（运筹学与控制论专业论文）电力市场中电价的研究与探讨.pdf

些坠塑鹜耋堡堡_ 一 摘要 目前，电力市场的供求关系已发生了根本性变化，有电卖不出去，将成为全国电力行业 带有普遍性的问题。电价机制是制约电力市场发展的关键因素，如何打破垄断经营，建立更 加公平合理的电价机制，刺激电力消费市场的增长点，成为电力企业普遍关心的问题。本文 研究的目的就是：利用电价的杠杆作用，建立一种新的电价机制，以适应电力市场的发展。 本文用数学作为工具，应用经济学的基本原理，对电力市场中的电价做了系统的分析 特别是对符合电力市场的基本原则，且能获得最优社会效益的实时电价做了深入的研究，建 立了实时电价的数学模型，并对模型进行了分析，最后得出实时电价模拟计算框图。在实时 电价的数学模型的研究中，应用了科学研究最基本的方法，首先从最简单的模型起进行研究， 然后再逐步研究较复杂的模型，最后得出在所有条件下的数学模型，并对模型的每一部分进 行了分析。本文根据模型的条件，构造了拉格朗日函数，证明了实时电价可获得最优的社会 效益。 本文首先介绍了国内外电力市场的现状，分析了我国电力市场中急需解决的几个问题， 指出要解决目前电力市场中存在的问题，就必须充分发挥电力市场的杠杆一电价的调节功能。 然后，本文从我国电力市场中电价的构成入手，分析了我国电价管理中存在的主要问题，指 出我们必须建立新的电价机制，以适应电力市场的发展变化。最后，经过分析得出：实时电 价可以指导用户优化用电，引导发电厂优化资源配置，可获得最优的社会效益。实时电价是 在考虑运行和基本投资的情况下，在给定时段向用户提供电能的边际成本。其基本的思路源 于线性规划理论。实行实时电价有以下作用：给发电厂提供了优化发电功率的依据；用于互 联电网电力互换的贸易结算；用于计算转运费；鼓励用户合理用电。根据我国当前的实际情 山东大学硕士学位论文 况，可能由于发电机故障或负荷的异常升高( 比如夏季用电高峰) 或者电力建设的滞后，从 而造成发电容量不足。根据这一情况，本文在实时电价的模型中加入了发电质量分量项，该 项是衡量系统是否具有足够发电容量的参数，当系统的发电容量非常充裕时，发电质量分量 很小，当系统发电容量即将达到极限时，此值将迅速增大。本文给出了该参数的线性模型， 并做了具体分析。总之，电力市场中，实行实时电价有利于优化资源配置，降低生产成本， 获得最优的社会效益。 关键词：电力市场电价实时电价数学模型 王怒 跏弓、b - 1 2 - 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h e s u p p l ya n dd e m a n d s i t u a t i o no f e l e c t r i c i t ym a r k e th a se x p e r i e n c e dd r a m a t i cc h a n g e s a tp r e s e n tt i m e s i n c et h es e r i o u su n b a l a n c er e s u l t e df r o mr e q u i r e m e n te x c e e d i n g p r o v i s i o n h a si n c l i n e dt ob ec o u n t e r p o i s e da n dt h em a r k e ti s t u r n i n gf r o ms e l l e r sm a r k e tt ob u y e r s m a r k e t ，p o w e rg e n e r a t i n gc a p a b i l i t ys u r p l u sw i l lb eap r e v a l e n tp r o b l e mf a c e db yt h ew h o l e n a t i o n a le l e c t r i cp o w e r i n d u s t r y p r i c i n gs y s t e mi sak e yf a c t o rt or e s t r i c te l e c t r i c i t ym a r k e t c a p a c i t y , a n dt h e r e f o r e , h o wt oe s t a b l i s ham o r e i m p a r t i a la n dr e a s o n a b l ep r i c i n gs y s t e ma n d h o wt os t i m u l a t ee l e c t r i c i t y c o n s u m p t i o na r eq u e s t i o n sc o n c e r n e db ya l lp o w e rc o m p a n i e s t h e p u r p o s e o ft h i sp a p e ri st os e tu pa p r i c es y s t e mt oa d a p tt ot h ed e v e l o p m e n to f e l