电力市场下峰谷电价的研究

1、电力市场下峰谷电价的研究 摘要 电力市场的兴起使电价问题的研究日益受到重视。电价在电力市场中起着优 化资源配置、组织市场、促进流通、平衡利益等一系列重要作用，文章主要从电力 市场的基本知识与制定电价的原则、理论方法等方面进行了综述，着重梳理和分析 了国内外上网电价、输电定价的各种定价方法和销售电价的各种类型。对电力市场 “三段式”电价体系的介绍和对我国电力市场建设中电价体系存在的问题提出的建 议，希望能给电力工作者以帮助，促进我国电力工业改革的进行。随着全球电力工 业的市场化改革，电价在电力市场实现的过程中占据着核心地位。电力市场的理论 问题集中在电价上，具体表现为将电力从生产到消费的一切行为

2、都用价格（费用） 表示出来。利用电价在市场环境中经济信号作用，来指导、调节、控制电力生产与 消费，从而达到优化资源配置，合理组织生产，提高社会经济效益的目的。所以选 择正确、合理的定价方法也成为近年来研究的热点问题。 关键词关键词：电力市场； 峰谷电价； 电价体系； 电价上网计算模式； 电网公司 abstract the rise of the electricity market research to make electricity more and more attention. electricity plays in the electricity market to optimi

3、ze the allocation of resources, organizations, markets, and promote circulation, balance the interests of an important role in a series of articles mainly from the electricity market and the development of basic knowledge of the principles of electricity, the theoretical methods are reviewed, focusi

4、ng on sort and analyze the internet at home and abroad electricity, transmission pricing and marketing of a variety of pricing methods for various types of electricity. electricity market through the three-step introduction of electricity system and the construction of chinas power market electricit

5、y system, the question of the existence of building.you, i hope to give workers the power to help promote chinas power industry reforms. with the global power industrys market-oriented reforms, the electricity market price in the process of realization of the central position occupied. electricity m

6、arket focus on theoretical issues in the tariff, as a concrete manifestation of the power from production to consumption of all acts are the price (cost) that out. the use of electricity in the market environment, the role of economic signals, to guide, regulate, control production and consumption o

7、f electricity in order to optimize the allocation of resources, rational organization of production, improve the social and economic benefits purposes. so choose the correct and reasonable pricing has also become a hot issue in recent years the study. keywords: electricity market ； peak electricity；

8、 electricity system ； internet computing model price ； power grid corporation 目目 录录 电力市场下峰谷电价的研究电力市场下峰谷电价的研究.1 abstract.2 第一章第一章 前言前言.6 1.11.1 论文研究的背景与意义论文研究的背景与意义.6 1.21.2 论文研究的目的论文研究的目的.6 1.31.3 论文研究的思路与方法论文研究的思路与方法.7 第二章第二章 电力市场中的电价体系电力市场中的电价体系.9 2.12.1 引言引言.9 2.22.2 电力市场的基本概念电力市场的基本概念.9 2.32.3 电

9、力市场中电价制定的原则电力市场中电价制定的原则.10 2.42.4 电价制定的方法与理论电价制定的方法与理论.10 2.4.1 上网电价 .11 2.52.5 电力市场规则设计和竞价模式应具备的基本原则电力市场规则设计和竞价模式应具备的基本原则.12 2.5.1 发电侧电力市场的价格机制.13 2.5.2 期货市场与风险管理.13 2.5.3 电力市场技术支持系统的建设.14 2.62.6 小结小结.15 第三章第三章 峰谷电价的研究峰谷电价的研究.16 3.13.1 引言引言.16 3.23.2 峰谷电价的概念及意义峰谷电价的概念及意义.16 3.33.3 我国实行峰谷分时电价的必要性我国实

10、行峰谷分时电价的必要性.16 3.43.4 实施峰谷分时电价存在的问题实施峰谷分时电价存在的问题.18 3.53.5 完善峰谷分时电价机制的对策思考完善峰谷分时电价机制的对策思考.19 3.63.6 峰谷分时电价上网计算模式峰谷分时电价上网计算模式.21 3.6.1 分时电价计算模式.21 3.73.7 结论结论.24 第四章第四章 峰谷分时电价模型实例分析峰谷分时电价模型实例分析.26 4.14.1 引言引言.26 4.24.2 电价仿真算例电价仿真算例.26 4.2.1 算例数据.26 4.2.2 算例结果.27 4.2.3 算例数据分析.30 4.34.3 结论结论.31 第五章第五章

11、需求与收益预测及经济性分析需求与收益预测及经济性分析.32 5.15.1 引言引言.32 5.25.2 电力需求分析与预测电力需求分析与预测.32 5.2.1 总收益的分析与预测.33 5.2.2 大工业用户的经济性分析 .34 5.2.3 发电公司的经济性分析.34 5.35.3 结论结论.35 参考文献参考文献.36 致致 谢谢.37 第一章第一章 前言前言 1.11.1 论文研究的背景与意义论文研究的背景与意义 电力产业是关系国计民生的具有一定自然垄断特征的基础性产业。由于其产业的 公共性和在国民经济中的基础性地位，传统上一般认为必须由国家垄断经营。但是自 上世纪八十年代以来，市场经济国

