負荷率的輸配電價影響因素及形成機理研究

PAGEPAGE56第5章負荷率的輸配電價影響因素及形成機理研究5.1電價理論概述5.1.1電價對社會發(fā)展的影響隨著經(jīng)濟的發(fā)展，電力的占比不斷提高，提高用電效率對社會效益的影響也逐年攀升。從我國電力工業(yè)的現(xiàn)狀以及發(fā)展歷史可以知道建立公平且合理的電價對電力市場有著關(guān)鍵作用。作為我國的公用事業(yè)，國家的經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定和電力價格的高低直接相關(guān)。為了讓電網(wǎng)企業(yè)能夠應(yīng)對市場供需矛盾的變化，政府需要給予電網(wǎng)一定的權(quán)力在一定的范圍內(nèi)可以控制電價，建立合理的電價機制，電價的高低對經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定有直接的影響。電價對社會發(fā)展的影響主要有：1.對資源實現(xiàn)優(yōu)化配置電價的制定應(yīng)該在保證成本的基礎(chǔ)上，能夠使制定的電價保障基本的生產(chǎn)要求，可以根據(jù)電價的杠桿作用，安排發(fā)電成本低的電廠先進行上網(wǎng)發(fā)電，降低發(fā)電的成本并且提高發(fā)電的效率。2.為了擴大生產(chǎn)規(guī)模再次投入生產(chǎn)發(fā)電企業(yè)的特點是資金和技術(shù)較密集，發(fā)電企業(yè)為了提供更加優(yōu)質(zhì)和需求量更大的電能需要保證他們有一定的利潤來積累資金為了擴大規(guī)模再生產(chǎn)，但是也不能允許發(fā)電企業(yè)擁有太高的壟斷利潤。3、保證公平公正發(fā)電企業(yè)應(yīng)該保證提供同一質(zhì)量、同一價格和同一個網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)的電能；用戶則需要公平的承擔(dān)自己所使用的電能經(jīng)過輸配電網(wǎng)絡(luò)成本?？梢钥紤]為承擔(dān)電費有困難的用戶提供補助。4.方便計算和計量電價包括成本、利潤和稅金等，所以要求計算方便和可計量和計算。5.1.2電價理論的發(fā)展歷史2015年的《省級電網(wǎng)輸配電價定價方法（試行）》確定的電價方法為：準(zhǔn)許成本加上合理收益，主要包括折舊費、運行維護費、收益和價內(nèi)稅金等。折舊費是固定資產(chǎn)在合理運營年限內(nèi)回收的費用；運行維護費由材料費、修理費、職工薪酬、其他費用組成；稅金包括各級政府規(guī)定的各類稅收；收益是企業(yè)擴大再生產(chǎn)的來源，一般情況下由政府確定。圖5-1準(zhǔn)許收益構(gòu)成圖上面說的這個定價方法方便用于財務(wù)管理和年度結(jié)算，但是在電力企業(yè)市場化發(fā)展的過程中其缺點也逐漸暴露出來了。首先是政府人為決定稅金、折舊和利潤，這不能反應(yīng)電能作為一種商品的基礎(chǔ)價值，表現(xiàn)在電能缺少的時候，價值不能被正確估計，可能估計的價值會少于其本身價值。電力企業(yè)不能快速的籌集到運轉(zhuǎn)資金，那么只能依靠國家進行投入來擴大再生產(chǎn)，這樣就浪費了時間和資金。在電力充足的時候，電能被估計的價值可能高于其本身價值，因為電力負荷增長速度不快，電力企業(yè)的經(jīng)濟不能運行，這樣就會造成社會資源浪費。其次，這種定價方法是靜態(tài)的并且具有統(tǒng)計性。它不能計算分時價格，不能對之后的價格有影響，因為它只能平衡企業(yè)報表，就算可以計算分時電價也是沒有科學(xué)性的經(jīng)驗估算而不能在實踐中使用。隨著國內(nèi)外學(xué)者近年來對電價理論的研究不斷深入，人們越來越重視對于世界銀行提出的基于經(jīng)濟學(xué)的邊際成本定價模式，尤其應(yīng)用于發(fā)展中國家。這種方法充分的利用了電力資源，依據(jù)電力資源的邊際成本來定價。