e c t r i c i t y m a r k e t i nt h i sp a p e bt h e p r i c i n gs y s t e mo fe l e c t r i c i t ym a r k e ti ss y s t e m a t i c a l l ys t u d i e db a s e do n m a t h e m a t i c a lt o o l sa n db a s i cp r i n c i p l e so fe c o n o m i c s p a r t i c u l a r l y , t h es p o tp r i c e s y s t e m ， w h i c ha c c o r d sw i t he l e c t r i c i t ym a r k e tf u n d a m e n t a l sa n dc a nr e a l i z eo p t i m a l s o c i a le f f e c t s ，i s d e e p l ya 帅l y z e d b a s e do na b o v er e s e a r c h e s ，t h ep a p e rp r e s e n t st h es p o tp r i c em o d e ；f o r e l e c t r i c i t ya n ds i m u l a t e dc a l c u l a t i o n f i r s t ，a c t u a l i t yo fc u r r e n td o m e s t i ca n da b r o a de l e c t r i c i t ym a r k e bi s i n t r o d u c e d 。a n d t h e ns e v e r a lp r o b l e m se x i s t i n gi nd o m e s t i cm a r k e t , w h i c hm u s t b es o l v e di ns h o r tt i m e a r e 粕a l y z e di nt h ea r t i c l e t h ew r i t e r p o i n t so u tt h a tw em u s te e t a b l b h e l e c t r i c i t ym a r l 【e tb e c a u s e o f c h a g e 3i ne l e c t r i c i t yi n d u s t r yp r o p e r l ys t r u c t u r ea n d e l e c t r i c i t ys u p p l y - n e e ds i t u a t i o n w e m u s tb u i l dan 哪p r i c e s y s t e mt oa d a p tt ot h ed e v e l o p m e n to f e l e c t r i c i t ym a r k e t w i t ht h e c o n s i d e 豫t i o 。f p l a n to p e r a t i o na n db a s i c i n v e s t m e n t , s p o r t p r i c ep r o v i d 姻c u s t o m e 瑙w j 也恤e 山东大学硕士学位论文 m a r g i n a lc o s to fe l e c t r i c i t y d u r i n gs p e c i f i e dt i m es p a n s t h eb a s i cp r i n c i p l eo fs p o r tp r i c e c o m e sf r o ml i n e a rp l a n n i n gt h e o r y w i t ht h ei g n o r a n c eo fo t h e re n v i r o n m e n t a lf a c t o r s a b u s i n e s s p u r s u e st h em a x i mo fi t sp r o f i t s u n d e rl i m i t e d r e s o u r c e s ，w h i c he q u a l st h a ta b u s i n e s sp u r s u e st h ef u l lo f u s eo fi t sr e s o u r c e su n d e rm a r k e t p r i c ec o n d i t i o n s i nt h i sa r t i c l e ， t h ew r i t e rc o n s t r u c t sl a g r a n g e f u n c t i o na c c o r d i n gt om o d e lc o n d i t i o n sa n d p r o v e