（电力系统及其自动化专业论文）电力市场中的电价分析研究.pdf

太原理工大学硕士研究生学位论文 价的定价方法，给出了两部制上网电价的基本理论、计算 方法以及运用边际成本方法的计算模型，并根据该模型编 程实现其计算过程，运用太原市某电厂某机组的实例，进 一步验证了该模型的正确性。 本文重点讨论了初级电力市场中的无功定价问题。无 功电价作为辅助服务的重要一部分，是随着实时电价的提 出与发展而出现的。电力市场中，发电、输电、供电三方 将各自成为独立的经济实体，电价的制定要均衡三方的利 益。同时，电压控制将成为系统运行突出的问题，故电力 市场下的无功定价对整个系统的运行和经营具有重要意 义。 在本论文中，作者采用了将无功和有功解耦，单独制 定无功电价的方法，提出了一个以无功费用中发电成本的 大小和无功设备投资费用为目标函数，基于实时电价理论 的无功定价模型，选用了最优化理论中的惩罚函数法作为 计算方法，并根据该模型编程，通过太原市某局域网的计 算，验证了该模型，取得了一定的实际意义。 关键词：边际成本定价，两部制，无功定价，惩罚函数法 2 太原理工大学硕士研究生学位论文 t h er e s e a r c ha b o u tp r j c e0 f e l e c t r i ci np 0 门三rm a r k e t a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fe c o n o m i c t h ei m b a l a n c e b e t w e e nt h es u p p l ya n dt h er e q u i r e m e n to fe l e c t r i cp o w e r h a p p e n e d i n2 0 0 3 t h el o a dt o o kt h en e w h i g hr e c o r d si n s u c c e s s i o na tw h o l ec o u n t r y , e v e r yb i ge l e c t r i c p o w e r n e t w o r k sr u na te x c e s sl o a d 。t h e u r g e n t s t a t ea b o u t c u f f i n go f ft h ep o w e rs u p p l yi nc o u n t r y w i d ea r e a s e x i s t e d t h er e a s o no ft h e p h e n o m e n o n a r em a n y ，t h e p h e n o m e n o n r e f l e c t st h er e f o r ma b o u te l e c t r i c p o w e r g e n e r a la d o p t i n g t h em a r k e t p r i n c i p l e i ss t a r e di nt h ef a c e a st h es u p p o r t i n gp o i n to ft h ep o w e rm a r k e t 。t h ep r i c eo f e l e c t r i c i t yp l a y s a n i m p o r t a n t r o l ei np o w e rm a r k e t a st h e r e s u l t t h er e f o r ma b o u te l e c t r i c p r i c e s h o u l db ea s i g n i f i c a n tp r o b l e m t h e r e f o r ma b o u te l e c t r i c p r i c e f o c u s e so nt h es a l e sp r i c et op o w e rn e t w o r ka n dr e a c t i v e p r i c i n ga tp r e s e n t t h e p a p e ri n t r o d u c e d t h e c o n c e p t i o n o fe t e c t r i c 3 奎星堡三奎堂堡圭塑蜜生耋垒丝塞 p o w e rm a r k e t ，n a r r a t e d s o m eb a s i ct h e o r ya b o u tt h e p r i c eo fe l e c t r i c i t y , i n c l u d i n gt h ef u n c t i o na n d e s s e n c eo f e l e c t r i cp r i c e ，t h ep r i n c i p l eo fe s t a b l i s h i n ge l e c t r i cp r i c e ， t h eh i s t o r i c a l d e v e l o p m e n to