該方法的優(yōu)點主要有：首先它具有科學(xué)性，排除了人為影響，它的最優(yōu)模型是通過電力資源的有效利用為目標(biāo)來計算的。其次，它是以邊際成本為原理進行計算的，它包含動態(tài)信息，可以從中導(dǎo)出分時電價。5.1.3電價制定方法及輸配電價1.電價制定方法。電力市場的決定性因素是電價。一個合理的電價機制是由四部分構(gòu)成的，分別是電價結(jié)構(gòu)、定價原則、調(diào)控機制和電價水平。定價原則是最基本最關(guān)鍵的理論，定價原則最基本的要素是成本補償。我國《電力法》規(guī)定，電價應(yīng)當(dāng)合理補償成本，合理確定收益，依法計入稅金，堅持公平負擔(dān)，促進電力建設(shè)。電價結(jié)構(gòu)需要公平的對待用戶，表現(xiàn)出用戶的用電特性，還需要真實的反映電力成本。2.輸配電價。由《輸配電價管理暫行辦法》可知，輸配電價指電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)提供接入系統(tǒng)、聯(lián)網(wǎng)、電能輸送和銷售服務(wù)的價格總稱。輸配電價由政府按“合理成本、合理盈利、分級管理、依法計稅、實行統(tǒng)一政策、公平負擔(dān)”的原則制定，以改良電力組織結(jié)構(gòu)、加大政府以及企業(yè)對電力電網(wǎng)的投資、加大力度整改區(qū)域電力市場，使得其穩(wěn)步的建立發(fā)展，滿足我國國民經(jīng)濟體制的發(fā)展以及當(dāng)代特色社會主義社會發(fā)展的需要。到目前為止，我國的電價服務(wù)可以分為好幾種模式，比如個人專項服務(wù)的價格、公共共用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的價格等。在這分類模式當(dāng)中，跨區(qū)域的電網(wǎng)只有一種模式就是個人專項服務(wù)價格，除了包括的個人專用的工程項目輸電價和聯(lián)網(wǎng)價之外，還包括了租賃電價費和出售的電量加價等多種模式；對于跨省電網(wǎng)來說，它只包含共用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)電價這一種模式，具體可以分為個人分攤的費用、出售電量電價的加價、輸配送電價、購銷電價的價差、租賃費等；在各省級國家電力電網(wǎng)工程中，只有測試試點的直接購買的大客戶才有相對獨立于電力市場的輸配電電價，除此之外，其他省級國家電力電網(wǎng)的試點工程，包括獨立縣級的電力電網(wǎng)試點都沒有完全相對獨立于電力市場的輸配電電價，在這些試點工程中，其電力電價的體現(xiàn)形式基本上為購銷價差這一種。對于專用工程輸配電電價來說，其只有一種結(jié)構(gòu)是單一制電價結(jié)構(gòu)，對于聯(lián)網(wǎng)價來說，其有單一制也有兩部制，對于省級的電力直購電的大客戶來說，他們有的可以執(zhí)行單一制這種電價結(jié)構(gòu)，有的也可以執(zhí)行兩部制的輸配電價結(jié)構(gòu)。根據(jù)我國的電力電網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)和國家經(jīng)營電力電網(wǎng)的管理體制，可以將電力電網(wǎng)的輸配電電價劃分為三個方向，對于電力電價的形成機制也有略微不同。（1）跨區(qū)電力電網(wǎng)。主要包括電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)試點工程（如華中－華北聯(lián)網(wǎng)王程）和工程專項輸配電（如三峽輸變電），這些工程用電的電價主要由國務(wù)院管理電網(wǎng)的主管部門制定。（2）跨省電力電網(wǎng)。由于我國電網(wǎng)電價沒有統(tǒng)一的定價辦法，除可一部分的輸配電線路的電價由國務(wù)院主管部門裁定外，其余的輸配電電價主要還是依據(jù)當(dāng)?shù)卣畛踔贫ǖ亩▋r原則實行用電的各個企業(yè)協(xié)商定價和費用分攤等等價辦法。（3）省級電力電網(wǎng)。