12、家纷纷放松对电力等具有自然垄断性的行业的管制， 世界范围内掀起了一股电力工业市场化改革的浪潮。我国电力工业也于九十年代早期 建立了内部模拟市场，并于 1998 年开展了山东，浙江等六省市的电力市场试点工作。 2002 年 2 月，国务院又专门下发了关于全国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的电力体制改革文件。我国的电力体制改革迎来 了一个崭新的局面.在这样的大环境下，山西电力集团公司也于 2002 年上半年启动了 山西省电力工业市场化改革计划。 为了顺利完成改革任务，确保改革目标的实现，必须按照总体设计，分步实施， 积极稳妥，配套推进的原则，加强领导，精心组

13、织，必然有许多工作要做。如：构建 电力市场营销体系，培育各方市场主体，运用适应市场发展的调度体制，最重要的莫 过于一套适合山西电力实际的价格机制的建立和形成。电力市场作为竞争市场的一个 特殊个体，具有一般竞争市场的特征，电价也就无可争议的成为竞争市场中的核心内 容。无论是供求机制还是竞争机制，最终都要通过电价反映出来。研究电价本质上就 是研究市场，就是从根本上抓住了电力市场的核心问题。因此，建立一套具有前沿性， 可操作性，完整的，动态的，灵活的，适合山西电力实际的电价形成机制是山西电力 市场形成和发展的关键，也具有供有关部门参考决策的重要价值。 1.2 论文研究的目的 70 年代的能源危机对电

14、力工业产生了深远的影响，并随着人类的进步和发展带来 了能源的逐渐枯竭、环境的日益恶化、人口的快速增长等一系列全球化的问题。这些 问题困扰着人类文明的进一步发展，人们也逐渐意识到传统的方法已不能适应新的形 势，必须用新的观点和方法迎接能源、环境、人口等各种挑战。不能仅考虑供应方的 利益需求，还要追求需求侧的资源节约和成本节约，并把节约的能源也作为供应方一 种可替代的资源，优化资源配置，使资源利用成本最小。于是一种新型的管理模式 需求侧管理（简称 dsm）便应运而生。dsm 是综合资源规划的一项主要内容。它作为 一个新概念引入电力行业，实际上就是电力公司采取有效的激励、诱导措施以及适宜 的运作方式

15、，与用户共同协作提高终端用电效率，改变用电方式，为减少电量消耗和 电力需求而对需求方所进行的管理活动。 分时电价即为一种有效的 dsm 措施，是电力公司为实施 dsm 而向用户提供的一种 经济上的刺激手段。因此有必要深入的研究其电价体系及模型。 1.3 论文研究的思路与方法 电力在现代社会中，已成为国民经济各行各业和人民生活必不可少的二次能源。 而电力作为一种特殊的产品和商品，它的生产、输送和使用（产、供、销）是在同一 时间内完成的，三个环节互相依存、互相制约。安全、经济、合理地用电，提高全社 会的经济效益，促进国民经济的快速发展，这不仅取决于电力生产部门、同时也取决 于广大的用电单位。用电负

16、荷随着时间经常变化，当电力系统的电源与负荷失去平衡 时，供电的质量（电网的电压和频率是电能质量的重要指标）便会发生变化，就会造 成用电用户各种危害，如损坏设备、影响产量、降低产品质量、原材料、能源消耗增 加、自动化设备误动作、影响通信、广播电视的准确性等等。由于用户的用电性质不 同，各类用户最大负荷出现的时间也不同。当用户负荷增加时，电力系统发电机出力 也应随之增加；当用电负荷减少时，电力系统的发电机出力也必须相应减少。如果各 种用户最大负荷出现的时间过分集中，电力系统就得有足够的发电机出力满足用户需 要，否则，电力系统的电源和负荷不能平衡，出现各种的危害。要想保证电网安全、 经济地运行，就要

17、进行负荷调整。调整负荷的意义在于： 1对电力系统有利 （1）节约国家对电力工业的基建投资； （2）提高发电设备的热效率，降低燃料消耗，降低发电成本； （3）充分利用水利资源，使之不发生弃水状况； （4）增加电力系统运行的安全稳定性和提高供电质量； （5）有利于电力设备的检修工作。 2对广大用户有利 （1）可节省国家对用户设备的投资； （2）由于削峰填谷，将高峰时段用电改为低谷时段用电，减少了电费支出。从而 也降低生产成本； （3）对市政生活有利（由于采取调整负荷措施，各工厂企业职工轮休，并错开上 下班时间，从而使地方交通运输、供水供煤气等服务性行业、文化娱乐场所等等的负 荷都能实现均匀化。 削

18、峰可减少在高峰负荷期调用昂贵发电机的次数，减少备用容量，特别是旋转备 用，可降低运行费用，同时提高电网运行的安全性和经济性。填谷是指提高电网低谷 负荷。 一般采用日峰谷价和季节性峰谷价，刺激低谷时的用电需求，充分利用空闲机组， 降低峰谷差，增加电力销售收入，同时，也降低了用户的电费支出。移峰填谷：指将 电网高峰负荷移到低谷负荷时段运行，同时起到削峰填谷的双重作用。 本文从电力市场的概念出发，给出当前电力市场电价的建议，然后引出峰谷分时 电价体系，并研究其利弊，最后利用电价模型进行实例分析，以及需求预测和经济性 的分析，说明了为什么要实行峰谷分时电价。 第二章第二章 电力市场中的电价体系电力市场