st h a ts o c i a l p r o f i t sc a n b em a x i m i z e d b yu s i n gs p o tp r i c e k e yw o r d s ：e l e c t r i c i t ym a r k e t ，e l e c t r i c i t yp r i c e ，s p o tp r i c e ，s p o tp r i c em o d e l 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论 文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本 文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名： 王鑫逢日期：如当：占! 腥 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允 许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他 复制手段保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：王建导师签名： 山东大学硕士学位论文 前言 电力工业是生产和经营电力商品的产业，与其它市场构成一样，电力市场同样主要由 供给和需求两方面组成。近年来，随着电力建设步伐的不断加快，电力供需发生了根本性变 化，电力市场由过去的卖方市场逐步向买方市场过渡，甚至出现了供大于求的现象。由于电 能是一种无形的、不能储存的二次能源商品，随用随发、随发随用，其生产、流通和消费， 即电力的供给和需求是同时进行的。随时严格保持供电与用电的功率和能量的动态平衡是保 证电网安全稳定运行和保持电能质量合格的技术条件，也是电力行业区别于其它行业的个 重要特征。根据经济学的基本原理，价格机制是市场机制的核心，价格是市场调节机制中传 递供求变化最敏感的信号，是影响市场的关键因素。要增加市场机制在经济调节中的作用， 就要充分发挥价格的各种功能。因此，随着电力市场供需状况的变化，电力企业必须在提高 服务质量，保证优质供电的同时，进一步确定合理的电价机制，不断扩大电力市场。 本文在写作过程中，参考了大量文献资料，特别是于尔铿同志的电力市场，王志华 同志的产业组织的经济学分析，谢开同志的电力市场中的输电服务一输电费用的分配 办法等论文和专著，在此，表示衷心的感谢。 本文在参考了前人研究成果的基础上，重点做了以下工作：分析了美国和英国电力市场 和电价制度的优点和缺点，提出了适合我国国情的电价制度；在实时电价的研究中，提出了 适合我国当前电力市场发展形势的实时电价数学模型并对模型作了分析和研究。 山东大学硕士学位论文 1 国内外电力市场及电价机制现状 世界范围内电力工业的产权结构正在发生深刻的变化，工业化国家先后不同程度的放 宽了电力工业的进入许可条件，导致许多不完全隶属于电力公司的发电厂商迅速增加，甚至 已经出现了私营的发电公司。电力工业市场化运做势在必行。 美国和英国的电力市场比较有代表性。美国电力市场的形成是自然发展过程，。其发展 主要经历了紧急功率交换、制定联合运营政策、经济功率交换、电力交易市场四个阶段。英 国电力工业经历了私有化到国有化，再到私有化的过程。英国1 9 8 7 年对电力系统进行私有 化改造，改变原先由国家拥有并经营的管理模式，采用股份制市场经营，属于电力市场体制 改革模式，其突出的特点是将电力系统中的发、输、供电分离，分别对其采取不同的管理方 法。其他国家吸取英国经验较多，如日本先放开发电市场，鼓励独立发电厂参加投标；澳大 利亚、阿根廷、挪威和智利等国同时放开发电市场和用户市场。随着我国社会主义经济体制 的建立，电力工业要面向市场，引进市场经济体制，已成大势所趋。先进的国家建立电力市 场的目的主要是在电力工业内部引进竞争机制，以挽救由于垄断经营而渐渐失去活力的电力 企业；发展中国家建立电力市场主要是为了吸引外资，提高电网运行水平，前者是自然形成 过程，后者是由指导形成的过程。 1 1 英国电力市场及电价 英国电力市场化改革的核心是实行私有化和在电力市场引入竞争。1 9 9 0 年3 月3 1 同， 按电力法形成新的产业结构：国有电力企业被分解为1 2 个地区配电公司、3 家发电公 司和一家高压输电公司。供电商包括地方供电公司和二级供电商。 1 9 9 0 1 9 9 6 年，竞成私有化。1 9 9 8 1 9 9 9 年，允许所有用户选择供电商，新电力交 易规则方案( n e t a ) 出台：2 0 0 1 年3 月2 7 日，新电力交易规则施行，以多个市场和双边合 同取代强制性电力库。自行业改革以来，由于引入竞争，加强管理，减人增效，及成本低的 天然气发电比重由1 提高到2 2 等因素，零售电价有较大幅度下降，居民用户价格下降2 8 ； 中型工业用户电价下降约3 1 。此外，政府为减少持续降低电价的压力，在改革之初将电价 提高了约2 5 ，为改革和电价降低提供了较宽松的条件和环境。