间内平均化了的电价形式。这样，基荷用户的电费要高于其实际消耗的电力生 产成本，而峰荷用户所付电费又低于其实际消耗的电力生产成本。采用实时上 网电价后，各种用户都按自己实际消耗的电力生产成本付出电费，基荷用户便 可不再对峰荷用户作出补贴，使得用户消费更趋于合理化。 2 ，3 4 边际电价的含义“” 2 3 4 1 边际成本与边际收入 边际可以定义为某函数中因变量随着自变量的单位变化而产生的变化。在 总收入函数中，边际收入就是随着产量的一个单位变化引起的总收入的变化。 设总收入r 为产量x 的函数r 趣( x ) ，则删缸为边际收入。如果r = r ( x ) 在其 定义城内的点x 可导，则华：i i 啦竽：r ，o ) 准确的测定了在任何特定产量水 出& 缸 4 平x 上的边际收入。也就是说在产量为x 的水平上每增加一个单位时，总收入 增加的数量。同理可以设总成本函数c = c 0 ) ，则c z 为边际成本， 皇三：l 血垒：c ，g ) 表示在任何特定产量x 水平上的边际成本，等等。一般地， 出“_ oa x 、7 设函数y = ，g ) 在其定义域x 上可导，则老= 。l i 。r a 。a 缸y = ，o ) 为边际函数。 2 3 ，4 2 电力边际成本定价类型及特点 ( 1 ) 长期边际成本定价。 长期边际成本是为满足额外增加的一个单位电力需求，因容量调整和生产 费用改变而额外增加的成本，其值等于新装机容量成本和燃料成本费用之和。 长期边际成本定价要反映规划期内负荷预测、电源规划以及规划期内的投资额， 反映出未来的电力经济价值。用长期边际成本定价的基本思路为：首先，提出 一个长期负荷预铡方案；然后。根据负荷预测，编制个具有一定可靠性水平 四川人学坝j 一学位论史 的年费用最小电源扩展方案+ 在这基础上计算系统某年的边际容量成本和边际 电量成本。其中：边际容量成本为最后加载机组的容量影子价格，边际电量成 本为需求微增引起总成本的增量，即 p a t c , l i r a t c , - - t c r 。 a q q - - * o q q 式中： t c , ，t c ：为需求增加前系统电量总成本； q ，q 为需求增加前后的电量。 最后，结合用户负荷特性分析提出目标点价方案，按目标电价来模拟计算 电费收入。 若收入不满足财务需求( 过高或过低) ，则对长期边际成本进行调整，重新 修正电价方案，直到所建议的目标电价方案和财务要求协调一致为止。 长期边际成本定价适用于负荷需求不断增加，正处于成长期的电力系统的 电价制定。其优点是易于实施，对电网软、硬件要求不高。不足之处也是明显 的，由于考察的是系统长期的变化趋势，电价对短期内的负荷管理功能有所不 足。 ( 2 ) 短期边际成本定价。 短期边际成本是指在较短的时间内系统装机不变时，满足负荷增长所引起 系统边际成本的增加，其值等于停电损失费