峰谷分时电价作用与研究

峰谷分时电价的应用研究ABSTRACT:Timeofuse(TOU)priceistheimportantDSMmeasurement,hasbeenplayingaveryimportantroleinthepowerindustries.Peak-valleyelectricitypricecanbeusedtoshiftloadfrompeaktimetovalleytime,toreducetheinvestmentinthepowerindustriesofthegenerationside,toimprovethereliabilityofpowersupplyandtodecreasethecustomers’expenseonelectricity,etc.Inordertoeasetheproblemofgrowingpowershortage,peak-valleyelectricitypricehasbeenadjustedandpromotedinsomeyears,anditachievedpositiveresults.Thebasicprincipleofpeak-valleyelectricitypriceissummarized,andtheadvantageisdiscussedinthispaper.Thepeak-valleyelectricitypriceapplicationstochinaandtheproblemsofitareanalyzed.thedevelopmenttrendofpeak-valleyelectricitypricearepointedout.Finally,thispaperpointouttheimportanceofpeak-valleyelectricitypriceinthedevelopmentoffuturegridandpredicttheapplicationprospectsforpeak-valleyelectricityprice.KEYWORDS：peak-valleyelectricityprice;TOU;DSM摘要：分时电价作为电力需求侧管理的重要手段，正在电力行业中发挥越来越大的作用。实行峰谷分时电价可以实现削峰填谷、减缓发电侧电力投资、提高供电可靠性、减少用户电费等好处。为缓解我国日益严重的电力紧张局面，国家近年来一直在大力调整和推广峰谷电价，并取得了积极的成果。本文讲解了峰谷电价的理论基础，指出了峰谷电价的优点，总结了峰谷电价在我国实施的情况及面临的一些问题，分析了峰谷电价未来的发展趋势，指出了其在未来电网发展中的重要地位，展望了峰谷电价的发展前景。关键词：峰谷电价；分时电价；需求侧管理0引言近年来，随着国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，社会电力需求快速增长，导致电煤供求紧张，缺电现象日益严重。全国各地电网年最大负荷、年最大峰谷差、年平均峰谷差率逐年上升，电网平均负荷率和发电机组利用小时数呈总体下滑。高峰负荷的过快增长，导致各地陆续出现高峰电力短缺状况，给经济发展和人民生活带来了负面影响。为应付过大的电网峰谷差，国家不得不投入巨资建设调峰电厂、抽水蓄能电站，依靠扩大投资规模增加装机容量来满足短暂的尖峰用电。这样做耗资巨大，且会进一步提高发供电成本，很不经济，难以实现能源资源、自然环境和电力消费的可持续健康发展。实行需求侧管理（DSM）可以合理的安排用电时间，改善用电方式，有效的提高终端用户用电效率，缓解高峰电力短缺状况，满足经济和社会发展的用电需求。峰谷分时电价是一种有效的DSM措施，峰谷分时电价是指为改善电力系统年内或日内负荷不均衡性，反映电网峰、平、谷时段的不同供电成本而制定的电价制度。其目的在于以经济手段激励用户主动改变消费行为和用电方式，进而达到移峰填谷、提高负荷效率的效果。