f e l e c t r i c p r i c et h e o r y , t h e t h e o r ya n dm e t h o do fm o d e r ne c o n o m i c se l e c t r i cp r i c e t h ep a p e ra l s oi n t r o d u c e dt h ec l a s s i f i c a t i o n so fe l e c t r i c p r i c e a n dt h es t a t u si n q u oo f e l e c t r i c p r i c e r e f c l r m n o w a d a y s i no u r c o u n t r y t h e r ea r et h r e ek i n d so fm e t h o do fc a l c u l a t i n gb a s i c e l e c t r i cp r i c e i n c l u d e s ：m a r g i n a lc o s tm e t h o d ，a c c o u n t c o s tm e t h o d ，a n ds p o tp r i c et h e o r y t h em a r g i n a lc o s t m e t h o di sa d o r e di nt h ep a p e r t ot h es a l e s p r i c e t o p o w e rn e t w o r k ，t h ep a p e r a n a l y z e da n dc o m p a r e d t h et h r e ep r i c i n gm o d e ，w h i c hi s s i n g l e p a r tp r i c i n gt a r i f f t w o - p a r tp r i c i n g t a r i f fa n d e i g e n v a l u e sp r i c i n g t h ep a p e rg a v et h ep r i c i n gm o d e l s ， a f t e r c o m p a r a t i v ea d v a n t a g ea n ds h o r t a g e ，t h ea u t h o r c h o s et h et w o - p a r tp r i c i n gt a r i f fb a s e do nm a r g i n a lc o s t m e t h o dt oc a l c u l a t et h es a l e sp r i c et op o w e rn e t w o r ki n p r i m a r yp o w e r m a r k e t t h e p a p e rg a v e t h e t h e o r y ， a l g o r i t h m i cm e t h o d ，a n dc o m p u t a t i o n a lm o d e l i n gb a s e d o nm a r g i n a lc o s tm e t h o do ft w o - p a r t p r i c i n gt a r i f f w i t h t h e c o m p u t a t i o n a lm o d e l i n g ，t h e a u t h o r c o m p i l e d p r o g r a m ，a n dc a l c u l a t e dt h ee x a m p l eo fa ne l e c t r i cp l a n t i nt a i y u a n ，c e r t i f i e dt h ec o r r e c t n e s so ft h ec o m p u t a t i o n a l 4 太原理工大学硕士研究生学位论文 m o d e l i n g t h ep a p e re m p h a s i z eo nt h ep r o b l e m o fr e a c t i v e p r i c i n gi np o w e r m a r k e t a st h ei m p o r t a n tp a r to fa u x i l i a r y s e w i c e s ，t h er e a c t i v ep r i c ee x i s t e dw i t ht h eh o l d i n gu p a n dd e v e l o p m e n to fs p o tt h e o i np o w e r m a r k e t ，p o w e r g e n e r a t i o n ，p o w e r t r a n s m i s s i o n ，a n dp o w e rs u p p l y s h o u l db ei n d