19、中的电价体系 2.1 引言 电力市场化改革在国外已经经历了十年多的实践，在国内也进行了三年多的试点 实践。目前，英国的电力市场在运行了八年之后，正在针对发电公司市场控制力太大 而出现的投机报价问题，进行第二阶段的改革；美国加州电力市场因缺电导致电价急 剧上扬，出现了二次世界大战后的第一次分区停电，美国联邦政府正在提出补救措施， 并修改竞价模式和规则。我国是发展中国家，一直以来，我国对电力实行全额收购， 价格由政府确定的方式。2002 年，我国开始以市场化为最终目标的电力体制改革。这 是一场涉及到电力行业所有环节的改革，从市场交易主体到交易模式，都要发生根本 性的变化，因而工程浩大，难度很大，耗

20、时较长。 “十一五”电力体制改革的总体目标是，巩固厂网分开，逐步推进主辅分离，改 进发电调度方式，加快电力市场建设，创造条件稳步实行输配分开试点和深化农村电 力体制改革试点，积极培育市场主体，全面推进电价改革，加快政府职能转变，初步 形成政府宏观调控和有效监管下的公平竞争、开放有序、健康发展的电力市场体系。 新电改方案提出， “十一五”电力体制改革的四项基本原则是：一、坚持以改革促发展； 二、坚持市场化改革方向；三、坚持整体规划、分步实施、重点突破；四、要正确处 理改革、发展、安全和稳定的关系。 新电改方案首次提出新时期的电价体系，包括销 售电价与上网电价联动；实行环保节能电价。 电价不仅是电

21、力市场供求关系的信号，也是控制电力市场交易的经济杠杆，因此 电力市场电价体系问题的研究成为当前电力工作者的重点研究课题。 2.2 电力市场的基本概念 （1）电力市场的定义 电力是一种特殊商品，其买卖之间的基本交易活动形成电力市场。是采用法律、 经济等手段，本着公平竞争、资源互利的原则，对电力系统中发电、输电、供电、用 电等各环节的成员，组织协调运行的管理机制和执行系统的总和。 （2）电力市场的基本要素 与其他商品市场一样，电力市场必须具备市场主体、市场客体、市场载体、市场 电价、市场规则、市场监管基本要素。 （3）电力市场的基本特征 开放性、竞争性、计划性和协调性，电力市场最大的特征是开放性和

22、竞争性，与 普通的商品市场相比，电力市场则具有计划性和协调性。 （4）电力市场的功能 电力市场一般应具有资源配置优化功能、技术进步功能、利益分配功能及微观均 衡功能。 （5）电力市场的基本原则 建立电力市场的目的是在电力市场中引进竞争机制。一个充满竞争的电力市场中， 参与者之间是平等的。所以，电力市场最基本的原则是公平。对于发电厂，平等的环 境能够促进竞争，激励各电厂提高生产效率，减低成本，增加活力。对于用户，按真 实的供电成本收费，尽量减少用户间补贴是保证用户间平等的根本点。 （6）电力市场意识 商品经济意识；全面质量管理意识；服务意识；人才战略意识；信息管理意识； 效益意识；法制意识；现代

23、营销意识开拓进取、科技创新意识竞争意识。 2.3 电力市场中电价制定的原则 按照 m.munasinghe 提出对电价的要求以及应实现的功能，一般制定电价时应遵循 的基本原则：成本与合理收益原则，公平、公正原则，提供合理的经济信号原则，实 现国民经济政策原则。由于电力工业天然具有的垄断性与公益性，成本与合理收益一 直是制定电价的主要原则。如我国电力法第三十六条关于电价的定价原则规定， “制定电价，应当合理补偿成本，合理确定收益，依法计入税金，坚持公平负担，促 进电力建设。 ” 从中可以看出我国电价是以成本为基础的电价，电价中包括了三部分， 合理成本，合理收益及法定税金。 2.4 电价制定的方法

24、与理论 从理论上说，定价就是要确定电价水平和电价结构。电价水平由电能基础价格和 供求价格组成，基础价格反映电能的自身价值，对整个电价起着决定性的作用；供求 价格反映电能商品的市场紧缺程度，在某种程度上会对电价产生较大的影响。计算基 础电价，有三种方法：综合成本法、长期边际成本法；实时电价定价法。电价结构与 电力市场模式紧密相关。在更加开放的电力市场机制下，输电网络开放，配电侧展开 零售竞争。电价机构应当更加透明、公正，有利于各个环节的竞争。此时，应该考虑 全网实时电价方案或发、输配电、销售电的三段式电价结构方案。也就是，电价体系 可分为三个环节：上网电价、输配电价和销售电价。 2.4.1 上网

25、电价 上网电价是指 ipp 向电网经营企业提供上网电量时与电网经营企业之间签定的结 算价格。上网电价有以下几种定价方法： （1）边际成本电价法 边际成本定价方法实际是用增量成本代替平均成本来测算电价，能反映经济成本 的变动趋势。于尔铿等完整地描述了电力市场关于边际成本定价模型，并且分别就各 发电机组实际报价结算和按电网统一边际成本结算的购电费进行分析，得到了按电网 统一边际成本结算时竞价原来时等报价准则和按机组实际报价结算时竞价原理时经典 等成本微增准则的结论。 （2）两部制电价法 两部制电价是由容量电价和电量电价两部分组成。它作为长期边际成本定价的一 个次优模式被接受，容量电价是根据固定成本