这种方法通过不同时段的电价差使用户出于节省成本的目的，将一部分用电量从高峰时段转移到平段或低谷时段，减少峰谷负荷差，减少备用容量，提高机组使用效率，减少资源浪费。本文首先解释并分析了峰谷分时电价的理论基础，并对制定和调整峰谷分时电价主要涉及的执行用户范围、峰谷时段划分、峰谷电价比设定以及以定期调整分时电价等问题进行了简要阐释。然后对峰谷电价在我国实施的情况和目前面临的一些问题进行了简要的概括，指出了实行峰谷分时电价的作用、好处以及不足和相关的改进措施等。最后分析了分时电价未来的变化趋势，指出了分时电价在未来电网发展中的重要性，并展望了其发展前景。1峰谷电价理论电力生产具有特殊性，发、供、用电同时完成。发、供电环节的生产运行要随负荷的变化而变化，从而成本也随之变化。相对于一般时刻电能成本来说，高峰时刻电能成本较高，而低谷时刻的电能成本又因诸多因素的限制而降不下来。若能减少高峰时刻的用电量，增加低谷时刻的用电量，即可降低高峰时刻的生产成本，更充分利用低谷时刻的生产成本，从而起到降低电能生产成本、充分利用电能的效果。电价偏高时，用户会减少电能的消费，电价偏低时，用户会增加电能的消费。峰谷分时电价就是利用这个原理，通过合理的峰谷时段与峰谷电价，使用户自觉的调整在不同时段的用电负荷，从而实现削峰填谷、缓解高峰用电紧张的目的。实行峰谷电价的好处是多方面的：可以减缓电力部门发、供电设备的建设投资；用户可通过加强用电管理，挖掘潜力，减少动力成本费用支出；负荷曲线“削峰填谷”，能使电能得到充分利用，电网安全性增强，电力资源配置趋于更优。峰谷电价充分发挥了电价在电力资源配置中的杠杆作用，其核心在于电价的制定，这也是电力行业改革的核心问题。电价的制定既要在消费者与电力企业之间平衡，又要在发电企业与供电企业之间平衡，通过各方的博弈实现各方利益的平衡，并且这种利益要足以驱动各方实施峰谷电价的积极性。在遵循成本原则、合理利润原则和用户公平原则的基础上，常用的峰谷电价制定方法有两种：边际成本法和会计成本法。边际成本指由于用电需求的微小变化所引起的发供电总成本的变化量，随用电的特性、地点、时间以及发供电设备和资源的紧缺程度的不同而不同。边际成本法反映的是将来的成本，反映的是经济成本的变动趋势，能真实地反映未来资源的价值，使资源得到最优配置。采用边际成本法能反映不同用电电压、不同负荷特性用户的实际供电成本，且峰谷电价的设计和计算不需单独进行。问题在于实际使用时影子价格的确定比较困难，通过生产模拟得到的运行成本与系统的实际运行有一定的差距。会计成本法指由总的供电成本加一定利润计算得到综合成本，再从用户公平原则出发，按照用电方式、用电特点将用户分成几大类，将计算出的综合成本在这几大类用户中进行分摊，从而得到不同用户的电价。用会计成本法制定峰谷电价时，可将时段划分好后，分别计算各时段的会计成本，并分时段进行用户成本的分摊。会计成本法反映的是过去的沉没成本，无法反映未来资源的价值，成本在各类用户中分摊时采用的方法也不完善，但它反映了实际发生的成本，且较为简单和容易理解。目前我国制定峰谷电价的一般方法为：首先根据电网典型日负荷曲线确定分时电价的时段，再根据电网在各个时段的机组运行情况测算出各个时段的固定成本和变动成本，根据一定的资金利润率水平计算利润，并把利润计入成本中，得到一个综合成本(生产价格模型)；对用户进行分类，把所得到的综合成本在各类用户中进行分摊。分摊时采用“高峰负荷责任法和电量法”，即用各类用户在系统最高负荷时间的负荷占系统负荷的比重作为权数来分摊固定成本，用各类用户用电量占系统售电量的比重为权数来分摊变动成本，从而得到各类用户的电价[1]。通过峰谷分时电价这一经济杠杆，可以使用户在电费支出上权衡利弊，从而采取措施，降低峰段用电量、开发谷段用电量，进而提高电网负荷率，缓解高峰电力紧张局面，使供电负荷趋于均衡。实践证明，实行峰谷电价可有效缓解部分地区高峰季节和高峰时段电力短缺状况，满足经济和社会发展的用电需求。