当不少国家纷纷效仿英国的 电力库模式的时候，英国却又率先抛弃了这一模式，取而代之的是一些新的改革措旌：1 从 2 山东大学硕士学位论文 2 0 0 1 年3 月2 7 日起取消强制性电力库，实行新的电力交易规则。新电力交易规则n e t a 是 一个由双边合同形式主导的市场，合约双方包括发电、供电及交易商和用户；供电商和发电 商可就将来任何时候实卖电力订立合同；允许电力合同的时间跨度从当天到几年以后，合同 需要实物交割；国家电网公司作为系统运营商，接受电力的买入、卖出价，以平衡l _ 5 小时 以内合同交割中出现的供给和需求的差额，并解决输电网的堵塞问题；系统运营商调度电力 直到满足需求，市场价格为系统平衡时最后一个发电单位电价；对合约电量和实际电量不符 的市场参与方，将按系统平衡时接受的电力买卖的价格支付费用，并且支付系统运营商使系 统平衡的成本。2 。纵向整合。供电公司购买发电商，实现发电和售电的自我平衡，目前英国 五个最大的供电公司，发电和售电是基本平衡的。3 横向整合。供电公司之间将出现相互兼 并，平均每个供电公司的用户规模将由3 0 0 万户提高到5 0 0 万户，实现规模效益。 英国电力库模式被世界上许多国家效仿，其电价的制定方法为：每天分为4 8 个时段， 每0 5 小时为一个时段。提前一天计算出第二天4 8 个时段的电价。确定全网的电力价格， 是电力联合运营中心全部工作的核心。每天上午，各发电厂将第二天每台机组的0 j 小时运 行数据报给电力联合运营中心，这些数据包括：最低发电容量和成本，起、停机费用，不同 发电功率的成本，每0 5 小时的可供晟大发电功率。根据以上数据及电力联合运营中心对系 统每0 5 小时的负荷预测结果，经计算机处理后，首先对发电机进行排序。得出发电机次序 表，并于下午3 时公布，此次序表的制定，不仅取决于各发电机的成本，还要考虑负荷需求 突然增长时的机组灵活性及发电机所处的位置。随后，根据全网成本最低的原则，确定发电 计划，得出第二天4 8 时段的电价。该电价共分两种。一种是由电力联台运营中心向发电厂 买电时付给发电单位的电价，称为电力联合运营中心的购买电价( 简称p p p ) ，它出系统边 际电价( 简称s m p ) 和容量费用确定；另一种是用户从电力联合运营中心购买的电价，称为 电力联合运营中心的销售电价( 简称p s p ) 。 电力联合运营中心的购买电价为： p p p = s m p + c e s m p ：系统边际运行电价； c e ：基本电价。 基本电价反映的是电费中的容量因素，其目的是反映系统的供求状况。 3 山东大学硕士学位论文 电力联合运营中心的销售电价为： p s p = p p p + u p l i f t u p u f 丁：附加费。 附加费包括电网运行成本及为安全供电所必须的其它费用，如网损、付给备用电厂的费 用等。 1 2 美国电力市场及电价 美国电力改革的核心是放松管制，引入竞争，提高效率，降低电价。美国的电力市场基 本局限在发电市场，对用户市场仍由各电力公司垄断。1 9 9 6 年，联邦能源管制委员会要求 开放电力批发市场。厂网分开只明确必需进行功能性分离，分开核算。在电价方面，自1 9 8 7 年美国麻省理工学院的斯威普首次提出实时电价以来，只在- - , j , 部分用户中进行实验，尚未 得到广泛的应用。目前，广泛采用的电价理论是长期边际成本的方法。 美国在放松电力管制过程中，出现了加州大停电和电价飞涨、电力公司申请破产保护这 样的重大问题，令政府惊惶失措，令世人震惊。美国的电力改革是从加州开始的，由于充分 相信市场的力量，认为“市场能解决一切问题”，大部分照搬英国改革模式，改革方案中存在 固有的缺陷： 一是强迫电力公司出售5 0 的发电容量，而没有同时要求电力公司和发电商之间签订长 期稳定的供购电合同。二是要求电力公司必须1 0 0 从现货市场购电，没有期货市场，市场 无法提供反映长期供求关系的价格信号。三是缺乏科学合理的价格传导机制，对最终用户的 零售价格冻结，而批发市场价格可以大幅波动和上涨，使得处于中间环节的电力公司无所适 从，价格倒挂，最终申请破产保护。四是保证电网用电增长需要的供电责任不落实，将这一 重大责任寄托于市场的自我调节。 虽然美国加州电力出现了重大问题，但美国最大的东部p y m 电网根据实际情况选择了 纵向整合电力改革模式，却获得了成功。具体做法是： ( 1 ) 将各电力公司发电、输电、配电、供电进行功能性分离，财务分开核算。将输电 分离交给系统独立运行者管理，不要求强制出售发电厂，引入竞争机制，逐步放开供电，用 户有权选择供电商。 ( 2 ) p m 负责输电系统经营，进行职能管理，提出输电计划对发电厂进行调度，不拥 4 山东大学硕士学位论文 有输电资产，为市场参与者提供公平的输电服务和电力交易市场。 ( 3 ) 电力公司及供电商分别对用户供电负责，供电负荷要有发电容量保证并有必要的 备用容量，不足将受处罚。 ( 4 ) 发电容量来源由三部分组成：( 1 ) 本公司电厂；( 2 ) 双边交易合同；( 3 ) 现货市场和 一天期货市场。电力市场交易容量约占1 5 左右。 ( 5 ) 为反映电网内部能力限制和拥堵，电力市场实行分区边际定价机制。 在美国本土的4 8 个卅i 中，现在已有2 4 个州正在制定和实施电力改革计划，其中弗吉尼 亚和西部的一些州，已经根据加州出现的情况，决定放慢改革的步骤。 