北京市居民用電階梯式定價(jià)研究設(shè)計(jì)說明書

1、北京市居民用電階梯式定價(jià)研究設(shè)計(jì)說明書（節(jié)能減排大賽社會實(shí)踐調(diào)研類國家二等獎）設(shè)計(jì)者：黃潔亭 賈鵬飛 何夢蜀 許偉 楊磊 李芝娟 王奔宇指導(dǎo)老師：張利（華北電力大學(xué)可再生能源學(xué)院，北京市，102206）摘要：國家發(fā)展和改革委員會價(jià)格司司長曹長慶2009年11月22日介紹，國外居民電價(jià)一般是工業(yè)電價(jià)的1.5倍至2倍。而我國長期對居民用電實(shí)行低價(jià)政策。去年全國居民用電平均價(jià)格為每千瓦時0.5元左右，既低于工業(yè)電價(jià)，也低于平均電價(jià)，而國外居民用電價(jià)格折合人民幣為1元至1.5元。我國目前較低的居民電價(jià)主要通過提高工商業(yè)用電價(jià)格分?jǐn)偝杀緦?shí)現(xiàn)的。他認(rèn)為，如果不逐步理順電價(jià)，長期下去，既加重工業(yè)和商業(yè)企業(yè)的

2、用電負(fù)擔(dān)，影響我國的經(jīng)濟(jì)競爭力，又導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)條件好、用電越多的家庭補(bǔ)貼越多，經(jīng)濟(jì)條件差、用電較少的家庭補(bǔ)貼越少的不合理分配。這種暗貼是不合理，不公平的。本調(diào)研從2010年1月開始，對北京城區(qū)及城郊的不同住宅小區(qū)的居民，就家庭月均收入，用電量，用電習(xí)慣等進(jìn)行了問卷調(diào)查。在分析調(diào)查數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合長期邊際成本定價(jià)法，給出一套階梯式電價(jià)方案。在建立出居民的用電量需求函數(shù)后，通過與長期邊際成本定價(jià)法的比較，對階梯式電價(jià)方案進(jìn)行了福利分析、效率分析和節(jié)能效益分析；通過建立偏最小二乘回歸模型引出居民承受能力系數(shù)，對電價(jià)上調(diào)時居民的承受能力做分析。在分析的過程中發(fā)現(xiàn)階梯式電價(jià)方案的不足，并參照國外一些電價(jià)制

3、度，提出了“單一電價(jià)加固定現(xiàn)金補(bǔ)償”的電價(jià)方案。最后在對階梯式電價(jià)方案全面分析的基礎(chǔ)上，提出了一些對階梯式電價(jià)實(shí)施的建議。關(guān)鍵詞：階梯式電價(jià) 長期邊際成本定價(jià) 偏最小二乘回歸正文部分：背景介紹1、現(xiàn)行電價(jià)政策介紹自2003年以來，我國已全面推行峰谷電價(jià)制度。根據(jù)物價(jià)局經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會電力工業(yè)局聯(lián)合發(fā)文的文件精神，居民生活用電峰谷電價(jià)，是目前在城市居民當(dāng)中開展試點(diǎn)的一種新電價(jià)類別。它是將一天24小時劃分成兩個時間段，把8：0022：00共14小時稱為峰段，執(zhí)行峰電價(jià)；22：00次日8：00共10個小時稱為谷段，執(zhí)行谷電價(jià)。2006年，北京市發(fā)展改革委發(fā)出關(guān)于居民分戶電采暖電價(jià)問題的通知，對城區(qū)“煤

4、改電”居民實(shí)施峰谷電價(jià)政策。方案提出，每年11月1日至3月31日采暖季低谷時段電價(jià)0.30元/千瓦時，高峰時段電價(jià)0.4883元/千瓦時。高峰時段指每天6時至22時，其余為低谷時段。截至2008年底，全市共有超過15萬用戶執(zhí)行峰谷電價(jià)政策。2、現(xiàn)行電價(jià)制度的不足（1）現(xiàn)行電價(jià)政策不能避免常規(guī)能源發(fā)電供求關(guān)系的失衡。 1）電價(jià)政策的取向與投資項(xiàng)目審批的政策取向不協(xié)調(diào)。 2）電價(jià)體制與現(xiàn)行電力行業(yè)的市場結(jié)構(gòu)不協(xié)調(diào)。我國電力行業(yè)市場結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀是：輸配售一體化壟斷經(jīng)營，而發(fā)電側(cè)多家經(jīng)營，形成了競爭性市場結(jié)構(gòu)。輸配售一體化壟斷的市場結(jié)構(gòu)，要求強(qiáng)的價(jià)格、投資等方面的政府管制；發(fā)電側(cè)多家經(jīng)營，則要求由市場機(jī)