e p e n d e n te c o n o m i ce n t i t i e s t h ep r i c eo f e l e c t r i c i t ys h o u l db a l a n c e t h e t r i p a r t i t ep r o f i t a tt h es a m e t i m e ，t h e c o n t r o lo ft h ee l e c t r i c v o l t a g e w i l lb et h e o u t s t a n d i n gp r o b l e m s ot h e r e a c t i v e p r i c i n g i n p o w e r m a r k e ti s v i t a lt ot h er u na n dm a n a g e m e n to fw h o l e s y s t e m t h ea u t h o ra d o p t st h em e t h o dt h a ts e p a r a t i n gt h e a c t i v e p o w e r a n dr e a c t i v e p o w e r ，e s t a b l i s h i n g t h e r e a c t i v e p r i c el o n e l y a n db r i n g f o r w a r dam o d e lt h a t t a k i n g t h e g e n e r a t i n g c o s ta n d c a p i t a l c o s t so f r e a c t i v e l o a d c o m p e n s a t i o ne q u i p m e n t a s o b j e c t i v e f u n c t i o n ，s u p p o s e db ys p o tp r i c et h e o r y t h em e t h o do f t h em o d e li s p u n i t i v e f u n c t i o nm e t h o do f o p t i m i z a t i o n t h e o r y t h ea u t h o rc o m p i l e dp r o g r a mb yt h em o d e l ，a n d c e r t i f i e dt h ec o r r e c t n e s so ft h em o d e ib yc a l c u l a t e dt h e l o c a l a r e an e t w o r ki n t a i y u a n ，a c h i e v e d t h e p r a c t i c a l s i g n i f i c a n c e 5 太原理工大学硕士研究生学位论文 k e yw o r d s ： m a r g i n a l c o s t p r i c i n g ，t w o - p a r tp r i c i n g t a r i f f ，r e a c t i v ep r i c i n g ，p u n i t i v ef u n c t i o nm e t h o d 6 太原理工大学硕士研究生学位论文 第一章绪论 1 1 本课题研究目的和意义 电能和其它产品一样是商品，商品的销售，一方面应向消费者供 应质量合格的产品，另一方面应从客户处取得相应的货币收入。电价， 就是电能商品价值的货币体现。由于电力是公益事业，广泛应用于各 行各业、千家万户，电价水平不仅影响到能源的开发利用、国家的财 政收入和电力工业的发展速度，而且还影响到其它行业的发展水平、 劳动生产效率和人民的生活习惯，所以电力法明确规定我国对电 价实行的是统一政策，统一领导，分级管理的原则。 全球电力工业的产权结构正在发生深刻的变化。各国为了引入竞 争机制、吸引投资，先后解除了对电力工业的国家管制，不属于电力 公司的电厂正在不断增加，而且多为大机组大容量电厂，甚至出现了 专营发电的电力集团。在我国，经过十多年快速发展，到2 0 0 1 年电 力工业装机容量已经增加到3 3 6 1 5 亿千瓦，总体规模已居世界前列。 与此同时，我国电力体制改革逐步深入，在“公司制改组，商业化运 营，法制化管理”的改革目标指引下，电力工业将在发电领域引入竞 争机制，发展独立法人的发电公司，并逐步实行各个电厂竞价上网的 政策。在电网建设方面，除坚持主网架由国家统一规划、统一建设、 统一管理外，介于发电厂和用户之间的电网将成为电力结算的场所， 市场运行卡门制将成为今后电网运行的基础。我国电力工_ k 体制改革与 当前国际范围电力体制的非垄断化、非管制化、引入竞争机制的总趋 】 太原理工大学硕士研究生学位论文 势是一致的。它促进了电厂与电网的分离，这意味着以发电厂竞价上 网和输电网开放使用的电力市场即将形成。 电力是重要的公共事业，我国现阶段电力生产和供应具有一定的 垄断性，对电力价格采取政府定价的形式，电力价格部门负责管理， 电力主管部门予以协助。