26、和资本收益确定；电量电价是根据变动 成本和少量收益确定，因而能较容易地实现合理补偿成本，并把电量成本和容量成本 严格地用同网同质同价的定价方法确定出来。 （3）博弈论定价法 市场的结构和规则能够有效的约束和规范市场参与者的行为，通过市场参与者的 博弈使社会资源配置优化，进而保证电力市场持续、稳定、健康的运行。在边际定价 的基础上建立的竞价策略可分为：电能多部分投标、电能单部分投标、电能与辅助服 务同时投标三种类型。利用博弈论原理，将发电厂商竞价上网可描述微一个多人同时 博弈的静态问题，得到了发电厂商各自的反应函数，但这种报价以来于他人如何报价， 而报价各方往往不清楚互相之间成本、报价等信息，有

27、一定的局限性。 （4）期权期货定价法 电力市场向着竞争市场发展的过程中，在电力市场寡头垄断竞争环境下，现货市 场价格呈现的易变性，使得购电方和供电方都面临巨大的利益损失风险。因此，他们 都认识到电力市场中风险管理的重要性，并积极采用合适的远期、期权等风险管理工 具和方法来回避或控制风险。使得购电方减少经营成本受电价波动得影响，供电方锁 住成本， 保护自己拥有一定的发电市场和利润。随着电力市场的发展，学术界又提出 不少其他的上网电价模型，如基于 opf 的 p、q 一体化定价模型，电能价值当量分析法 等。当量模型可以区分容量成本和电量成本之间明晰而又本质的关系，并且得到最小 成本折线的折点，适用

28、于有强烈规模经济性的电力市场，它解决了市场效益和投资回 报的两难问题。 2.5 电力市场规则设计和竞价模式应具备的基本原则 电力市场化改革的目标是：引入竞争机制，降低销售电价、优化资源配置、提供 优质服务，促进电力工业的可持续发展。电力市场规则设计和竞价模式应满足这个目 标，其基本原则如下： （1）在设计电力市场的竞价模式和规则时，必须充分考虑如何保证电网的安全稳 定运行。安全是最大的经济，一次电网大事故足以抵消搞电力市场所获得的效益。保 证安全不仅仅体现在制定购电计划时要进行安全校核，更重要的是在设计电力市场竞 价模式和规则时要充分考虑电网安全运行。 （2）在设计电价机制时不仅要考虑如何降低

29、电价，还要促使电价机制有利于电源 和电网的长期发展，有利于激励在电力行业投资。制定价格机制必须兼顾发电商和消 费者的利益，一方面促进发电商之间的竞争以降低上网电价，另一方面降低消费者的 用电电价。 （3）电力市场初期，以竞价上网所产生的部分效益补偿市场成员的“搁浅成本”， 经批准后，部分用于电力市场技术支持系统的建设，部分用于电网建设，部分用于建 立电价平稳基金，剩余部分用于降低销售电价。 （4）竞价模式和规则的设计要保护投资者的利益，要保证竞争的充分性，保证市 场信息对所有市场成员的公开。防止市场成员之间的串通、倾销、哄抬电价等投机行 为，真正将上网电价降下来，使消费者获得效益。 （5）为了

30、确实有效地保护环境，在竞价上网的规则中，应考虑环保指标对发电排 序次序的影响。 （6）为了保证电力市场运行的有序性、竞争的充分性、电价和电力供给的平稳性， 必须扩大期货交易在电力市场中的份额的比例，制定期货市场的交易规则。 （7）为了让发电商和供电商共担风险，可引入金融上的差价和约模式规避发电与 供电双方风险。 （8）在制定市场运营规则时，需要对电网辅助服务保持一定的政策倾向性，激励 发电商为电网提供高质量的辅助服务。 （9）市场规则应包含对电力交易全过程公平性的监管。 2.5.1 发电侧电力市场的价格机制 （1）买方市场中的电价机制：边际电价价格机制在这种情况下，由于有充足的发 电能力，发电

31、商企图通过降价获得更多的市场份额。购电者将根据所有发电商在某一 时段的报价进行由低到高的排队，按照这一次序逐步满足该时段需求电量，该时段的 发电边际价格为最后满足该时段电量需求机组的报价。必须强调的是：采用边际价格 形成购电价格时，必须让发电商进行充分的竞争，才有可能使边际价格尽可能接近发 电的社会平均成本，否则有可能导致边际价格过高，使发电商获得暴利。 （2）缺电市场中的价格机制：“按实际报价结算”价格机制在缺电的电力市场中， 由于电资源稀缺，如果不限价，发电商报多高的价格，用户都得承受。如果采用边际 电价为统一的购电价格，购电价格将急剧上扬，对消费者将是雪上加霜。最近加州电 力市场的危机充

32、分证明了这一点。因此，在缺电的情况下，严格采用“按实际报价结 算”价格机制。 （3）在输电线路不出现阻塞的情况下，发电富裕的市场中采用全网一样的“边际电 价”价格机制，缺电市场中采用“按实际报价结算”价格机制；在输电线路出现阻塞 的情况下，采用分区域竞价的电价机制。这样，有利于投资者向缺电的区域中建新电 厂，电力富裕的区域中的高耗能、高污染、效益差的机组将逐渐被淘汰。 2.5.2 期货市场与风险管理 电力市场竞争具有一定的不确定性，因此，对于参与现货市场的发电商或中介商 来说，存在较高的风险，不仅有可能造成电价波动过大，甚至造成电力供应不足。在 激烈的市场竞争中，较难保证稳定的电力生产，从而使