5、制起主導(dǎo)作用，由電力企業(yè)自主投資、自主定價(jià)。發(fā)電行業(yè)這種競爭性市場結(jié)構(gòu)與價(jià)格、投資強(qiáng)而高度集中的管制的矛盾，必然導(dǎo)致電力供給時多時少的失衡局面。只要發(fā)電行業(yè)這種競爭性市場結(jié)構(gòu)與價(jià)格、投資強(qiáng)而高度集中的管制的矛盾繼續(xù)存在，常規(guī)能源發(fā)電供求關(guān)系的失衡就不可避免。（2）現(xiàn)行電價(jià)政策對常規(guī)能源發(fā)電短期供給的調(diào)節(jié)措施不完善。目前的缺電，總體上表現(xiàn)為發(fā)電能力不足。但隨著新機(jī)組的迅速增加，缺電局面有“由缺容量轉(zhuǎn)為缺電量”的趨勢。而缺電量的原因，除部分水電站上游來水量偏少外，主要是煤炭企業(yè)不肯按發(fā)電企業(yè)的要求發(fā)送電煤。煤炭企業(yè)所以不肯按發(fā)電企業(yè)的要求發(fā)送電煤，主要是雙方在電煤價(jià)格上達(dá)不成協(xié)議。而雙方在電煤價(jià)格

6、上所以達(dá)不成協(xié)議，又是因?yàn)殡妰r(jià)中沒有煤價(jià)相應(yīng)上漲的空間。所以，雖然現(xiàn)行電價(jià)政策對常規(guī)能源發(fā)電投資有足夠的刺激作用，但短期的供給保障機(jī)制并不完善。（3）現(xiàn)行電價(jià)政策尚未把節(jié)能作為核心的政策目標(biāo)。總體上看，改革開放以來的大多數(shù)時期，中國的電價(jià)政策還是較側(cè)重于提高發(fā)電側(cè)的供給能力。發(fā)改委有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，從供電成本的角度看，我國現(xiàn)行居民電價(jià)是嚴(yán)重偏低的。國外居民電價(jià)一般是工業(yè)電價(jià)的1.5-2倍。而我國長期對居民用電實(shí)行低價(jià)政策，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2008年全國居民用電平均價(jià)格為每千瓦時0.50元左右，既低于工業(yè)電價(jià)，也低于平均電價(jià)。發(fā)改委負(fù)責(zé)人還表示，目前較低的居民電價(jià)，主要通過提高工商業(yè)用電價(jià)格分?jǐn)偝杀緦?shí)現(xiàn)的

7、。長期下去，既加重工業(yè)和商業(yè)企業(yè)的用電負(fù)擔(dān)，影響我國的經(jīng)濟(jì)競爭力，又導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)條件好、用電越多的家庭補(bǔ)貼越多，經(jīng)濟(jì)條件差、用電較少的家庭補(bǔ)貼越少的不合理分配。而要大幅度提高居民電價(jià)又受到居民承受能力制約，尤其是低收入居民對電價(jià)調(diào)整十分敏感，因此，這次改變了以往“一刀切”簡單全面提價(jià)的做法，這次電價(jià)調(diào)整暫不調(diào)整居民用電價(jià)格，擬在深入調(diào)研論證的基礎(chǔ)上，在我國推行居民生活用電階梯式遞增電價(jià)。3、階梯式電價(jià)簡介3.1階梯式電價(jià)階梯式電價(jià)（Multistep electricity price ；Ladder-type price）是將電價(jià)分為不同的階梯，在不同的定額范圍內(nèi)，執(zhí)行不同的價(jià)格的一種定價(jià)方式。

8、使用電量在基本定額之內(nèi)，采用基準(zhǔn)電價(jià)，如果超過基本定額，則超出的部分采取另一梯的電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)收費(fèi)。階梯式電價(jià)分為增階梯電價(jià)和降階梯式電價(jià)兩種。增階梯電價(jià)是指隨著用電量的增多，電價(jià)越高；降階梯式電價(jià)則相反，使用電量越多，電價(jià)越低?；趯δ壳皣?yán)峻能源形勢的清晰認(rèn)識以及對國家的民生工程實(shí)行、電業(yè)公司盈利的綜合考慮，我們把研究范圍放在居民用電的階梯式遞增電價(jià)方面。階梯式計(jì)量電價(jià)基本上能夠達(dá)到電的商品定價(jià)目標(biāo)，既可以避免增加居民正常生活用電的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)， 又能對奢侈用電、浪費(fèi)用電起到必要的約束和抑制作用， 有利于形成節(jié)電節(jié)能風(fēng)尚。3.2理論依據(jù)其理論基礎(chǔ)是拉姆齊定價(jià)策略(Ramsey，1927)，是以拉姆齊法