随着经济浪潮的兴起，经济体制转轨的大背 景下，已有英国、德国、荷兰、挪威、美国、加拿大等几十个国家全 部或局部进行了电价市场化改革，其基本内容是在发电或配电环节引 入竞争机制，由市场决定发电或配电价格。目前，我国电力部门引入 市场竞争机构已是迫在眉睫，而电价关系到所有国民的切身利益。因 此，对我国现行电价体制和电价合理标准的制定进行探讨是十分必要 的。 随着国民经济的快速发展，2 0 0 3 年出现了电力供需不平衡，全国 用电负荷接连创历史新高、各大电网超负荷运行、全国大面积拉闸限 电，造成这一现象的原因很多，但这一现象反映了加快电力市场化改 革迫在眉睫。电价作为电力市场的支点，在电力市场中起着重要的作 用，因此电价的改革将是电力市场改革的一个重要问题。 电力市场的形成与科学合理的电价体系的建立密不可分。电能作 为一种商品，它的价格必然具有普通商品的特征，即反映其生产成本 及再生产成本以维持商品本身生产过程的延续。此外，电能作为一种 特殊商品，它的价格还应具有调控功能，其根本目的在于更合理的配 置能源资源，提高资源利用率，促进电力工业与社会、经济、环境的 协调发展。因此，在当前国际国内电力工业改革的大环境中，如何科 学、经济地确定电价是建立电力市场的关键。 2 太原理工大学硕士研究生学位论文 1 2 本论文进行的研究 随着我国经济的迅猛发展，负荷需求的快速增长( 2 0 0 3 年全国各 地区严重缺电) 说明了电力市场的改革迫在眉睫。 本文围绕电价这一主题，首先介绍了电力市场下的电价的功能及 其本质，合理电价的构成，制定电价的原则，电价的分类，电价理论 的历史发展、现代经济学电价理论，以及我国目前电力市场电价改革 的现状。 其次介绍了电价计算的方法边际成本法、会计成本法和实时 电价理论，分别说明了其原理、模型。然后对现行的上网电价制度中 的单一制电价制度，两部制电价制度进行了讨论，且分析了各自的优 缺点。并介绍了言茂松教授所提出的当量电价法。其中，对于两部制 电价进行了程序设计，并通过实例得以验证。 本文还介绍了辅助服务中的输电定价和无功电价，并采用有功无 功解耦的o p f 模型，对无功定价迸行了分析，并且设计了无功电价 的计算程序，通过实例得以验证。 最后，根据上网电价，无功定价的原理，设计了初级电力市场上 网电价、无功定价的计算程序。计算了太原市某局域电网中的各个节 点的无功电价，取得了实际意义。 3 太原理工大学硕士研究生学位论文 2 1 电力市场简介 第二章电价理论 2 1 1 电力市场概述 电力市场概念最早出美国麻省理工学院s c h w e p p fc 教授于1 9 7 9 年在其论文( ( 2 0 0 0 年的电力中提出。这个当时被认为是大胆的设 想，近几年由于全球对电力解除管制、开放经营和重构，几乎已成为 一个势不可挡的世纪性的世界潮流。 从八十年代开始，一些国家开始进行电力工业改革。例如拉美的 智利、阿根廷，欧洲的英国、挪威，以及美国、澳大利亚等国先后对 传统的电力管理运营方式发起了冲击，并取得了一些有益的成果。促 使世界范围内实行电力工业改革的原因大致有政治改革、管理效益低 下及电力工业失去活力等。 电力工业由于以下原因： l 、处于国民经济能源的基础地位； 2 、电能不能大量存储，电力生产与消费同时完成； 3 、行业具有天然的垄断性： 4 、电力事业的公益性。 因而长期实行垄断经营。随着社会经济的不断发展，如此大规模 的能源生产、传输和消费对现代社会的影响已经深入到方方面面，特 别是在当前可持续发展、环境保护的呼声越来越高的情况下，电力工 业的经济效益、社会效益日益受到人们重视。奈特在他的经济组织 4 太原理工大学硕士研究生学位论文 一书中指出，经济问题【l 】可以细分为五种相关l u l 题。每个社会必须制 定一些规则以处理这五种问题： ( 1 ) 确定各种标准； ( 2 ) 组织生产； ( 3 ) 分配产品： ( 4 ) 经济的维持和发展： ( 5 ) 在短时期内调整消费以适应生产。 不言而喻，只有两种基本组织原则，即中央集权机构( 命令) 和 市场( 自愿交换) 可用于处理这些问题。然而中央集权式的管理即使 对于电力工业这种天然具有垄断性的行业也存在着种种弊端。尽管仍 有很多争论，但对电力工业经营实行分散化、商业化的总趋势的意见 是一致的，实践中也取得了许多成功的范例，电力工业应引入市场机 制、实行商业化运营，这已成为多数电力工业者的共识。 2 。1 。2 电力市场的组成及特点 ( 1 ) 电力市场的组成 电力市场中的参与者是多元的利益主体各个独立经营的电 厂，输电网、配电网和用户。它们是相互平等的、自主的，在市场中 允许买卖双方的多方选择。电力市场的目标和约束都具有一定的柔 性。 电力市场各参与者的新特点： 电厂：激励改善经营管理，提高生产率，降低成本，增加竞争活 力。 用户：从一个固定的、被动的、没有理性和协作性的受控终端转 化成有理性和主动的市场参与者，对自己如何用电有自主的选择权。 5 太原理工大学硕士研究生学位论文 ( 2 ) 电力市场的特性 电力市场具有一般市场的共性，即开放性、竞争性：它不仅要具 备一个有序、成熟的市场的基本要素，即： 对所有市场参与者是公平的，保证网络开放，扩大自由选择 的权利： 市场交易必须是公开的，并加大透明度以便监督； 市场必须建立有关的法令、法规，保证有规可循，公平竞争， 不允许有特殊者。 