33、生产的计划性和成本的控制无 法实施。为了便于市场各方进行风险管理，需要提供一定的风险规避手段。期货交易 是有效的形式。期货交易的引入是为了防范风险，利用其套期保值，保证电力市场的 运行的有序性、电力供应的电价的稳定性。在期货市场上，差价合约是非常重要的规 避买卖双方风险的金融手段。 差价和约是交易双方为了回避现货交易风险而签订的一种中长期合同，其本质是 纯粹的财务合同，而与商品的实际交割无关。在合同中双方商定一个交易价格，当现 货市场价格低于合同电价时，购电方应将少于合同电价支付给售电方。如果现货市场 高于合同电价，则售电方应将多于合同电价的电费退还给购电方。通常差价合约涉及 的电量只是双方交

34、易电量的一部分，交易双方都希望保留一部分交易电量进入现货市 场，以获得更多的市场获利机会。在电力市场中，差价和约不仅仅是财务合同，同时 也是实物合同。发电商必须完成承诺的发电量。如果未完成合同电量，其差额部分将 要求发电商赔偿，赔偿额为现货价格与期货价格差价与未完成合同电量的乘积。只有 这样才能保证电力市场的价格平稳。从协议构成形式，差价合约可以分为授权差价合 约、双边差价合约。所谓授权差价合约，是指合约电价和电量由授权部门负责制定的 合约；所谓双边差价合约，是指合约电价和电量由交易双方商定的合约。在当前的单 一购买者模式下，通常应用授权差价合约形式。 2.5.3 电力市场技术支持系统的建设

35、电力市场技术支持系统是基于计算机、网络通信、信息处理技术及安全管理模式， 并融入电力系统及电力市场计算分析理论的综合信息系统以技术手段为电力市场公平、 公正、公开竞争和电网的安全、稳定、优质、经济的运营提供保证。根据电力市场特 点，电力市场技术支持系统设计要特别注重以下几条原则：电力市场技术支持系统的 建设应遵循总体详细设计（其中包括数据库、数据流程、各功能模块的详细设计） ，分 步实施的方针。系统的整体设计应紧密结合电力市场的实际情况，不但要满足于现时 电力市场各种运营模式和结算模式变化的需要，具有良好的适应性。 在设计中，应充分保证系统的开放性、可扩展性、可靠性、安全性、实用性，并 充分考

36、虑将来与大区电力市场技术支持系统的接口与协调，充分考虑与地区（市）级 电力市场的接口与协调。电力市场技术支持系统应注重平台系统的建立，应有一个比 较稳定的系统平台，应采用开放式、分布式体系结构，以利于系统的集成扩充和发展， 适应技术发展和电力市场逐步完善的需要。数据接口应采用最新国际标准（如 iec api 标准） ，实现各功能模块间的数据交换和访问。在网络结构设计上应注意局域网和公用 网之间的衔接和数据交换，考虑身份鉴定，密码设计等安全措施，保证系统的安全。 同时，还应注重整个系统的数据流向及数据间相互关系的建立。电力市场技术支持系 统应采用国际标准、国家标准、行业标准及通用技术。电力市场技

37、术支持系统尽可能 用电子商务的思想（技术）进行设计。 电力市场计算分析的高级应用软件应考虑：（1）期货交易市场与现货交易市场的 协调,（2）现货交易市场与实时交易市场的协调， （3）辅助服务市场与现货交易市场 和实时交易市场的协调。并能详细给出上述交易市场间的数据流向。应考虑系统在线 运行的监视与管理功能，考虑数据备份，考虑市场暂停或技术支持系统故障全停等意 外情况下的应急措施和恢复措施。 2.6 小结 本章阐明了电力市场的概念，并对当前电力市场的电价体系进行了详细的说明， 从几种定价方法中选出销售电价，根据销售电价的特性并结合山西的实际情况，提出 了应该实行峰谷分时电价，最后阐述了电力市场规

38、则设计和竞价模式应具备的基本原 则。 第三章第三章 峰谷电价的研究峰谷电价的研究 3.1 引言 峰谷分时电价可以有效发挥电价的经济杠杆作用，合理用电，充分利用电网低谷 电力，从而提高用户、电网和整个社会的经济效益，具体表现在以下方面：抑制高峰 负荷的快速增长，增加电网的负荷率，提高电网的设备利用率等等。 因此，合理制定电价，有效实行峰谷电价将在输电网运行中起着重大作用。 3.2 峰谷电价的概念及意义 （1）峰谷电价的概念 对客户在使用高峰、低谷不同时段的电能实行不同的价格，这种峰、谷时段有较 大差别的电价叫峰谷分时电价。 （2）实行峰谷电价的意义： a.电价对于电网，有利于挖掘的潜力，提高负荷

39、率，调节峰谷差，有利于电网经 济安全运行； b.对于客户，可以通过调整负荷得到相应经济补偿，降低成本； c.对于供电部门，有利于缓解高峰缺电矛盾，减少高峰拉限电次数，减少限电损 失，提高社会用电综合经济效益； d.对于国家，有利于节约能源，促进国民经济发展。 3.3 我国实行峰谷分时电价的必要性 据有关统计资料显示，我国电网 1998 年 1 月至 8 月的发电量比上年同仅增长 1.57%， 北京、辽宁、安徽、山东、宁夏等地出现负增长，而五大跨省电网最高负荷都出现了 不同程度的增长，华北增长(4.7%，东北增长 8.8%，东增长 6.2%，华中增长 8.5%，西 北增长 2.6%。随之而来的是