9、則為基礎(chǔ)的一種定價(jià)方式，核心思想是追求預(yù)算平衡(滿足壟斷企業(yè)的收支平衡)約束下的社會福利最大化。拉姆齊定價(jià)要求產(chǎn)品定價(jià)應(yīng)考慮到不同產(chǎn)品的需求彈性，高需求彈性的產(chǎn)品價(jià)格上升幅度小，反之則相反。簡單地說，拉姆奇定價(jià)法是使用“與彈性成反比”規(guī)則，價(jià)格彈性較低的用戶被收取較高的價(jià)格，因此也為補(bǔ)償固定成本做出更多貢獻(xiàn)。拉姆齊模型既考慮了生產(chǎn)者自身的成本，又兼顧到消費(fèi)者的支付意愿，一直被看作符合社會福利要求的定價(jià)模型，對設(shè)計(jì)差別定價(jià)具有重要的指導(dǎo)意義。4、階梯式電價(jià)的應(yīng)用情況國外：日本的電價(jià)制度規(guī)定了多種計(jì)價(jià)模式。其中，針對居民生活用電，采用分段電價(jià)制：第一段為120千瓦時，是生活必需用電，電價(jià)最低；第二

10、段為121至250千瓦時，電價(jià)與電力平均成本持平；第三段為250千瓦時以上，電價(jià)最高，反映電力邊際成本的上漲趨勢，用以促進(jìn)能源節(jié)約。美國對居民生活用電采用生命線電價(jià)，這是政府對低收入居民特殊照顧的一種電價(jià)。生命線電價(jià)作為對貧困戶的優(yōu)惠，對在生命線用電量以下的每戶每月用電量，規(guī)定一個較低電價(jià)；對超過生命線用電量限額的用戶，按合理電價(jià)收費(fèi)；再超過某一用電量限額時，按高于合理電價(jià)收費(fèi)。這種電價(jià)遞增體現(xiàn)了超額用電對資源和環(huán)境壓力，是合理的。國內(nèi)：福建150千瓦時、四川60千瓦時以上開始加價(jià)。根據(jù)目前的福建省電網(wǎng)銷售電價(jià)表，居民生活用電按3個梯度收費(fèi)：月用電量150千瓦時及以下部分，每千瓦時0.4463

11、元，151400千瓦時部分為0.4663元，401千瓦時以上部分為0.5663元；合表用戶不分梯度，統(tǒng)一價(jià)格為每千瓦時0.4643元。2006年7月，經(jīng)國家發(fā)改委批準(zhǔn)，四川在全省范圍內(nèi)實(shí)施階梯式電價(jià)月用電量在60千瓦時及以下部分，電價(jià)不提高;61100千瓦時部分，電價(jià)上調(diào)0.08元/千瓦時；101150千瓦時部分，電價(jià)上調(diào)0.11元/千瓦時；151千瓦時及以上部分，電價(jià)上調(diào)0.16元/千瓦時。國內(nèi)實(shí)施居民階梯電價(jià)的省份，還有浙江、湖北、貴州等省。浙江省對不滿1千伏并執(zhí)行一戶一表計(jì)量的居民用戶執(zhí)行階梯電價(jià)與分時電價(jià)相結(jié)合的定價(jià)方法，對峰、平、谷三種時段價(jià)格均執(zhí)行了階梯電價(jià)。湖北、貴州對低保家庭設(shè)

12、立了生命線電價(jià)，其余相同電壓等級用戶執(zhí)行簡單單一制電價(jià)。問卷調(diào)查及結(jié)果 以下為調(diào)查問卷的結(jié)果統(tǒng)計(jì)，調(diào)查對象為北京市城區(qū)、城郊、農(nóng)村的1000戶家庭。表 1 家庭月均用電量調(diào)查結(jié)果按月用電量（度）100以下100至150150至200200以上合計(jì)家庭人口數(shù)124194451225105114342783161145656242468032651835764118616862228132992人均用電3550755555用電區(qū)間比例9%41%23%27%1合計(jì)904102302701000表格按照各類家庭大小區(qū)分了用電量。可以看出平均家庭用電量在100到150和200以上的區(qū)間比較普遍，而人均用

13、電量在55度，高于55度平均水平的用戶占大于五分之一的水平。所以我們在確定階梯電價(jià)的時候應(yīng)當(dāng)適當(dāng)對人均用電量高的用戶施加電費(fèi)壓力，但是又要考慮人口數(shù)多的家庭的用電量總和的高度。表 2 家庭月均用電量分布按電價(jià)區(qū)分120以下120300300以上合計(jì)家庭數(shù)2905401701000所占比例29%54%17%1從所調(diào)查的電價(jià)區(qū)分階梯，則大多數(shù)都集中在120到300之間，三百以上的月用電戶只有17%，所以重點(diǎn)在對300左右的用電用戶施加電價(jià)壓力，如此得以降低總的平均用電量。表 3 家庭主要耗電用電器用電情況電器家庭長時間使用率一般每小時耗電量（度）電熱水器90%1.20冰箱33%002電腦42%0.