同时，它将受到电力系统内在规律的严格约束，即：电力系统运 行的基本特性( 安全性、经济性) ，成本与电价的时空差别，电厂和 电网，电网和用户之间的冲突和协作等等。总之，电力市场也有它的 特殊性，需要计划和协调。 2 1 3 我国电力市场的框架模式 ： 在发达国家建立电力市场重要是为了引入竞争机制，为近于饱和 的电力工业注入新的活力，而我国主要目的是为了引进投资，平衡能 源结构，促进转运贸易，改变某些地区电力长期短缺，而某些地区电 力过剩的局面，同时降低电力成本。鉴于我国电力工业发展的实际情 况，电力体制的改革模式既不能象美国那样的自然发展模式，也不能 照搬英国的体制改革模式。为此我国采取逐步过渡的方法，在输电、 配电网不断发展、完善的同时，先开放发电市场，也为了积累实际经 验，然后等到电力工业各方面发展到一定程度。再开放输电和配电市 场。 考虑我国实际上电网发展不均衡，电力市场的管理模式可以如图 2 1 所示。其中国家级电力市场主要是完成全国范围内调节余额， 6 太原理工大学硕士研究生学位论文 转运贸易，事故下各电力公司间的协调运行，总体的电源和电网规划， 以便发挥全国的联网优势 网省级电力市场主要是组织本区域内电厂的公平竞争和整个电 力系统的市场化运作，在初级电力市场中，重点是省网级的区域电力 市场。 其它国家电网e其它国家电网f 电厂卜_ 1 国家级电力市场 网级电力市场ali 电厂卜_ 1 网级电力市场bil 网级电力市场c 省级电力市场a省级电力市场bii 省级电力市场c 电厂iil 电厂i ili 供电局li 供电局 图2 1 我国初级电力市场大致模式 f i g 2 - 1t h em o d eo f p r i m a r yg r a d ep o w e r m a r k e ti no u r c o l i n t r y 2 2 电价的功能及本质 2 2 1 电价的功能 2 1 【5 】 在社会主义市场经济里，价格作为联系供求双方和引导消费的桥 7 太原理工大学硕士研究生学位论文 梁，起调节作用，是市场机制的核心。电能和一般商品一样，都是计 量和有价交换的。但是电能不能大规模长时间存储，产供销次完成 基本上是瞬时平衡的。电力行业是一个资金和技术高度密集的产业， 电能应当在有效经营的基础上为用户提供良好的服务，电能价格的制 定应根据客观的标准明确地计算，同时接受政府的监督，并保证公平 对待用户。因此，电价应当具备下述3 个最基本的功能。 l 、正确反映生产成本，以维护简单再生产 电价应当正确地反映生产成本，以维持简单再生产。这对一般商 品来说是不困难的。但是电力工业的投资环境受到政治社会和经济大 环境的直接影响，即使用折现方法换算到同一年也缺乏可比性，即在 电力资源的利用上，不能简单相加求和。因此它的总的固定成本畸变 了。这在发展中国家很突出。 2 、具有筹资和投资功能以扩大再生产，满足用户发展的需要 电价和电量不仅应当满足短期电能简单再生产的需要，而且应当 满足长期电能扩大再生产的资金需要，以便保证电力工业持续稳定地 发展。 3 、具有调节功能 电价应当具有调节功能，引导用户合理用电和引导发电厂顶峰压 谷。电力系统在峰负荷时段危险地逼近电力容量的极限，由于必须使 用高燃料成本和利用小时数很低的调峰机组，故其电力生产成本可能 成倍增加。另一方面，在低谷时段往往要压火停机，同样危及系统的 经济性和安全性。因而，在峰时段应高电价，鼓励发电厂顶峰发电，弓f 导用户转移部分负荷；在低谷时段应降低电价，以便方面鼓励用户 用电，另一方面促使发电厂压低负荷，从而更有效利用电力资源，降 低系统的峰容量要求，并改善系统的负荷率。因此电价在电能生产消 8 太原理工大学硕士研究生学位论文 费交换的各个环节都能起到间接调控的作用。 2 2 。2 电价的本质 在电力市场中，电能是一种商品，电价是电能价值的货币表现。 商品价格围绕商品价值上下波动，决定和影响电价的因素是多方面 的。 首先，由于商品的价格是由商品价值决定的。商品价值是凝结在 商品中的一般的人类劳动。因而电能的价值决定了电价。在其他条件 不变的条件下，单位商品价值提高或降低必然导致其价格的相应上升 或下降。 其次，供求关系影响电价。 第三，国家经济政策影响电价。国家可以采用最低限价来保护生 产者的利益，或通过制定最高限价来保护消费者的利益。 第四，纸币的发行量影响价格。也就是当国家发行过多的纸币时， ， 必然导致市场上通货膨胀，也就导致电价的上涨。 第五，消费者的心理预期变化也会影响价格。当人们预期到价格 会很快大幅度上涨时，人们纷纷到银行挤兑，上街购物保值，导致物 价提前大幅度上升，反之亦然。这就是所谓的“买涨不买跌”。这样 就必然影响电价的变化。商品的价格既要以商品价值为基础，又要以 供求变化等因素为转移，而且价格的变化反过来影响供求关系的变 化，因此价格是调节资源配置的重要经济杠杆之一。同样，在电力市 场中，发挥好电价的作用，对我国电力工业健康稳定可持续发展是有 重要作用的。 