國家電力電網(wǎng)發(fā)改委以各省的電力購銷差價為電價制定的基礎(chǔ)，核定暫行可行的輸配電電價標(biāo)準(zhǔn)條例，雖然這些條例在此之后又不斷進行了修改，但是這些最初擬定的條例這也只能作為一個電價的參考，最終的電力電價仍然是由購銷差價決定的。5.2兩部制電價及其應(yīng)用5.2.1電價的分類單一制電價和兩部制電價是現(xiàn)行工業(yè)用電輸配電價的基本計價方式。單一制電價，是以用戶電表每月顯示出的實際用電量為計費依據(jù)。除農(nóng)業(yè)和居民用戶外，單一制電價也被一些工業(yè)用戶選擇使用，對于單一制電力電價來說，其中也有一部分的工業(yè)用戶自動選擇了單一制的電力電價，對于采用采用單一制的用戶，他們每月應(yīng)付的電費與機器設(shè)備的容量、用電的時間長短等是沒有關(guān)聯(lián)的，不管其用電的電量是多少，電力電價的基礎(chǔ)單價都是一樣的。單一制的電力電價是按照長期的邊際成本電價算法來計算各個用電企業(yè)的平均電價，在電力電價的支出上允許用電企業(yè)的電力電價在一定的可控范圍內(nèi)上下波動。兩部制的電力電價是在單一制的電力電價的基礎(chǔ)上加了與企業(yè)的容量相互對應(yīng)的基礎(chǔ)的電力電價，它是由最基本的電力電價和企業(yè)用電量的電力電價結(jié)合起來，共同決定的電力電價制度。從電價成本上看，它主要由與容量成正比的固定支出、與用電量成正比的可變支出、與用戶數(shù)成正比的用戶費用等成本要素構(gòu)成。因兩部制的電力電價能較為實際地反映電價的成本組成，可以說是一種相對合理化的電力電價制度，兩部制電價的用戶一般是大工業(yè)和電解鋁等工業(yè)用戶。5.2.2兩部制電價概述在19世紀(jì)80年代電力工業(yè)初期英國電力專家約翰˙霍普金森提出的兩部制電價供電成本計算方法，這種方法可以分為基本的電力電價和電度電力電價，基本的電力電價對應(yīng)的是各種電力企業(yè)向用電的個體用戶，提供企業(yè)的電能固定成本和基本電價對應(yīng)的變動成本。綜合考慮到用戶的負荷用電率和基本的用電量等因素的兩部制電力電價具有以下三個優(yōu)點：一、通過利用企業(yè)制定的基本電價以及電量電價分別計算用電電價，促使個體用戶提高用電機械設(shè)備和最大負荷用電利用率，還可以利用電力電價的價格杠桿原理來調(diào)節(jié)企業(yè)合理用電。二、通過改善用戶的用電設(shè)備或最大負荷提高供電部門的設(shè)備利用率從而降低供電部門的發(fā)電成本。三、基本的電力電價能夠確保供電相關(guān)部門取得較為可觀的收入，從而補償發(fā)電成本支出。兩部制的電力電價制度將輸配電力電價劃為電量與容量電價兩種，電力相關(guān)企業(yè)提供的發(fā)電成本也被劃為電量與容量成本兩種。在劃分的兩種電價中，電量電價（又稱流動電價）可以彌補發(fā)電成本中的變動支出，容量電價（又稱基本電價）可以彌補發(fā)電成本中的固定支出?；镜碾娏﹄妰r主要是以個體用戶安裝的變壓器的最大容量，或者是以用戶的最大用電量作為依據(jù)，進而根據(jù)所得的數(shù)據(jù)進行計算分析的，從而與電力相關(guān)的企業(yè)簽訂容量電價合同，限定用電用戶的用電額度，按月收取基本的電力電價。電量電價則是按具體的用電消耗來收取的費用的。5.3負荷率電價的原理與發(fā)展5.3.1負荷率電價的原理負荷率電價是一種衡量個體用戶有效利用電能的程度的經(jīng)濟指標(biāo)，負荷率是個體用戶的平均負荷與最大的電力負荷的比值。根據(jù)我國當(dāng)代的電力電價的相關(guān)政策可以了解到，負荷率電力電價是把個體用戶的負荷率電價因素考慮電價范圍之內(nèi)的，一種新型的針對個體用戶的電價政策的總稱。負荷率電價不像脫硫電價，脫硫電力電價是一般的功能性電力電價，不能相對獨立的分離出來它對個體用戶的用電成本的影響。負荷率電價與電力相關(guān)的電壓等級電價、可靠性功能電價等相類似，是一種考慮影響電力電價的負荷率相關(guān)因素，或者是按照國家出臺的新的負荷率標(biāo)準(zhǔn)政策而制定的標(biāo)準(zhǔn)化電價?？