14、30對于長時間耗電家電（平均每天用電時間在8小時左右甚至更多的家電）的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以大概反映出家庭耗電的一條可靠來源，從而對宣傳階梯電價(jià)和節(jié)約用電的實(shí)行也可以起到一定的參考作用。表 4 人均用電量分布北京城鎮(zhèn)居民家庭人日用電結(jié)構(gòu)調(diào)查分析人均收入（元）500以下500100010002000200030003000以上家庭數(shù)（戶）9825637921057人均用電量（度）3045504450從家庭收入來看，人均收入高低并不主要決定耗電量的高低，而且其所占比率有限，而人均收入在2000左右的家庭則是用電大戶，所以根據(jù)人均收入來調(diào)整和設(shè)定階梯電價(jià)比較有可循依據(jù)。以下幾個表格的數(shù)據(jù)取自北京市歷年的統(tǒng)計(jì)年

15、鑒。表 5 人均生活消耗能源量人均生活用能源項(xiàng) 目人均生活用能源20072006合 計(jì)(千克標(biāo)準(zhǔn)煤)625.5583.2煤 炭(千克)172.4171.0電 力(千瓦時)663.8614.7液化石油氣(千克)17.215.3天然氣(立方米)55.953.9圖 1表 6 城鎮(zhèn)單位在崗職工平均工資城鎮(zhèn)單位在崗職工平均工資(1978-2007年) 單位：元年 份在崗職工國有經(jīng)濟(jì)單位集體經(jīng)濟(jì)單位其他經(jīng)濟(jì)單位平均工資在崗職工平均工資在崗職工平均工資在崗職工平均工資19981228511971880015989199913778134838928177482000157261548398441916520

16、0119155197761106320594200221852237541199721432200325312284641358023769200429674340091342228026200534191390671469532324200640117432981778139513200746507505242037945508長期邊際成本定價(jià)邊際成本定價(jià)是以長期邊際成本為基礎(chǔ)，根據(jù)各個用戶用電的增加而引起的系統(tǒng)實(shí)際供電成本的增加計(jì)算而得，它能真正地反映不同供電電壓、不同負(fù)荷特性的用戶的實(shí)際供電成本。鑒于其科學(xué)性，在此我們先按照長期邊際成本定價(jià)法確定電價(jià)，在其基礎(chǔ)上，分析階梯式電價(jià)的福利和效

17、率。邊際成本定義為：在一定時期內(nèi)，最后增加一個單位產(chǎn)量所需支付的成本。式中：邊際成本；總成本增量；產(chǎn)量增量。從數(shù)學(xué)意義上講，邊際成本即表示總成本曲線各點(diǎn)的斜率。從經(jīng)濟(jì)意義上講，邊際成本即表示產(chǎn)量的單位增長引起成本額外增加的數(shù)值。根據(jù)邊際成本定價(jià)原理，電價(jià)應(yīng)使得社會效益為最大，即優(yōu)化目標(biāo)為式中：消耗電能后產(chǎn)生的社會凈效益；用戶使用電能后產(chǎn)生的用電效益（該效益已除去勞動力成本、原材料成本及設(shè)備折舊等，即為耗電能后生產(chǎn)產(chǎn)品的價(jià)值減去在時段除電費(fèi)外的生產(chǎn)成本，包括人工、原材料、設(shè)備折舊等等）；系統(tǒng)總發(fā)電成本；系統(tǒng)總發(fā)電成本中的電力成本；系統(tǒng)總發(fā)電成本中的電量成本。用戶使用電能而產(chǎn)生的用戶效益為即為用戶

18、使用電能生產(chǎn)產(chǎn)品的價(jià)值，減去所有生產(chǎn)成本后獲得的效益，稱為用戶使用電能而產(chǎn)生的用戶效益。與的區(qū)別在于，在去除生產(chǎn)成本時，未去除電費(fèi)，而去除了包括電費(fèi)在內(nèi)的所有生產(chǎn)成本。依優(yōu)化目標(biāo)，對容量和電量求偏導(dǎo)，可得而依據(jù)用戶的用電行為，用戶總是使其用戶效益為最大，將上式中對容量和電量求偏導(dǎo)，可得即于是得即容量電價(jià)等于容量發(fā)生邊際變化時，系統(tǒng)發(fā)電成本對容量的微增變化；電量電價(jià)等于用電量發(fā)生變化時系統(tǒng)發(fā)電成本對電量的微增變化。采用邊際成本法制定電價(jià)主要進(jìn)行三種邊際成本計(jì)算，即邊際發(fā)電容量成本、邊際電量成本及輸變電容量成本。邊際成本的計(jì)算采用影子價(jià)格。3.1邊際電量成本邊際電量成本就是系統(tǒng)為了滿足用戶負(fù)荷增長