9 太原理工大学硕士研究生学位论文 2 2 3 电价在电力市场中的核心地位 电价在电力市场实现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都用价 格( 费用) 表示出来。例如：峰谷电价计算；水电电价的确定；无功 电费的计算：检修费用的计算：备用费用的计算：输电费用的计算； 接网费用的计算：事故损失计算；可靠性费用计算等等。利用电价在 市场环境中的经济信号作用，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。 2 3 制定电价的原则 电价的基本职能是配置电能资源，则合理的电价就应是引导电能 资源趋向最佳配置的电价，但由于电能的生产存在资本密集、企业规 模大、投资期长、产品结构单一、消费水平存在区域性差别、消费时 间集中、消费可替代性差等特点。因此，电价合理化有一些特殊要求： 电价应在一个较长的时期内，接近电能供给的经济成本或生产价格， 不允许短期均衡电价与长期电价的差额过大，就是说不允许市场价格 背离生产价格幅度过大。由于电力工业是一个资本进出障碍很大且生 产能力增减是跳跃式的产业。因此，合理电价应比较接近必要正常成 本和正常利润之和，并形成一个反映特殊成本发生方式和独特的质量 评价标准的电价体系。 2 3 1 合理电价的构成 电价是否合理，小仪要看它是衙与电力生产的必安生产赞用柏吻 1 0 太原理工大学硕士研究生学位论文 合，而且要看其调节方向和调节力度是否与资源的最佳配置的要求相 符合。因此，在对电价的基本构成考察时，需要针对电力行业生产与 消费关系的实际特点，对影响电力生产必要费用以及影响电力供需关 系的诸多因素进行综合考虑。 l 、影响电力供求总量平衡的平均电价基本构成 电力供求总量平衡包含两个方面的内容，即电力产业总供给与总 需求的平衡以及电力产业各生产阶段之间总供给与总需求的关系。根 据价格一般理论，平均电价( 此处可泛指电力产业每一生产阶段，即 发电、电网和供电各自的平均电价) 的构成应包括成本、平均利润和 价内平均税收三部分内容。 即： r ( 平均) = f ( c ，k p 最平均) ，k r i 平均) ) ( 2 一1 ) 其中；月：电价 c ：平均合理成本 p ：利润 世，：受供求等因素影响的利润修正系数 r ：价内税收 k “受产业政策等因素影响的税收修正系数 2 、考虑电力供求即时平衡的实时电价的基本构成 实时电价的基本构成在上述平均电价的基础上予以修正得出， 即： r ( 实时) = f ( k c c ，k p 鼻平均) ，k r 王平均) ) ( 2 - - 2 ) k 。，= f ( t ，s ，v ，f ，) ，是不同用电类型影响供电成本的修正系 数。 其中，r ，s ，v ，f ，r ，厂分别是峰、谷、平时、峰枯季节、电压等级、 用电负荷种类、设备负荷率以及用电安全性等指标对电价成本的影响 l 】 太原理工大学硕士研究生学位论文 因素。 2 3 2 制定电价的原则 我国电力法第二十六条规定：“制定电价，应当合理补偿成 本。坚持公平负担，促进电力建设。”简言之，制定电价的三条基本 原则为：成本为主、合理利润、公平负担。 1 、正确反映资源价值，使资源不但在国民经济各部门而且在电 力工业内部合理配置，使供需更有效地衔接； 2 、满足公正公平原理，例如：公正地按用户边际成本分配费用， 维护电价相对稳定，向低收入者提供最基本的服务： 3 、使电力系统得到合理收益，以满足电力再生产的需要； 4 、体系简洁易懂： 5 、其它一些经济政策约束。 基于电价应实现的功能，一般归纳出以下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，成本与合理收益原则 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。 1 2 太原理工大学硕士研究生学位论文 电力法第三十七条对上网电价规定了“同网同质同价”的定 价原则。这一条可以看作是维护公平、公正的原则。在市场中公平、 公正不但指生产者之间的公平、公正，还包括用户间及供需双方之间 的公平、公正。实现的手段主要依靠引入竞争机制。 电价提供合理的经济信号指的是价格能真实反映生产成本及供 需状况，依据该电价做出的投资决策、生产和消费调整有利于资源的 充分利用，有利于社会效益的取得。 此外，制定的电价还应具有可执行性，结合相关电力系统特点， 与当时、当地的软硬件条件相适应。 2 4 电价理论的历史发展 传统的电价确定方法【6 】为：会计成本加上预算利润，主要包括固 定资产折旧、各类固定开支、税收及利润。折旧费是固定资产在合理 运营年限内回收的费用。固定开支包括电厂的燃料费、设备维修费、 工资、各类营运费用等。税收包括各级政府规定的各类税收。利润是 企业扩大再生产的来源，一般情况下由政府确定。 上述定价方法的优点在于简单易行，便于企业实现财务管理和年 度结算。但是随着电力企业市场化运营的不断深入，这种定价方法的 缺点也目益暴露出来。首先，它是一种人为的价格，构成价格的几大 因素包括折旧、税收、利润都由政府决定，不符合电能作为一种商品 的价值基础。