偟膩碚f，負荷率電價相對于峰谷分時電價在基本的電力電價形成模式上，又或是電力的功能上有一些相同之處，如峰谷分時電價考慮了個體用戶在負荷電價高峰與低谷時期，對整個電力的生產(chǎn)能力或發(fā)電的固定成本的資源利用或占用資源程度的不同，同時兩者都考慮了電力負荷因素，但是峰谷分時電價相對于負荷率電價在本質(zhì)上還是有很大差異的。負荷率電價是依據(jù)了個體用戶用電率的差異從而收取不同用電的費用。根據(jù)國外的文獻以及電力電價的相關(guān)政策，可以了解到負荷率電價與分時電價還是在其內(nèi)容上還是存在較大的差異，負荷率電價被稱為HLF（highloadfactor）電價，峰谷分時電價則被稱為TOU（timeofuse）電價。但是在實際的相關(guān)電力政策，在面向個體用戶的電力電價政策中，負荷率電價與分時電價一般都是同時出現(xiàn)的。1.個體用戶的負荷率決定供電的固有成本。電力電能的產(chǎn)、供、銷都具有規(guī)定的同時性，個體用戶的個人用電影響了電能的產(chǎn)、供、銷的固定成本。因為不同的個體用戶的負荷率用電存在較大的差異，所以對于企業(yè)的發(fā)電設(shè)備、輸電與配電的設(shè)備的利用率、單位的電力電能分攤的固有成本等一些影響因素，這些因素所產(chǎn)生的影響也大不相同，個體用戶的用電也存在差異性。據(jù)國外的研究報道，個體用戶的用電成本的負荷率為基本維持在65%時比電力負荷率為35%時，大約要低24.45%。因此，對于資金比較充足，電力技術(shù)相對發(fā)達的電力企業(yè)來說，負荷率相差較大的話，這就會導(dǎo)致企業(yè)發(fā)電的固定成本有較大的差異，從而使得企業(yè)下屬的個體用戶用電的成本存在較大差異。2.不同的負荷率用電用戶的固有成本的分攤。在兩部制的電力電價中固有成本主要靠企業(yè)制定的容量電價收回，變動成本主要依靠電量電價收回，但在負荷率電價的固有成本分攤中，這種分攤的機制具有其特殊性。首先，因為個體用戶的最大用電負荷與系統(tǒng)最大用電負荷發(fā)生的時間并不是一直都相同的，所以對于個體用戶而言承擔(dān)的固有成本不是個體用戶最大用電負荷狀態(tài)中所產(chǎn)生的用戶固有成本，而是固有成本與用電系統(tǒng)同時發(fā)生率相乘?？傮w而言同時率和負荷率是成正比的，如果用電系統(tǒng)同時發(fā)生率小于1，個體用戶的最大用電負荷所產(chǎn)生的固有成本會大于實際必須承擔(dān)的固有成本，且隨著個體用戶用電負荷率的加大，同時發(fā)生率也會逐漸變大，個體用戶所承擔(dān)的固有成本也會越來越大。其次，對于企業(yè)來說通過回收容量電價或電費這種制度，不能完全收回企業(yè)所想得到的負荷率電價中的固有成本，對于回收負荷率電價而言，必須同時回收容量電價與電量電價。如果出現(xiàn)個體用戶最大用電負荷與系統(tǒng)最大用電負荷不一起出現(xiàn)的情況，則需要按個體用戶最大用電負荷來收回容量電費，這種方式回收可能會出現(xiàn)多收或未收兩種狀況。為了解決這兩種狀況所造成的不合理性，企業(yè)必須通過電量電費收回一些固有成本。5.3.2負荷率電價的發(fā)展對比國內(nèi)的電力電價與國外豐富的電價實踐可以看出，國外的負荷率電價的理論研究工作是比較全面的。對于國內(nèi)的研究工作，一方面，國內(nèi)的負荷率電價理論總結(jié)是比較匱乏的，而且研究成果以及總結(jié)也較少，大多數(shù)的研究工作是通過研究電力電價的研究成果，進而解決具體的電力電價實施中出現(xiàn)的問題，在這些實際的研究成果中，沒有研究出系統(tǒng)的電力電價理論與管理方法來應(yīng)用于實踐當(dāng)中，也沒有將現(xiàn)在的負荷率電力電價政策，以及具體的電力電價管理制度建立在科學(xué)的微觀經(jīng)濟學(xué)、管制經(jīng)濟學(xué)和產(chǎn)業(yè)組織學(xué)的基礎(chǔ)上來實踐與研究。