19、而增加的電廠的運(yùn)行成本，通常，系統(tǒng)往往由技術(shù)水平最低、運(yùn)行成本最高的火電機(jī)組來承擔(dān)調(diào)峰。該電網(wǎng)主要由水電站和部分小火電(100MW以下)機(jī)組擔(dān)任調(diào)峰，因此，高峰時采用100MW機(jī)組的燃料成本作為系統(tǒng)高峰時的邊際電量成本，非高峰時采用大火電機(jī)組的燃料成本作為電量成本。高峰時的邊際電量成本為100MW機(jī)組的發(fā)電煤耗率與標(biāo)煤影子價(jià)格的乘積，為0.109元/kW.h，非高峰時邊際電量成本為0.099元/kW.h。3.2邊際發(fā)電容量成本邊際發(fā)電容量成本是在一定條件下為滿足電能消費(fèi)者新增單位kW的負(fù)荷需求而引起的發(fā)電投資。邊際發(fā)電容量成本是根據(jù)邊際電廠投資年金化而得，還要考慮電廠的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用以及電站建設(shè)

20、期中每年不同的投資流。此外，還要扣除燃煤節(jié)約費(fèi)用和機(jī)組的廠用電及可用率。邊際發(fā)電容量成本計(jì)算公式為：式中：廠單位千瓦投資；投資回收系數(shù)；計(jì)算公式為：式中：社會折現(xiàn)率；設(shè)備的經(jīng)濟(jì)壽命；調(diào)整系數(shù)，計(jì)算公式為：式中：為電廠在建設(shè)期的逐年投資；為電廠建設(shè)年限。運(yùn)行維護(hù)費(fèi)率；廠用電率；機(jī)組可用率；燃煤節(jié)約費(fèi)用。邊際電量成本就是系統(tǒng)為了滿足用戶用電量增長而增加的電廠運(yùn)行成本。根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際，邊際容量成本采用水火電站加權(quán)平均的容量成本，其中火電廠的影子價(jià)格7354元/kW(發(fā)電工程動態(tài)投資6394元/kW×1.15)，投資回收系數(shù)為12.8%(按折現(xiàn)率12%，機(jī)組壽命25年計(jì)算而得)，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)率取

21、3%，廠用電率取9.86%，機(jī)組可用率取80%，得火電容量成本為1606元/kW/年；水電廠的影子價(jià)格10465元/kW(發(fā)電工程動態(tài)投資9100元/kW×1.15)，投資回收系數(shù)為12.04%(按折現(xiàn)率12%，電廠壽命50年計(jì)算而得)，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)率取3%，廠用電率取0.1%，機(jī)組可用率取80%，得水電容量成本為1970元/kW/年，水火電容量成本權(quán)重分別取0.5，加權(quán)平均得到邊際發(fā)電容量成本為1788元/kW/年。大容量火電機(jī)組的煤耗較低，因此，它必然運(yùn)行在系統(tǒng)的基荷部位，而把系統(tǒng)中原有的一部分容量小、煤耗高的機(jī)組替代至尖峰部分運(yùn)行。這樣，必定會取得節(jié)省燃煤的效益，這部分燃煤費(fèi)用的

22、節(jié)省應(yīng)從容量成本中扣除。電網(wǎng)的平均煤耗可為379g/kW.h，燃煤節(jié)約為31.56元/kW/年。因此，系統(tǒng)的邊際容量成本為1756.44元/kW/年。3.3邊際輸變電容量成本由于輸變電設(shè)備不是每年均勻投入，尤其是高電壓等級的輸變電設(shè)備投產(chǎn)后，往往需幾年才能達(dá)到額定負(fù)荷運(yùn)行，所以輸變電投資波動較大，與負(fù)荷增長不完全一致，故采用平均增量成本作為輸變電容量成本。即首先求出各級電壓輸變電設(shè)備的年金，然后根據(jù)各級電壓的增量潮流，以輸送容量為權(quán)重用加權(quán)平均法求得各級電壓輸變電容量成本。各級電壓輸變電年金計(jì)算公式為：式中：輸變電年金；投資回收系數(shù)；運(yùn)行維護(hù)費(fèi)率；第n年的輸變電投資；第n年增加的輸送容量；折現(xiàn)

23、率；計(jì)算年限。加權(quán)平均的各級電壓輸變電容量成本計(jì)算公式為：式中：輸變電容量成本；每一電壓等級的回路數(shù)；第j條回路的輸變電年金；第j條回路的輸送容量。綜上，得出邊際成本為：元/千瓦時階梯式電價(jià)方案的確定圖2根據(jù)以上邊際成本定價(jià)法則，大致定價(jià)如下：第一階段：（用電量小于120千瓦時） 0.50元第二階段：（120千瓦時<用電量<300千瓦時） 0.55元第三階段：（用電量>300千瓦時） 0.65元五、階梯式電價(jià)方案的分析1、節(jié)能效益的分析1.1需求分析對居民用電的需求分析，我們考慮建立馬歇爾需求函數(shù)。馬歇爾函數(shù)是對于給定的（各種商品的）價(jià)格與收入，能使消費(fèi)者實(shí)現(xiàn)效用最大化的各種