表现在实践上就是在电力匮乏时，其价值被低估，电力 企业不能迅速筹揩资金以扩大再生产，只能靠国家投入，浪费了资金 和州间；当电力饱和蛔，电能价值被高估，电力负荷不能有效的增长， 】3 太原理工大学硕士研究生学位论文 电力企业不能进行经济的运行，导致社会资源的浪费。其次，这种定 价方式是静态的和统计性的，它着眼于企业财务报表的平衡，无法对 以后的价格产生影响，因此无法计算出它的分时价格，勉强产生的分 时价格也只能是经验的估算，因其缺乏科学性而无法在实践中使用。 随着近年电价理论研究的深入，基于经济学的边际成本定价模式 被日益重视起来，这种定价方法是世界银行能源处在发展中国家推荐 的定价方法，该方法着眼于电力资源的充分利用，其电价取决于电力 资源的边际成本。其优点在于它是利用一个以电力资源有效利用为目 标的最优模型方式优化计算的，最大限度地排除了人为影响，因而具 有科学性。其次，在计算时采用了边际成本原理，因而电价中包含有 动态信息，可以从中导出分时电价。在对结果进行会计学修正之后， 非常适用于电力企业市场化运营。 经济学的电价理论最早出现在8 0 年代。1 9 8 0 年，美国麻省理工 学院以f c s c h w e p p e 为首的六位学者提出要改变传统的供求模式并 建立电力市场，主张计算与控制电能的现价( 即s p o t 电价) ，它随 时间、母线、负荷、系统的状态变化而变化，这个价格大体上每隔 5 m i n 变化一次，周期取决于系统要求。 1 9 8 1 年，m m u n a s i g h e 叙述了应用边际成本原理定价的理论框 架、它用长期边际成本确定电价水平，建立了个峰谷电价分担模型。 该文第一次比较系统地论述了边际成本定价方法。 1 9 8 3 1 9 8 7 年，t o y a m a 应用数学规划方法度量电力的边际成 本，他采用内生的影子价格作为各时段的边际成本，并通过最优基矩 阵的逆来求解。该文第一次用数学模型计算电力的边际成本，并给出 了理论分时电价。 1 9 8 9 1 9 9 3 年，a k d a v i d 应用k t 条件建立了动态电价的一般 1 4 太原理工大学硕士研究生学位论文 表达式，研究了各种损失和约束条件下的附加费用的表达式、需求特 性以及它们的时间相关性对动态电价的影响。 经多年来众多科学家的潜心研究和总结提高，到1 9 9 2 年 m l ，b a u g h m a n 应用m o n t ec a r l o 随机模拟方法研究了短期s p o t 电 价的计算。他利用随机数发生器决定发电机与输电线的状态，考虑了 等微增率经济调度、用户的电价响应、供电品质、电量短缺成本以及 峰电厂容量年金成本等因素，得到了日时变的现金电价，同时还考虑 了网损及输电限制，得到了输电网结点上时变的现金电价曲线族。他 首次应用系统模型化方法展现了现金电价的时空特性。1 9 9 3 年他进 步将其扩展为区别可靠性要求的实时电力定价。 2 5 现代经济学电价理论及其方法 现代经济学电价理论中的电价1 7 是一个理想化的在负荷一时间 时空中的变量，这意味着在任何负荷状态下任何时刻电价都在变化， 都和此时的成本相匹配。但在实际应用中，我们更关心的是每小时的 电价即一般意义上的分时电价。由现代经济学电价理论中的电价经过 一定的简化和统计学平均即可推出具有可操作性的分时电价。 电价由成本和效益两部分构成。电能的生产具有每日循环和瞬时 消费的特性，这使得电价可以表述为一个严格的时间函数；另一方面， 从负荷的构成来说，一部分是不变负荷( 基荷) ，它的生产成本和效 益主要体现在总电量上，而另一部分是可变负荷( 峰荷) ，它的电量 不多，其成本和效益主要体现在容量上，因此，电价也可表述为负荷 的函数。综上所述，i 电价是一个负荷一刚问的二维幽数。 1 5 太原理工大学硕士研究生学位论文 具体的分时电价是这样构成的：对系统进行经济学的成本和效益 评估，对成本和效益进行负荷、时间二维分担，统计学简化形成分时 电价。其步骤如下： ( 1 ) 系统经济学模型。除了一般的数学规划外，它的约束中应体现 出电力资源的有限性、电能供求的平衡性及电力资源的经济学成本； ( 2 ) 计算电力系统的经济学成本。它基于影子成本原理，计算包括 新电源的规划、现有电源及退役电源的价值、电网间电能交易及容量 价值等问题： ( 3 ) 电力系统经济学效益。它基于边际成本理论应用负荷微分方法 得到： ( 4 ) 将成本和效益进行相关分配，即在每一条负荷曲线上，将成本 和效益沿负荷轴和时间轴进行二维展开，确定每台机组每小时的价 值。这是最重要的一步，近年来通常用电力不足概率来分配与容量有 关的效益，用电量加权平均来分配成本，用电量不足期望来分担与电 量有关的效益。不同的问题对应有不同的分配原则，同时在理论上对 于分配原则也有许多不同的观点； ( 5 ) 根据上面的具体计算形成可操作的分时电价。 26 电价的分类 电价是电力商品价格的总称，为电力产品的货币表现。电价按不 同的划分依据可分为不同的类别。