40、峰谷差的急据增大，华北电网峰谷差增大 18%，东北增大 25%，华东增大 27%，华中增大 22%，西北增大 30%。电网峰谷差异常拉大，造成系统调 峰投资增大，低谷机组大量闲置，水电损失大量弃水电量，造成资源大量浪费与整体 经济效益低下，解决这一问题的最优办法是实行峰谷与丰枯分时电价。其必要性表现 为： 1电能产品与电力生产特点要求 实行分时电价。电能产品的最大特点是瞬时性，即电能产品不能储存，产、供、 销同时进行，造成产品供给弹性小，对即时需求依赖性很强，需求弹性大，并呈现波 动频繁、波动幅度较大的特点，一年用电也有高峰与低谷期。通过分时电价的运用， 促进用户自动避峰、让峰，充分利用低谷电

41、量，尽可能地让电力负荷在一定时期内均 匀分布。通过削峰填谷减少调峰机组投资，避免发电机组闲置，减少水电企业弃水电 量损失，达到优化资源配置，提高电力企业经济效益的目的。 2电力市场化发展使分时电价杠杆作用的发挥成为可能，电力产品虽具有特殊性， 但作为一种商品，其价格始终由价值决定，并受供求关系影响。电力市场供需结构的 变化，电力定价也由过去的计划定价向市场调节方向过渡，而电价在促进电力消费， 拉动电力需求方面的作用不容忽视，分时电价从消费者需求和供给者效益角度出发， 一方面可以增加售电量，降低发电成本，提高系统运行效益，另一方面可以为用户提 供分时优惠电价，节约用户电费开支，对双方而言都是有利

42、的，必将成为电价市场化 发展的客观趋势。我国目前在部分地区工业用户中实行以两部制电价为基础的分时分 类电价。所谓两部制电价是指电价分为两部分，即基本电价和电度电价，而分时电价 是在国家规定的电度电价的基础上确定。其理论依据是，不同时段发供电成本是不相 同的，根据补偿成本，讲究效益，反映供求的原则，确定不同时段实行不同的电价， 许多地方的一般做法是：尖峰时段（19：0022：00） ，电价提高 60%；高峰时段 （9：0012：00；） ，电价提高 40%；腰荷时段（12：0017：00；22：0024：00） 电价不变；低谷时段 1：00 次日 6：00，电价降低 65%。从实施情况来看，削峰

43、填谷的 效果明显。 从以上实例分析可以看出，削峰填谷效果明显，缓和了峰谷用电不均匀的矛盾， 提高了设备使用效率与整体经济效益，但从实施过程中仍察觉到存在以下问题： 1分时电价价差幅度不够，使用范围有限，据有关资料显示，峰谷电价差在国外 可拉大到 9-10 倍，而我国一般只有 2-3 倍，未能充分调动用户高峰节约电，低谷多用 电的积极性，低谷与高峰用电差距的拉开仍有潜力。目前，分时电价只在工业用户中 实施，居民与商业用电成为尖峰期的主要用电需求，且过分集中某一时点，加大了电 力系统调峰的压力。 2我国的分时电价缺乏灵活性，一经确定，较长时间不变。分时电价的时段划分 是固定的，各时段电价之比也是固

44、定的。这就只能反映一段时间内日负荷及供电成本 规律，而不能精确反映每年每天各时段负荷及供电成本的变化，加之它是建立在本身 还不完善的两部制电价基础之上的，只对电度电价实行分时优惠，未与市场需求充分 结合，也未充分体现价格的杠杆作用。 3.4 实施峰谷分时电价存在的问题 电力工业必须在电力、电量两个方面满足电力市场的需要，要有足够的调峰、调 频能力，有必须备用的容量。1986 年华中电网在装机容量严重不足、调峰调频能力极 差的情况下推行峰谷分时电价，到 1995 年全国普遍实施了峰谷电价，实践证明实行峰 谷分时电价符合市场经济规律，有利于合理使用电力，提高设备利用率。据国家有关 部门统计数据表明

45、，我国 1998 年发电量比上年同期增长不到 7%，且北京、河北、辽宁、 吉林、安徽、山东、宁夏等省市还出现了负增长，但五大跨省电网最高负荷增长率却 有所增高，华北增 4.7%、东北增 8.8%、华东增 6.2%、华中增 8.5%、西北增 2.6%，负 荷率持续下降，峰谷差急剧增大。其重要原因之一是我国在实施峰谷电价方面有些问 题尚待解决。 （1）电价结构不合理影响峰谷电价差距 我国从建国以来就实行两部制电价，两部制电价和峰谷电价都是移峰填谷、抑平 负荷曲线的重要措施，但由于对两部制电价的意义和作用认识不足，长期以来，两部 制电价使用面不宽，基本电价严重偏低，电度电价又偏高，基本电价无季节性差

46、价， 并且在制定峰谷电价时，基本电价保持不变，只拉开了电度电价，其结果是两部制电 价不能反映不同质的电价的价值规律，形同虚设，不能发挥其应有的作用。峰谷电价 和季节性电价是建立在两部制电价基础上的，由于基本电价不变，只是在电度电价上 实行峰谷电价和季节性电价，峰谷差价和季节性差价拉不开差距，因而不能很好发挥 作用，严重影响使用峰谷分时电价的积极性。用户将高峰用电转移到低谷是要付出代 价的，如差价不大，节省的电费不足以补偿其耗费，用户就没有利用低谷电的积极性。 （2）电力市场运营机制影响实施积极性 自 90 年代以后，各网省电力公司与下属供电企业采用内部电力市场的结算方式， 即以平均电价购电，配