24、商品的需求量，它是價(jià)格與收入的（向量）函數(shù)。相應(yīng)地，所能實(shí)現(xiàn)的最大的效用也是價(jià)格與收入的函數(shù)，此即間接效用函數(shù)。電需求模型：居民的收入彈性為：價(jià)格彈性為：下表為計(jì)算得到的各人均收入組的收入彈性和價(jià)格彈性。表 7 收入彈性和價(jià)格彈性計(jì)算結(jié)果彈性人均收入組（從低到高）500以下500-10001000-20002000-30003000以上收入彈性0.1360.1720.1060.118-0.079價(jià)格彈性-0.445-0.421-0.404-0.378-0.3691.2福利分析價(jià)格變化對居民福利的影響可以分成兩部分：收入效應(yīng)和替代效應(yīng)。在電價(jià)研究中，收入效應(yīng)是指由于電價(jià)上漲導(dǎo)致的實(shí)際收入的減少，

25、使得用于購買其他商品和服務(wù)的潛在支出減少。替代效應(yīng)則表示的是消費(fèi)者將把用于購買原物品的支出轉(zhuǎn)移到其他替代品的消費(fèi)。雖然電幾乎沒有替代品，這種替代作用可以表現(xiàn)為由耗電消費(fèi)品向節(jié)電消費(fèi)品的替換。 在研究中，我們以長期邊際成本定價(jià)為參考狀態(tài)，通過對比不同收入群體的收入效應(yīng)，可以衡量新電價(jià)政策相對于長期邊際成本定價(jià)而言的公平性。并通過對比替代效應(yīng)描述其效率性。價(jià)格變化前后，實(shí)際收入的變化：價(jià)格變化后，福利變化：圖 3圖 41.3確定電價(jià)方案變化后，節(jié)電量和平均電價(jià)對于階梯電價(jià)我們建立如下模型：假設(shè)f(x)為用電量為X的用戶數(shù)在總用戶中所占的比例，它滿足正態(tài)分布這里以三口之家為研究對象。我們小組在北京市

26、居民小區(qū)調(diào)查了1000戶家庭的用電情況，從調(diào)研數(shù)據(jù)分析來看，三口之家一般用電量的分布函數(shù)為：即三口之家用電期望180度/月，標(biāo)準(zhǔn)差為45度/月根據(jù)供求定價(jià)模型，設(shè)P為價(jià)格，Q為用量，可得：R=， 其中e為價(jià)格彈性系數(shù)，為0.4。用戶根據(jù)自己的原用電量大小，參照新的價(jià)格標(biāo)準(zhǔn)(階梯式價(jià)格)，決定新的用電量。將用電區(qū)間以C=120、C=300度/月為分段點(diǎn)，設(shè)原價(jià)格為P，新價(jià)格一階為，一階為，一階為，原用電量為X，根據(jù)所用的方案為階梯電價(jià)，價(jià)格為：當(dāng)用電量XC時，新用電量RX<C必然成立，用戶平均用電量 C=；當(dāng)用電量C<XC時1）C+ RC，即 X =X用戶平均用電量 C=2） X&l

27、t;XC,新用電量X滿足 C< C+< C用戶平均用電量 C=當(dāng)用電量X>C時1) C+ R+ RC即 XC+用戶平均用電量 C=2）X>必滿足C+ R+ R>C用戶平均用電量 C=總的用戶平均用電量：C=+ =+其中= , =+ =，用戶在用電上的消費(fèi)：Q=+經(jīng)計(jì)算得：C=162度/月，Q=94.2元/月較電價(jià)調(diào)整之前C=180度/月，Q=86.4元/月而言，月用電量節(jié)省了10%，而電力系統(tǒng)收入增加了9%。2、居民的承受能力分析2.1建立偏最小二乘回歸模型偏最小二乘回歸模型是新一代的多元統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析方法,研究多因變量(包括單一因變量) 對多自變量的回歸建模,能夠

28、在自變量存在嚴(yán)重多重相關(guān)性條件下進(jìn)行回歸建模。它是多元線性回歸、典型相關(guān)分析和主成分分析的有機(jī)結(jié)合。1、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理標(biāo)準(zhǔn)化處理可以使不同量綱、不同數(shù)量級的數(shù)據(jù)能在一起進(jìn)行比較。計(jì)算公式為：式中：變量在第個樣本中的取值；變量的樣本平均值；變量的樣本標(biāo)準(zhǔn)差；經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化后的取值。2、模型建立這里采用一種用于偏最小二乘回歸建模的簡潔算法。設(shè)有兩個矩陣和, 其中為自變量矩陣, 為因變量矩陣。記自變量矩陣經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理后的矩陣為 , 是矩陣的列矢量；因變量矩陣經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理后的矩陣為, 是矩陣的列矢量。則偏最小二乘回歸的簡潔算法如下:記和分別為矩陣和的轉(zhuǎn)置矩陣，則求出矩陣最大特征值所對應(yīng)的特征向量后，可求得成