2 0 0 0 年美国联邦能源管制委员会提出要建立区域输电机构，在跨州的一定区域范围内， 创造一个中间没有隔离层、没有独断层的完整的输电经营系统。区域输电机构的重要作用， 一个是集中精力把输电基础设施建设好，一个是监督系统的运行潮流。 1 3 我田电力市场发展现状 随着经济的快速发展，电力工业出现了华能、外资、合资、股份制、地方集资等产权多 元化的电厂，一方面对缓和电力供需矛盾起到了作用：另一方面，产权多元化也造成了利益 主体多元化。如何协调好投资各方的经济利益已成为一个非常敏感的问题。在没有健全的市 场体制和监管体系下，对待不同产权的电厂，往往会出现两种问题倾向：一种是对系统内的 电厂采取保护主义，不顾电厂的机组效率如何，优先保证其多发，排斥其它电厂；另一种是 为了吸引外资，只要是外资电厂，就给予种种优惠条件，使其不承担任何风险便可以获得利 润。这两种做法都不可取。要想从根本上解决问题，只有建立一个健全的电力市场，创造一 种平等竞争的环境，使投资者在承担一定风险的情况下获得利润。 随着电力工业的发展和国民经济结构的调整，我国电力供需形势发生了新的变化，近1 0 年来全国每年投产大中型项目达1 0 g w 以上。电力供需矛盾趋于缓和，大部分地区严重缺 电的局面得到缓解，一些地区还出现了电力供大于求的情况，电力生产开始从“卖方市场” 转向“买方市场”。这一变化使得供电部门受到前所未有的销售困难的考验，并冲击了电力 企业的经营思想。电力企业由电力生产和使用的管理者，转变为电力经营者和用户的服务者， 指导思想也由分配电力和限制用电转变到搞好需求侧管理、加强负荷预测和鼓励用户用电上 来。以“厂网分开、竟价上网”为目标的电力体制改革正在全国范围内展开。2 0 0 2 年，中国 s 山东大学硕士学位论文 电力新组建( 改组) 的十一家公司，在北京人民大会堂正式宣告成立。新成立的电力公司包括： 国家电网公司、中国南方电网有限公司等两家电网公司；中国华能集团公司、中国大唐集团 公司、中国华电集团公司、中国国电集团公司、中国电力投资集团公司等五家发电公司；中 国电力工程顾问集团公司、中国水电工程顾问集团公司、中国水利水电建设集团公司和中国 葛洲坝集团公司等四家辅业公司。2 0 0 3 年，中国将继续组建区域电网公司及各省市电网公 司，进一步做好主辅分离和“三产”、多种经营企业的重组，以及与电网企业的剥离工作。 电力体制改革的总体目标是：打破垄断，引入竞争，提高效率，降低成本，健全电价机制， 优化资源配置，促进电力发展，推进全国联网，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。电力体制改革的主要内容是，为在发电环节引入竞争机 制，首先要实现“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。发电环节按照现代企q l , 带t l 度要求，将国家电力公司管理的发电资产直接改组或重组 为规模大致相当的5 个全国性的独立发电公司，逐步实行“竟价上网”，开展公平竞争。电 网环节分别设立国家电网公司和中国南方电网有限责任公司。国家电网公司下设华北、东北、 华东、华中和西北5 个区域电网公司。国家电网公司主要负责各区域电网之间的电力交易、 调度，参与跨区域电网的投资与建设；区域电网公司负责经营管理电网，保证供电安全，规 划区域电网发展，培育区域电力市场，管理电力调度交易中心，按市场规则进行电力调度。 区域内的省级电力公司可改组为区域电网公司的分公司或子公司。在“厂网分开”的改革中， 还将对现国家电力公司系统所拥有的电力设计、修造、施工等辅助性业务单位和“三产”、 多种经营企业进行重组，逐步与电网企业脱钩，进行公司化改造，进入市场。为了对电力企 业进行有效的监管，国务院决定成立国家电力监管委员会，按照垂直管理体系，向区域电网 公司电力交易调度中心派驻代表机构。监管委员会的主要职责是制订市场运营规则，监管市 场运行，维护公平竞争；向政府价格主管部门提出调整电价建议；监督电力企业生产标准， 颁发和管理电力业务许可证；处理电力纠纷；负责监督社会普遍服务政策的实施。电力体制 改制之后的电价构成，将发生重大变化。即由原来的“一口价”变成“两部分叠加”，一部分是 竞价形成的上网电价，一部分是国家严格核定的输配电价，由于前一部分的出现，电价将由 此实现浮动，但波动幅度会比较适度。 1 4 目前我国电价构成 6 山东大学硕士学位论文 以山东为例，电价的构成主要由两部分：是由国家目录电价。平均为每千瓦时0 2 3 8 元；二是集资电厂( 含股份制、中外合资合作电厂) 还本付息电价，平均加价每千瓦时o 1 5 元。山东省整个电网平均销售电价为每千瓦时o 3 8 8 元。按照现行政策，在此之上还加收国 家和山东省规定的三块基金、电力建设基金、用电附加费、城市建设附加费等每千瓦时0 0 6 2 元，小火电收费每千瓦时约o 4 9 元。由于各地市还本付息、小火电等加价项目及标准不同， 各地电价和用户电费负担差别较大。 1 5 我国电价管理中存在的主要问题及分析 总体来看，目前城市电价水平比较稳定，电价秩序也比较良好。但有些地方也存在一 些问题，主要表现在农村电价电费管理比较混乱，电费电价比较高，造成用户不合理负担加 重。 