2我国峰谷电价现状及存在的问题从20世纪80年代初开始，我国就有部分省市先后推行峰谷电价，1994年开始在全国范围逐步推行，期间执行范围由最初仅有的大工业及非普工业拓展至大工业、非普工业、农业生产、商业以及非居民等五大用电分类。在此期间，峰谷电价电量逐年增长，转移了大量的高峰负荷，社会效益明显。以河北唐山为例，在2001年至2007年间，执行峰谷电价电量由69.25亿kWh增至294.47亿kWh，占当年售电量的份额由2001年的54.34%跃升至66.43%，期间执行峰谷电价电量年均增长27.28%，转移高峰负荷达到50万kW[2]。但我国现行峰谷分时电价也存在一些问题：1）峰谷电价时段的划分目前我国各地区峰谷时段划分大都是仅停留在对全社会总的用电负荷资料的一般性加工、整理和定性分析上，缺乏科学的理论根据。有必要结合电力负荷曲线的峰谷分布特征，建立峰谷分时电价的时段划分模型，并在此基础上制定更加合理的峰谷时段，对优化资源配置、提高社会的经济效益具有重要的现实意义。2）峰谷电价比的设定国家早期实行分时电价，一般采用的是峰段电价比平段高50%，谷段电价比平段低50%，峰谷电价比为3∶1的方式，有一些省份仍在实行这一标准。然而这以电价比并不足以激励企业避峰用电和达到理想的削峰填谷作用。设定合理的峰谷电价比是决定峰谷电价的关键，更是决定削峰填谷效果的关键。峰谷电价比过低，价格杠杆的调节作用明显减弱，峰谷分时电价失去了应有的优化调节作用。峰谷电价比过高，又可能造成用户反应过度，导致高峰时段产生较大漂移，甚至产生峰谷倒置，造成调峰失败。此外，峰谷电价比设定的不合理，还可能影响用户的平均单位购电成本，增加用户的负担[3]。3）峰谷电价政策缺乏灵活性峰谷时段划分方案制定后，在很长一段时间内不进行改动调整，缺乏相应灵活性。电价对负荷有控制作用，负荷随电价的变化而变化。在实行峰谷电价后若不考虑负荷曲线的变动，电力系统的运行会偏离预期的最优方式。因此对峰谷分时电价要有适当的频率进行调整才能应对变化的电力供需。从国内的情况看，对于新实施分时电价的省份应该3～6个月调整一次，实施时间较久的省份也不应该长期不变，可以每年做一个总结，根据情况决定是否调整。4）上网侧峰谷电价的困境上网侧分时电价政策可以起到激励调节性能好的电源建设，提高能源利用效率和实现资源的优化配置的作用。在充分竞争的电力市场环境下，该政策可以吸引发电机组积极参与系统调峰，有利于保障电力系统的安全运行。我国的上网侧分时电价包括峰谷电价和丰枯电价两种形式。自1999年1月1日四川省开始实行上网侧分时电价起，河南、湖南、安徽、江苏四省份陆续开始实行上网侧分时电价。其中，以火电为主的河南、安徽和江苏仅实行上网侧峰谷电价，而以水电为主的四川和湖南同时实行了上网侧峰谷和丰枯电价。但2011年之后，河南、湖南、安徽先后停止了上网侧分时电价政策，目前仅江苏和四川两省仍在实行[4]。不同电源之间利益的不平衡，供电与发电企业利益的纠葛，价格主管部门对电价的控制，调整机制的缺乏，使得上网侧峰谷分时电价执行不畅。这不但不利于调动发电企业调峰的积极性，长久下去也不利于实行峰谷电价的供电企业规避风险。上网电价没有与销售电价联动，峰谷分时电价没有真实的反映发电成本，不能充分发挥电价杠杆调节发、输、供、用各环节的作用，也不利于电力体制的改革和电力市场的发展。峰谷分时电价实施的效果依赖于合理的峰谷时段划分和相应的峰谷电价，而峰谷时段的划分又涉及到用户响应的问题。用户是多种多样的，不同的用户会对不同的分段和峰谷电价比有不同的响应，这就造成了峰谷电价问题的高度复杂性。实施峰谷电价之前，应对负荷数据进行全面深入的分析，对实施峰谷分时电价后的各类用户响应作出大致的拟合和预测，并依此为重要参考依据，拟合出一个相对合理的峰谷时段和峰谷电价比。然后建立动态调整机制，确定调整峰谷电价的频率以适应实行峰谷电价后的新的负荷曲线。在发电侧应当争取实行上网峰谷分时电价，建立发电侧与供电侧的合理的双边价格联动机制，以调动发电企业的调峰积极性和供电企业的风险