29、分為：記，其中。求出矩陣最大特征值所對應(yīng)的特征向量后，成分為：記，其中。至第步，求成分，是矩陣最大特征值所對應(yīng)的特征向量。如果得秩是，則會有其中，回歸系數(shù)行向量組；殘差矩陣。由于，均可以表示成的線性組合，因此，上式還可以還原成關(guān)于的回歸方程形式，即殘差矩陣的第列。3、交叉有效性判別建模完成后還要判斷模型是否合理，這就需要用到交叉有效性概念：假定目前要提取個成分。首先將除去某個樣本點(diǎn)的所有樣本點(diǎn)集合（含個樣本），采用個成分?jǐn)M合一個回歸方程；然后把剛才排除的樣本點(diǎn)代入前面的方程，即可求出因變量第分量在樣本點(diǎn)上的擬合值。分別對每一個樣本重復(fù)上述步驟，得到的預(yù)測誤差平方和：定義因變量的預(yù)測誤差平方和：

30、再采用所有樣本點(diǎn)擬合含個成分的回歸方程。若記第個樣本點(diǎn)的預(yù)測值為，則可定義的誤差平方和：定義的誤差平方和：是用全部樣本點(diǎn)擬合的含個成分的方程擬合誤差。增加了一個成分，但卻含有樣本點(diǎn)的擾動誤差。如果個成本回歸方程的擾動誤差能在一定程度上小于個成分回歸方程的擬合誤差，則可認(rèn)為增加第個成分會使預(yù)測精度明顯提高。我們希望的比值越小越好。當(dāng)就認(rèn)為增加第個成分是有益的，反之則認(rèn)為增加第個成分對減小方程誤差無明顯改善作用。定義第個成分交叉有效性為：則與時完全等價(jià)的。2.2居民對電價(jià)上漲的承受能力分析居民電價(jià)上漲的綜合承受能力指的是城鎮(zhèn)居民在個人可支配收入、用電量與電價(jià)上漲三者綜合變動的基礎(chǔ)上對電價(jià)上漲的承受

31、能力。根據(jù)經(jīng)濟(jì)學(xué)的敏感度分析理論基礎(chǔ),用各因素變動相對量之間的比值作為系數(shù)比較妥當(dāng)。因此,我們提出采用其中：可支配收入；電費(fèi)支出。作為居民電價(jià)承受能力系數(shù)，時說明可支配收入增長高于電費(fèi)支出，則居民電價(jià)承受能力較強(qiáng)，反之較弱。我們選用相關(guān)度最高的居民可支配收入對居民電價(jià)承受能力系數(shù)作為參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)時，即說明可支配收入與電費(fèi)支出呈同步增長。我們可以認(rèn)為這一增長量是一個比較恰當(dāng)?shù)闹笜?biāo)。于是以上公式可以變化為：其中，分別是上年的可支配收入及電費(fèi)支出額，而可以使用預(yù)測的數(shù)據(jù)得到。從而得到電費(fèi)支出的增量，則電價(jià)的增量可以求得：通過MATLAB編程計(jì)算得擬合函數(shù)為：其中：居民用電量；居民電價(jià)；人均GDP

32、；人均可支配收入。從最終模型來看,電價(jià)與居民用電量呈負(fù)相關(guān)，人均GDP 以及可支配收入與用電量呈正相關(guān),這是符合客觀實(shí)際的。另外，從模型中各因素的權(quán)重可以看出，人均可支配收入對居民用電量的貢獻(xiàn)大于人均GDP。通過誤差分析可知，誤差均小于4 % ，平均誤差為2.24 %。說明該模型能較精確擬合數(shù)據(jù)，并能合理進(jìn)行預(yù)測。如果能選取更多的與居民用電量相關(guān)的因素進(jìn)行分析，該模型將更加精確。根據(jù)上述居民承受能力分析方法，假設(shè)人均GDP和人均可支配收入均增長8%，計(jì)算分析得到。說明在當(dāng)前電價(jià)方案下，居民的承受能力較強(qiáng)。3、對階梯式電價(jià)的實(shí)施提出建議本文對于北京案例的分析顯示，階梯式遞增電價(jià)確實(shí)緩解了電價(jià)上漲