电价管理工作中存在的主要问题有以下几个方面( 仍以山东为例) ： ( 1 ) 各级政府层层加收电力建设基金和电网改造基金。除在国家规定征收的基金外， 全省又有3 8 个县( 市) 擅自出台加收了电力建设基金、城网改造基金、电力发展基金、小 火电差价等l o 项加价，年收金额约2 7 8 亿元。 ( 2 ) 存在搭车收费现象。全省有4 2 个县有搭车收费现象，收费项目主要有教育基金、 教育集资、低压设备维修费、办公费和有线电视费等，加价收费标准在0 0 0 5 元至o 0 4 1 元 每千瓦时，年收费金额约1 9 7 6 万元。 ( 3 ) 个别地区存在“人情电”、“关系电”、“权力电”问题。例如，在农村有一个自 然村，月用电量1 2 0 7 3 千瓦时，而实际抄表电量仅有3 7 0 0 千瓦时，竟然超出近3 3 0 。 ( 4 ) 目前我国城市电网和农村电网网络建设都比较薄弱。有些地方的用电设施都是六 七十年代建设的，线路布局不合理，设备质量差，供电半径大，存在“大马拉小车”的现象 很多，也造成了电力的损耗和浪费。 产生上述问题的原因主要有： ( 1 ) 现行电价形成机制对容量成本缺乏约束。近年来，新增的指导性电量都是按照还 本付息的原则所核定的电价，而没有严格按照微观经济学中价格制定原理机制执行，各地市 在审批指导性电价时考虑的回报率一般为1 5 左右，高的达2 0 左右。贷款偿还年限少 的只有5 7 年。这种以个别成本为基础、一厂一价的定价方式，使得市场竞争机制难以发 7 山东大学硕士学位论文 挥作用，对项目投资成本、造价和运营成本控制缺乏制度上和严格意义上的约束，使得电力 销售电价不断攀升，给电力供方增加供给困难，也使电力需求市场即广大用户的负担不断加 剧。 ( 2 ) 电网管理体制不顺，管理混乱。管理体制依然是关键性问题，就山东省来说，电 力销售主要是趸售，省电力局对县级电力企业只是实行行业管理，而不是直接管理。由于人 财物不相隶属，所以在实际工作中存在着管理缺位和不到位的现象。县级供电企业对农村的 管理也存在同样问题。致使在整个电网管理中存在游离于外的现象，客观上难以实行有效的 控制，电力行业也缺乏自上而下的、有效的行业监管，难以抵制、制止各种不正当的加价行 为。 ( 3 ) 电网整体技术含量较低。尽管国家对电力基本建设和电网建设的投资每年都在不 断增加，但是，由于我国电力工业发展基础比较簿弱，除近年新上项目外，普遍存在技术含 量比较低的现象，使电力行业在一定程度上制约了国民经济的发展。1 9 9 8 年，国家下决心 进行城网、农网改造，并决心在今后三年的时间里拿出1 3 0 0 多亿元，用于电力城网和农网 改造，改造电网建设，这对改善电力市场供需结构变化，降低电价，减轻用户负担起到了积 极的作用。 ( 4 ) 少数电力企业管理工作存在一些问题。一些县级电力企业转售电成本过大。不仅 抬高了销售电价，而且也加剧了人员膨胀，形成了“人多吃电”的局面。有的县级供电企业 年售电量只有l 亿千瓦时左右，而职工却高达千人之多，有的企业一年之中调进职工达几十 人。这无疑也加大了电力企业的成本，使电力用户的负担加重。 从上述情况来看，建立电力市场是我国当前电力工业改革的必然方向。建立电力市场的 任务也将是长期而艰巨的。由于我国实施了4 0 多年的计划经济，要向市场经济转变，将涉 及到电力工业的规划、建设、运行、管理等各方面。因此可以说是一项影响广泛的系统工程。 在建立电力市场机制的过程中，摆在我们酝前的问题是：电力市场尚处于萌芽状态，发育极 不平衡，部门和地方对市场的分割、封锁严重，与市场经济相应的价格机制尚未建立，企业 未真正做到政企分开和自主经营，市场法规建设滞后，如何放开电厂，管住电网，使电力企 业最终实现投融资功能和资源优化配置，引入竞争机制，推动技术进步，提高劳动效率和经 济效益，让电网更好的发挥经济和社会效益，使电力企业适应市场的需要，建立规范、统一、 8 ：当童奎茎堡丝堡婆兰 ! 开放的市场，是一个迫在眉睫的课题。而要解决这些问题，就必须充分笈挥电力市场的杠杆 一电价的调节功能。 我国的电力改革既不能照办英国的改革模式也不能照搬美国的改革模式。我们只能借鉴 国外的成功经验，综合他们的优点，结合我国的具体国情，建立适合我国社会主义市场经济 的电力体制和电价机制。目前应该是：在发电侧引入竞争机制，实行厂、网分离；对上网电 价实行实时电价。对用户侧，仍由各电力公司垄断经营。待条件成熟后，逐步放开用户市场。 9 山东大学硕士学位论文 2 电价模式 在电力市场化改革问题中，电价问题处于核心地位。首先是电力工业改革的目标是形 成可竞争的电力市场，而市场是否规范并有效运做取决于市场价格的确定机制。二是电问题 既关系到用电方的切身利益，同时又直接影响到发电厂与电网的长期正常运行，以保证电力 工业持续稳定的发展。三是电价具备较强的调节功能，特别是在缓解系统调峰填谷压力方面 起着有力的作用。因此，从电力市场的实际出发，研究电价的确定机制就具有特殊的重要性。 2 1 电量电价 供电企业在向用户收取电费时，最简单的办法就是认为用户的电费只与用电量有关， 即： r = p 。 m 式中： r ：用户电费，元； p d ：电量电价，元k w h ： 豫：用电电量，k w h 。 