如： 1 6 太原理工大学硕士研究生学位论文 一 下网基赫 按销售方式分 按用电时间分 f 趸售电价 l 直供电价 f 峰谷( 分时) 电价 季节( 分时) 电价 l实时电价 按用户的重要性分f 专鬻 f 单一掣譬价 按制定电价的方法分 两部制电价 【三部制电价 按用户类别分 上网电价是指独立经营的电力生产企业向电网输送电力商品的 结算价格，一般是指独立的地方小火电、小水电、独资或集资建设的 独立经营的发电厂、企业自备发电厂、中外合作经营的发电厂、外商 独立经营的发电厂向电网出售电力商品的售电价格，其计价点通常是 在产权分界处或发电厂出口。上网电价有时也称电网经营企业向独立 经营的电厂生产企业收购电力商品的购电价格，其为调整独立经营的 电力企业与电网经营企业利益关系的重要手段和协调两者经济关系、 使发供企业协调发供的重要经济杠杆之一。上网电价调整的是售电方 1 7 价价价价电电电电电电电电用用用用业业业民工农商居 太原理工大学硕士研究生学位论文 和购电方的利益关系，这里售电主体是独立经营的电力生产企业，购 电主体是电网经营管理企业。 电网互供电价是指电网与电网之间相互销售电力的价格，这里售 电方和购电方都是电网，而且是两个不同核算单位的电网。 下网电价( 购网电价，有时也称电网销售电价) 是电网通过供电 企业向用户销售的电价。这里值得注意的是售电主体的复合性，即电 网企业和供电企业。实际上，电网企业不直接供电，而是通过若干个 供电企业销售电力，供电企业是电网企业的窗口，这主要是指省级以 上的电网。当然有的电网企业本身也是某一地域一定电压等级的供电 企业，如地( 市) 县级电网企业也就是供电企业。所以用户一方与电 网发生关系的主要是供电企业，执行的电价也就是电网销售电价。 我国现行销售电价制度有单一制电价和两部制电价两种，同时又 由于我国实行的是分类电价( 共计八类) 和分时电价( 峰谷电价) ， 对于不同类的客户以及不同的用电方式和不同的用电时段，电价及计 费方式不同，其中对居民生活用电电价、非居民照明用电电价、商业 电价、普通工业( 变压器容量小于3 1 5 k v a ) 用电电价、非工业用电 电价、农业生产用电电价、趸售电价执行单一制电价，对大工业用电 ( 变压器容量在3 1 5 k v a 及以上的) 执行两部制电价，对以上八类 客户，除行政机关、学校( 不含校办工厂) 、部队( 不含生产企业) 、 医院、地铁、无轨电车、自来水、煤气及居民用电外的所有客户包括 趸售单位，均可以执行峰谷电价。同时对用电容量达1 0 0 k v a 及以 上的电力客户依功率因数调整电费。这使得电费核算( 尤其是两部制 电价的客户) 非常复杂。( 详见附表1 和附表2 ) 1 8 太原理工大学硕士研究生学位论文 2 7 我国电价改革的现状 中国的电价改革是2 0 0 2 年开始发轫的。它并非单兵独进，而是 作为电力体制改革的一个重要组成部分，与中国电力行业打破垄断的 进程紧密相联。 2 0 0 2 年4 月1 1 日，国务院批准并开始实施电力体制改革方案。 电力体制改革方案的总体目标是：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。 根据这一总体目标，方案中确定“十五”期间电力体制改革 的主要任务是：实施厂网分开，重组发电和电网企业：实行竞价上网， 建立电力市场运行规则和政府监管体制，初步建立竞争、开放的区域 电力市场，实行新的电价机制；制订发电排放的环境折价标准，形成 激励清洁电源发展的新机制：开展发电企业向大用户直接供电的试点 工作，改变电网企业独家购买电力的格局。 2 0 0 2 年1 2 月2 9 日，中国华能集团公司、中国大唐集团公司、中 国华电集团公司、中国国电集团公司和中国电力投资集团公司5 大电 力集团公司和2 大电网公司及几家辅业集团公司等1 1 家相关单位挂 牌，电改走出实质性的第一步。 改革初期( 过渡期) 的重点是在厂网分开的基础上，建立与发电 环节适度竞争相适应的上网电价机制；初步建立有利于促进电网健康 发展的输配电价格机制；实现销售电价与上网电价联动：优化销售电 价结构；允许用电量大的用户直接向发电企业购电。 1 9 太原理工大学硕士研究生学位论文 上网电价将实行两部制电价。所谓两部制电价，即上网电价由容 量电价( 按电厂的发电装机容量核定的电价) 和电量电价( 按电厂实 际上网的电量计算的电价) 两部分构成。实行容量电价的目的是为投 资者提供部分收入保障，并能够引导电力长期投资。容量电价水平按 电力调度交易中心经营范围内发电企业平均投资成本的一定比例制 定，原则上实行同网同价，并保持相对稳定。 输配电价改革的第一步是厂网分开时输配电价按平均售电价格 扣减平均购电价格确定。第二步是随着电网的发展，逐步过渡到“成 本加成”方式核定输配电价格。监管机构将制定成本规则，电网运营 成本按社会平均水平确定。投资收益以电网企业有效资产和市场筹资 成本为基础确定。第三步是当电网发展比较成熟时，选择“价格上限 制”或“收入上限制”等基于业绩的管理方式。 在销售电价方面，由于售电环节不具有自然垄断性，改革方向是 在给全部用户以自由选择供电商权力的基础上，价格由市场决定。竟 价初期，销售电价仍需由政府管理。政府制定销售电价的原则是，坚 持公平负担，有效调节电力需求，兼顾公共政策目标，并建立与上网 电价联动的机制。 销售电价的调整采取正常调价和联动调价两种形式。一是居民和 农业生产用电实行正常调价，原则上每年一次，期间尽量保持稳定。 二是工商业和其