33、對貧困人群的壓力負(fù)擔(dān)。另外，對電的需求是有價(jià)格彈性的，因此階梯式遞增電價(jià)能有效地抑制消費(fèi)者對電的消費(fèi)。然而，盡管很公平，分析顯示在北京擬實(shí)施的階梯式電價(jià)結(jié)構(gòu)也許難以實(shí)現(xiàn)財(cái)政自給，大多數(shù)居民都會限制在第一階梯內(nèi)進(jìn)行消費(fèi)。 這其實(shí)也為我們提出了一個問題，到底如何設(shè)計(jì)出能夠?qū)崿F(xiàn)收支平衡的階梯式電價(jià)結(jié)構(gòu)？這應(yīng)該成為日后進(jìn)一步研究的一個方向。 最后，福利損失估計(jì)顯示現(xiàn)金補(bǔ)貼比通過對電消費(fèi)進(jìn)行間接補(bǔ)貼要更有效率。這意味著可以在電價(jià)之外實(shí)施一些其他的輔助窮人的措施，例如在智利實(shí)行的對窮人的折扣制度。綜上，對于階梯式遞增電價(jià)的實(shí)施我們還需慎重考慮。在考慮到公平目的的同時，我們更需關(guān)注在此背后所隱含的效率損失。

34、 六、配合峰谷電價(jià)和分時電價(jià)“峰谷電價(jià)”與“分時電價(jià)”在事實(shí)上是基本相同的一種電能計(jì)價(jià)方式，就是通過對電力系統(tǒng)在負(fù)荷輕重不同的時段實(shí)行分時計(jì)價(jià)，在負(fù)荷較輕的谷段時實(shí)行較低電價(jià)，鼓勵增加用電，負(fù)荷較重的峰段時實(shí)行較高電價(jià)，抑制用電量。這種峰谷分時計(jì)價(jià)的計(jì)價(jià)方式可以有效的減小電力系統(tǒng)負(fù)荷峰谷差，有效緩解系統(tǒng)調(diào)峰任務(wù)的壓力，也有利于降低系統(tǒng)由于峰谷變化以及調(diào)峰引起故障的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，同時也能有效的緩解因?yàn)殡妰r(jià)上漲為用戶帶來的壓力。我們提出的階梯式電價(jià)在實(shí)質(zhì)上是將電價(jià)電平整體提高了，考慮到用電的社會效益，在階梯式電價(jià)中引入峰谷電價(jià)將會有效的平抑上漲的電價(jià)，居民在低價(jià)時段用電將會有效拉低整體電價(jià)。同時能夠降

35、低系統(tǒng)的調(diào)度調(diào)峰的難度，減少系統(tǒng)因峰谷差帶來的問題。所以在階梯式電價(jià)中適當(dāng)?shù)囊搿胺骞入妰r(jià)”或“分時電價(jià)”是有必要且有益的。雖然收費(fèi)方式的過于多樣化會帶來一系列新的問題，諸如計(jì)費(fèi)終端、計(jì)費(fèi)混亂等問題，但在階梯式電價(jià)中引入峰谷電價(jià)實(shí)為一種瑕不掩瑜的方法。七、提出新方案鑒于以上階梯式定價(jià)的局限性和缺點(diǎn)，我們建立了 “單一電價(jià)+補(bǔ)償金”的模型，其基本思想是通過對電價(jià)實(shí)行統(tǒng)一價(jià)格，而對不同的用電戶實(shí)行統(tǒng)一價(jià)格補(bǔ)貼，建立一種隱式的階梯式定價(jià)模型。模型建立如下：采用三戶制，設(shè)單一電價(jià)為P（單位：元/m），補(bǔ)償金為A（單位：元/每戶）原用電量平均為每戶C，原電價(jià)為PC=180度/月，P=0.48元/度根據(jù)供

36、求理論，價(jià)格調(diào)整后的用電量為：C= C=12每月每戶平均交電費(fèi)：Q=CP-A調(diào)價(jià)后的實(shí)際平均電價(jià)為：=若使此方案優(yōu)于三口制的階梯定價(jià)方案，則最優(yōu)情況需滿足節(jié)電率 1-10%每月每戶用電消費(fèi)增長率 -19%實(shí)際平均電價(jià)為 0.48將（6）、（7）、（8）式代入后，求出P、A使實(shí)際平均電價(jià)最小，即模型如下： min s.t. 1-10% -19% 0.48我們將約束函數(shù)簡化成只含P和A的二元函數(shù)，用MATLAB軟件的函數(shù)圖形可視化功能，作出上述約束函數(shù)的二維圖形，確定出P和A大致的取值區(qū)間，然后通過遺傳算法進(jìn)行搜索，經(jīng)過50代的迭代運(yùn)算求解得到當(dāng)P=0.58，A=2.65時，可使居民用電消費(fèi)增長率和實(shí)際平均電價(jià)達(dá)到最優(yōu)，此時：節(jié)電率 1-=11.25%，每月每戶用電消費(fèi)增長率 -1=10.01%每戶平均月用電量164，居民用電平均電價(jià)0.58元/m，與階梯式價(jià)格比較可以得出，此模型確定的價(jià)格準(zhǔn)則更優(yōu)。八、總結(jié)通過以上分析，我們可以看出階梯式電價(jià)與其他方案相比存在明顯的優(yōu)勢。一方面，目前我國大部分地區(qū)實(shí)行的是平均電價(jià)，即無論用電量多