目前，我国一般居民用电采用电量电价。 2 2 两部制电价与三都制电价 电力工业的一大特点就是电能不能储存，这就要求供电方不管用户是否用电，都要随 时准备足够的容量。这样，即使用户不用电，供电方也要做好供电的准备，从而产生相应的 成本，这部分成本只与系统容量有关。因此，可将供电成本分为容量成本和电量成本两部分， 其中，容量成本只与系统容量有关，而电量成本与系统所发电能有关。容量成本包括折旧费、 维护费、材料费、办公费、工资福利，电量成本包括燃料费、水费、购入电费。相应地产生 了两部制电价，计算公式为： r = p 州只+ p 。j 吸 b ：用户容量，k w ； ：用电电量，k w ； 1 0 山东大学硕士学位论文 p 州：容量电价，元( k w h ) ； p 。：电量电价，t s ( k w - h ) 。 我国规定，设备容量在3 1 5 k v a 以上的用户实行两部制电价。两部制电价符合电力工 业电能不能储存的特点，比单一制电价前进了一大步，但仍有其局限性。供电企业的成本， 其中有一部分只与用户数量有关而与系统的容量及发电量无关。这部分成本称为用户成本， 包括营业设施的折旧、营业人员的工资福利、营业业务的办公费用j 接户线及电度表的成本、 负荷管理设备等等。这样，就形成了三部制电价，即： r 2 p p d p d + p w , d h 0 + f 式中f 为电费中的基本费( 元) ，基本费是供电企业的用户成本在用户中分摊，其它符 号含义同前。 目前，美国即采用三部制电价，我国没有三部制电价。 2 3 电价的计算步骤 电价的计算，一般分以下四个步骤： ( 1 ) 做出给定电价计算期的电力发展规划及资金计划。要完成这步工作，首先要做出未来 给定电价计算期的负荷预测，并依此作出最优系统发展规划及相应的资金计划。 ( 2 ) 成本核算，计算未来给定电价计算期的供电成本。 ( 3 ) 计算基础电价。依据上述供电成本，计算全系统的基础电价。 ( 4 ) 依据基础电价，对不同用电类别的用户制定不同的电价类别，又称电价制度。 制定电价制度的目的如下： ( 1 ) 尽可能地公平对待用户。对于不同类型的用户，供电方的供电成本是不一样的。因此， 如果对不同类型的用户按同一标准收取电费，显然对低成本的用户来说是不公平的。对用户 的分类，可以根据电压等级、最大需量的大小、用户的位置、功率因数、可靠性水平等因素 来划分。 ( 2 ) 促进用户合理用电。鼓励用户按最优的方式用电。具体地说，有分时电价、峰谷电价、 丰枯电价、鼓励用户采用蓄能设备的电价、鼓励用户采用节能产品的电价、可停电电价等。 ( 3 ) 保证低收入用户的用电，保持社会稳定。很多国家制定了生命线电价，即用电量在一 i l 山东大学硕士学位论文 定限值以下时电价较低，从而保证低收入居民的用电。 2 4 基础电价的计算方法 基础电价共有三种计算方法，综合成本方法、长期边际成本方法和实时电价。 2 4 1 综合成本方法 综合成本方法计算基础电价的定义是：计算在未来给定的电价计算期内为了供电所需 的全部成本，并将其分摊到各个用户。其计算步骤： ( 1 ) 做出系统在给定电价计算期内的电力发展规划及资金计划。 ( 2 ) 成本核算：在综合成本方法中，依据前述供电成本组成项目逐项进行成本核算。其中， 折旧费共由两部分组成：第一部分是现有运行设备的年折旧费，即依据现有运行设备的帐面 成本计算未来电价计算期内的年折旧费：第二部分是依据系统规划，在未来电价计算期内投 入运行的电力设备的年折旧费。将供电成本所含各项求和，即得电力系统向用户供电的综合 成本。该综合成本可按上述容量成本与电量成本的分类，分为综合容量成本和综合电量成本。 ( 3 ) 将供电成本在用户中分摊。分摊的基本方法是平均分配。以两部制电价为例，某一电 压等级用户的基础电价： 容量电价 电量电价 以。：孚 d c 。，d 风厂百 式中： c 。：综合供电容量成本，元k w ； 巳。：综合供电电量成本，元( k w h ) ； 尸d ：负荷的最大容量，七肜； 负荷的用电量，t 矽 。 2 4 2 长期边际成本方法 2 , 4 2 1 长期边际成本的定义 从五十年代开始，电力企业较为通用的是边际成本电价理论。电力行业的长期边际成 本定义为：在电力系统发展规划和运行中，由于未来微增负荷的持续增长所产生的微增成本， 1 2 山东大学硕士学位论文 称为长期边际成本。【2 】 2 4 2 2 长期边际成本计算电价的理论基础 根据长期边际成本计算电价的理论，电价应使得社会效益研为最大，即优化目标为 m a x 占， b f = b e c d e = c ，+ t 。 ( 2 1 ) 式中：易为消耗电能后产生的社会净效益；也为用户使用电能后产生的用电效 益，该效益已除去劳动成本、原材料成本及设备折旧等，即也为耗电能后生产产品的价 值减去在时段t 除电费外的生产成本，包括工人工资、原材料、房租、设备折l e t 等等；c 。为 系统总供电成本；0 。为系统总供电成本中的容量成本；g 。为系统总供电成本中的电量成 本。 用户使用电能而产生的用户效益岛为： 毋= 也一p “一户只 ( 2 - 2 ) 即日为用户使用电能生产产品的价值，减去所有生产成本后所获得的效益，称为用户使 用电能而产生的用户效益。