47、合其它指标考核，以内部利润的高低来评价供电企业的业绩。 目前的峰谷电价购售电机制是这样的：供电企业以平均电价向网省公司购电，而用户 以峰谷电价向供电部门买电，各供电企业从自身的效益出发，希望用户多用高峰电， 少用低谷电，以提高平均电价，却不关心自己所管辖的供电区内的负荷曲线，不担心 供电区内用户都在高峰时用电，这种做法是与实施分时电价的目标和要求相违背的。 而对独立电厂而言，省公司按平均电价与其结算，发电越多，收入自然就越高，谁也 不愿意承担尖荷和么荷，而愿意承担基荷，严重影响独立电厂调峰、调频的积极性。 这也是峰谷差拉大的一个主要原因。 （3）峰谷差拉大的危害 电网峰谷差异常变大的危害是显而

48、易见的，首先影响电能的产量、质量、安全以 及经济运行，对电力企业及用户都有重大影响。高峰或低谷时，若电网调峰乏力，造 成高峰时低频率以及低谷时高频率，使电能质量降低,影响用户的可靠性；负荷峰谷差 大使远距离输电电网的潮流日峰谷变大,造成无功电压状况恶化，间接影响电压质量； 同时高频率、低频率对电力企业及用户的正常安全生产都有很不利的影响。其次是电 网调峰发生困难，电量负增长，最大负荷高增长，峰谷差拉大。由于国产发电机组调 峰能力差，调峰能力又不足，即使发输配电能力充足，也可能出现新的拉闸限电使电 力企业经济效益下降。 3.5 完善峰谷分时电价机制的对策思考 （1）提高认识，全面推行峰谷电价 目

49、前由于对两部制电价和峰谷电价存在一些不合理因素，影响了推行两部制电价 和峰谷分时电价的积极性，为了减少实施峰谷电价的阻力，应当在发电、输电、配电 和用电领域都实施峰谷电价，特别要对供电部门实施峰谷电价购电、峰谷电价售电的 措施，促使供电部门积极推广峰谷电价，用户积极执行峰谷电价。 （2）改变投资方式减少用户自建工程 工业发达国家,对用户均不收取供电贴费，所有输电和配电设备，包括用户变压器 均由电力部门投资建设、维护、运营。我们应该向发达先进国家学习，逐步取消供电 贴费和用户投资建设输配电设备，改由供电企业投资建设，而将供电企业建设输变电 工程的投资计入电价回收。这样可以发挥电力工业规模效益的优

50、势，避免重复建设， 带来资源和资金的浪费，同时也为用户节省大量的资金，对用户使用低谷电具有很大 的积极性。 （3）改革电价制度拉大峰谷电价差距 目前，全国各电网都实现了统一销售电价，可以说，现在初步具有了理顺两部制 电价结构的条件，今后的电价改革应着重大幅度提高基本电价，小幅度降低电度电价， 争取改变以变压器容量计算基本电费的方式，统一以最大需量计算基本电费，并且制 定一些优惠政策，即凡是低谷时比高峰多用的容量，可以大幅度降低基本电价，在可 能条件下，还实行基本电价的季节性差价。在这种两部制电价的基础上制定峰谷电价， 并且拉大峰谷电价的差距，对削峰填谷会起到很好的作用。 （4）推广低谷电能的新

51、技术 经济发展和人民生活水平提高以后，要改变以往那种调班用电的方式，要在尽量 不影响人们生活的条件下利用低谷电，并采用新技术、新工艺和新设备使用低谷电,如 鼓励发展蓄冷和蓄热空调,还可以采用低谷电制冰、制热技术经过蓄冷、蓄热装置供全 天空调及热水，鼓励耗能大的企业或某些工序利用低谷电。 （5）建设抽水蓄能电站缩小峰谷差 当前,电力供需矛盾发生变化，峰谷差拉大，表现为高峰电仍然紧缺，但低谷电有 富余，今后电力供需矛盾不会单单表现为高峰缺电和低谷富余，往往还表现为电能相 对过剩，这样便具备了建设抽水蓄能电站的条件，抽水蓄能电站的运行是缩小峰谷差 的一个有效手段。 （6）建立合理的峰谷分时电价结构，

52、完善分时电价机制。 这里包括：优化实施分时电价的宏观经济环境，成立专门的分时电价制定的组织 机构、监控机构与信息收集、反馈系统，逐步实施政府定价、企业定价与市场机制定 价的紧密结合，峰谷分时电价的紧密结合，对于已实行的分时电价，应根据实际需要 进一步拉大价差，以调动广大用户削峰填谷的积极性，尤其是低谷时用电，其电价的 制定应以电价临界点（即利润接近于零）为下限，峰谷价差可拉大到 810 倍，这就 可以实现价格杠杆的有效调节作用。 （7）扩大分时电价的应用范围。 虽然商业用电和居民用电在用电总量中所占的比重不大，但其绝对数仍很大，而 且将成为我国电力消费未来新的增长点。随着电热技术和低谷电蓄热技

53、术的发展，低 谷蓄成为可能。同时，空调与蓄热式热水器等大量进入居民家庭。这一切都为居民用 户实施分时电价创造了条件。虽然分时电表的改造需要一定的投资，但从长远来看， 其总体效益是好的。因此，我们在普及工业用电的分时电价时，应逐步试点、推广商 业用电与居民用电分时电价。 （8）改革原来的“一经定价，较长时间不变”的模式，加大分时电价实施的灵活 度，积极创造条件，由分时电价向实时电价转变。实时电价是分时电价发展的高级阶 段。所谓实时电价是指在电力市场经济条件下，着眼于电力的瞬时供需平衡，兼顾电 力系统安全运行，以电力长期边际成本（容量成本）与短期边际成本（运行成本）为 依据确定的分时 0.5 小时