岛与丑。的区别在于，见在去除生产成本时，未去除电费， 而岛去除了包括电费在内的所有生产成本。 依式( 2 - 1 ) 优化目标，对负荷容量只和负荷电量求偏导，可得： 堡：堡一坠生 犯奶 8 b f 一8 b t 8 c w d - - - - - 一- - - _ _ _ 一 a 呒a a 形 而依据用户的用电行为，用户总是使其用户效益目为最大，将式( 2 2 ) 中岛对负荷 1 3 、j 山东大学硕士学位论文 容量e 和负荷电量求偏导，并令其等于0 ，可得： 即 导：警吨。：o 织识4 粤：熹嘞厂o a a 4 警码，。 识”4 磊o b f , ：p ，d a 4 上式代入式( 2 3 ) ，若社会效益所为最大，则可得 a c p 苜邓州 面a c 瓦w a = p 州 即容量电价等于负荷容量发生边际变化时，系统供电成本中容量成本对负荷容量的微 增变化；电量电价等于用电量发生边际变化时系统供电成本对电量的微增变化。 2 4 2 3 依据长期边际成本理论计算电价的步骤： ( 1 ) 对未来给定电价计算期间的负荷容量b 。和用电量进行预测a ( 2 ) 制定系统发展规划并据此计算供电容量成本q 巾及供电电量成本q 。 ( 3 ) 设系统负荷容量和用电量发生微小变化，分别变化为只：和：，则： 式中：蝎、为微小的正数。 鹤= 易一晶 呒= ：一 1 4 尘垩查兰堡圭兰堡篓兰： ：!： ( 4 ) 根据系统负荷容量：和用电量：，重新制定发展规划，并计算成本c 叫：和电量成本 c wd 2 。 ( 5 ) 计算容量成本的微增变化q 。和电量成本的微增变化g a c p d 2 c ，d2 一cp , d l c 。j = c 。d2 一c 。，d 1 ( 6 ) 计算长期边际容量电价以，。容量电价p w d 一= 簪a 鲁 氏。= 篑z 等 如果考虑电价对负荷预测的影响，可重复迭代以上步骤。此时依据长期边际成本计算的 电价，叉称严格长期边际成本电价。在具体执行时，可依据实际情况对严格长期边际成本电 价进行调整。 2 4 3 综合成本方法与长期边际成本方法的比较以及这两种方法的缺点 2 , 4 3 1 综合成本方法与长期边际成本方法的比较 ( 1 ) 综合成本方法中，一般依据以往的帐面投资计算折旧费用。考虑通货膨胀因素及 能源、环境等方面开支的增加，使得按以往帐面投资计算的折旧费，不能满足企业扩大再生 产的要求，并导致企业经营状况的恶化。而长期边际成本方法依据将来的供电成本计算电价， 克服了这一缺点。 ( 2 ) 长期边际成本方法可获得最大社会效益。长期边际成本反映了供电的边际成本， 即用户增加负荷时的成本，因此，能给予用户正确的用电信号。 ( 3 ) 长期边际成本正确反映未来资源的价值。由于能源紧张，能源的价值是增大的。 ( 4 ) 长期边际成本方法与综合成本方法的计算周期均较长，这是出于电价相对稳定的 考虑。由于系统设备容量( 如发电机) 使用年限较长，因此，如果计算周期短，会形成设备 投资高峰时电价波动较大。 山东大学硕士学位论文 2 4 3 2 综合成本方法与长期边际成本方法的缺点 综合成本方法和长期边际成本方法实际上是一种传统的会计学定价模式，是一种计划 价格，其有如下缺点： ( 1 ) 注意帐面上的年度平衡，与一般商品的定价原理相同，即会计成本与利润之和。 ( 2 ) 总成本中占比例较大的折旧费和利润极其响应的折旧率与利润率直接受到政府的严 格控制。 ( 3 ) 该模式基于静态的平衡，是一种前向定价方式。所确定的价格仅反映了上一年度的 成本情况。 ( 4 ) 该模式所产生的是固定不变的常数电价，无法随电力的供求情况产生分时电价结构。 采用综合成本方法及长期边际成本方法计算电价，反映的是一个较长时期电力生产成本 及总体负荷水平，而不能反映负荷及供电能力在短期内变化时( 如负荷的突然上升或发电机、 输电线的意外故障) 所引起的生产成本的变化。随着经济的发展，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。以往，人们为了反映这种变化 采用了分时电价，较典型的就是峰谷平三段电价( 实时电价的初级阶段) 。分时电价能大致 反映供电成本随时间的变化，但是，由于分时电价的时段划分是固定的，各时段电价之比也 是固定的。这样，就只能反映一段时间( 一年或几年) 内曰负荷及供电成本的统计规律，而 不能精确反映每天各时段负荷及供电成本的变化。中国应在实行峰谷分时电价基础上，逐步 推行实时电价。因为实时电价能反映短期( o 5 h 甚至更短时段) 的生产成本及用电量信息， 从而能够指导用户优化用电。 山东大学硕士学位论文 3 实时电价 实时电价是一种电价的经济学模式，是在保证电力资源的能够充分利用的基础上建立 起来的。其基本的思路源于线性规划理论：在忽略其他环境因素的条件下，企业在有限资源 限制下追求企业生产效益的最大化等价于企业在市场价格条件下追求其资源的最充分利用。 【3 】 3 1 实时电价的定义 实时电价是在考虑运行和基本投资的情况下，在给定时段( o 5 h 或更短时段) 向用户 提供电能的边际成本 1 1 0 其数学表示如下： 一等 同时满足以下约束： ( 1 ) 电量平衡约束： ，