54、或更短时段电价。 随着市场经济的发展，负荷的日曲线变化越来越大，从而造成系统供电成本在一 天中的不同时段变化较大。实时电价能精确反映每天各时段负荷及供电成本的变化， 并随时传递供电成本的信息给用户，使用户在可能的范围内调整自己的用电量，如将 部分负荷移至低谷电价时段等。因此，实时电价比分时电价更灵活、更能反映市场经 济的客观要求，目前，在一些工业发达国家已较为普遍推行实时电价。主要表现为： 一是需要有信息反馈及时、对需求反映灵敏、电价形成机制完善的电力市场；二是需 要较高的信息技术水平和网络水平；三是需要较高素质的管理人员与技术人员。我国 目前还不具备这些条件，还未实行实时电价，但应积极创造条

55、件，争取到 2010 年逐步 由分时电价向实时电价转变。 3.6 峰谷分时电价上网计算模式 3.6.1 分时电价计算模式 1971 年 michael grew 和 poul kleindorfer 对 ralph turvy 及其它许多经济学家 们主张的低谷用户只应支付相当于边际运行成本的电价传统观点提出了异义。他们还 论证，当电力能用于一种以上生产技术生产时，有时宜收取低谷时段的容量成本。电 力系统在发出同样电度数的峰荷电能与基荷电能时其相应的成本有所不同，这是由于 同一电量在高峰时段投入容量多，基荷时段投入容量少。因此研究分时上网电价，既 不能仅以电量为计算依据，也不能仅以容量为计算依据

56、，必须将电量与容量统一考虑， 即应以两部电价制为基础。上网电价的一般计算公式： 上网电价=（年发电成本+年发电利润+年发电税金）年上网电量 电量成本与容量成本统一考虑后上式可改写成下例形式: 上网电价=（年固定成本+年发电利润+年变动成本+年发电税金）年上网电量 =（容量年费用+电量年费用）年上网电量 （1） 为推导峰谷分时电价的计算公式,需要设置下列两个单位指标。 单位电量费用（s）=电量年费用年上网电量 （2） 单位容量日费用（k）= （1365）容量年费用最大峰荷供电电力 （3） 由(2)和(3)式可见：单位电量费用(s)在一年过程中是固定不变的，对于水电厂而言， 实际上 s 是每度电的

57、水费与税金之和。而单位容量日费与日最大峰荷供电电力大小成 反比，以保证容量的日费用能在当日回收。 （1）分时上网电价计算模式 主力调峰水电厂供电电力的日变化过程与电网负荷的日变化过程基本上应是同步 的，为此，可分季选取水电厂按系统调峰要求来发电的典型日负荷曲线，扣除厂用电 量后，将其转化成三个阶段的等效供电负荷持续曲线，如图 3-1 所示。 图 3-1水电厂等效供电负荷持续曲线 t1，t2，t3分别是低谷、腰荷、高峰时段长度； n1，n2，n3分别是相应于 t1，t2，t3时段最大供电电力； ,分别是相应于 t1，t2，t3时段平均供电电力； 1 n 2 n 3 n 负荷率：a1=/n1，a2

58、=/n2，a3=/n3； 1 n 2 n 3 n eij为供电量(kwh)（i =1,2,3，分别表示低谷、腰荷、高峰序号；j =1,2,3，分别 表示 t1，t2，t3时段序号） 。 由于分时上网电价是以供电量分时段决算的，因此单位容量日费用k应该公平合 理分摊到各时段供电量上：即低谷容量日费用kn1应平均摊在基荷供电量(e11+ e12+e13)上；腰荷新增容日费用k(n1-n2)应平均分摊在腰荷供电量(e22+e23)上；同样， 峰荷新增容量日费用k(n3-n2)只能由峰荷供电量e33来承担。根据这样“以成本为主” 确定电价的原则，则各时段电价计算公式： 低谷电价： 1111121311

59、1213111 12311 123 ()()()()pkns eeeeeeknsn atttn attt ( 4) 腰荷电价： 22122231121312132223 ()()()()pk nns eep eeeeee (5) 21222311232223 ()()()()()k nnsna ttn ps ttna tt 高峰电价： 3323322313132333 ()()()pk nnsep eeeee (6) 3233 322333 3 ()()()k nna sn tps n ta n t (3)式和(6)式是在日等效供电负荷持续曲线基础上推导出来的。通过这些公式的 计算，可求出分时

60、电价。例如，当峰谷分时电价，则只要求等效供电负荷持续曲线形 状是该季度的典型形状，持续曲线面积所代表的日供电电量ed应是本季度的日平均供 电量es。当edes时，则可以通过对n1，n2，n3按同一比例缩放（t1，t2，t3不变） 来达到ed= es，经缩放处理后的n1，n2，n3作为本季度的各时段最大供电电力。据此, 再按式(1)求出电量年费用和容量年费用，分别代入式(2)和(3)式得s和k，这样按式 (4)至(6)就可求得本季度的分时电价p1，p2和p3。 （2）调峰水电厂准运行方式的设计 由(4)至(6)式可知，在ed，k，s不变情况下，峰谷电价p1，p2和 p3与水电厂调峰 运行方式（即