另一方面，國內(nèi)的負荷率電價研究的角度與方向是很多的，但做這部分研究的專家學(xué)者并沒有將具體的電力電價技術(shù)與經(jīng)濟、管理、政策合理的捆綁在一起來加以研究，這就導(dǎo)致一些具體的電力電價研究得到的成果看起來是很有道理、有深度的，但是這些成果并沒被電力相關(guān)部門、以及電力企業(yè)所采納，進而也不可能放到具體的電力政策層面來討論。在國內(nèi)外的電力電價的研究報告中都存在這些不好的情況，這也說明了負荷率的方法理論與技術(shù)研究還沒有形成系統(tǒng)化的、能夠出具體的指導(dǎo)政策。目前國內(nèi)外的電力電價的研究文獻主要是依靠電力邊際成本定價、成本的分化、電價歧視來對負荷率電價具體的理論進行研究。1.邊際成本定價。企業(yè)或者電力相關(guān)政府通過邊際成本制定出一套具體的電力電價的制度理論，一度成為國外的企業(yè)的最基本電價理論研究的核心理論知識和電力相關(guān)政策改革的焦點。1972年聯(lián)合國秘書處經(jīng)濟與社會部門在《電力成本和電價概論》一書中提出了負荷率電價以及同時率等概念，分析出了個體用戶的不同負荷用電率的用電成本計算方法與實際的費用，研究的專家學(xué)者研究了負荷率的用戶成本核對辦法，并進行了詳細的用電實例計算。MohanMunasmghe在1981年的時候，提出運用邊際成本來制定電力電價的基本理論思想，這一理論思想的目標(biāo)主要包括：有效利用電力的自然資源、確保電價的公平公正以及保證電力企業(yè)與個體用戶的收支平衡。對于短期邊際成本定價來說，這會導(dǎo)致電價波動較大，所以這一理論思想建議政策制定，必須先采用長期的邊際成本政策來確定電價，然后在峰谷時分別調(diào)節(jié)電力電價進而達到最初的電價的設(shè)定目標(biāo)。在國內(nèi)的專家學(xué)者也分析了通過邊際成本定價方法，進而研究電力負荷率電價以及可能出現(xiàn)的問題。李儉對于當(dāng)代的電力電價結(jié)構(gòu)以及具體的電價定價模式作了分析之后，認為以影子價格（即經(jīng)濟價格）為基礎(chǔ)，提供大量的數(shù)據(jù)從而制定的電力電價邊際成本電價不僅其本身的結(jié)構(gòu)簡單而且具有科學(xué)合理性。這種方式不僅考慮了整個社會基礎(chǔ)的經(jīng)濟最大化效益和用電用戶的經(jīng)濟范圍承受能力，又把整個企業(yè)的電力收費經(jīng)濟合理效益考慮在其中，同時它還鼓舞用電用戶提高電力負荷率，更合理化的利用低谷電能以及夏季電能，從而降低整個發(fā)電的成本。唐學(xué)軍、張維、鄭志云、吳杰提出要在長期的用電邊際成本的理論基礎(chǔ)上，依靠電力電價負荷率的高低，從而把容量成本及電量成本，根據(jù)不一樣的比例關(guān)系分成容量電價以及電量電價，并按照實際的電量電價進行部分調(diào)整。2.成本分攤。在電力電網(wǎng)發(fā)展初期，相關(guān)的國家電力部門的發(fā)電成本都是一起回收的，但是到當(dāng)代，隨著時代的發(fā)展國家電力部門的發(fā)電成本的回收變成了非捆綁形式的，導(dǎo)致這一現(xiàn)象的根本原因是發(fā)電、輸電和配電企業(yè)的加入。實際上，相關(guān)的電力部門的研究者對基本的電力收益的研究報告是非常多的，但是對于發(fā)電成本的成本分攤的研究報告是比較少的。根據(jù)電力專家趙連生的對于電力相關(guān)知識的研究可知：在基本的電力電價的設(shè)計中，不管相關(guān)的電力部門采用會計成本電力電價還是邊際成本電力電價，都必須采用兩部制電力電價，容量電價對應(yīng)容量成本，電量電價對應(yīng)電量成本。假如把輸配電的容量成本都算作容量電費，并且沒能把高峰和非高峰的容量電費區(qū)分開，這對于用電用戶來說是不公平的?；谶@些原因，趙連生認為必須把容量成本中的一部分電力電價計入容量電費當(dāng)中，剩余的容量成本必須分攤到各時段的電量成本中。黃海濤也認為銷售電價的基本要點是怎樣分配容量成本，在以往的研究中是按照高峰負荷電量責(zé)任法來分配容量成本的，這樣的分配辦法分攤出的容量成本的多少，一般都取決于系統(tǒng)最大電力負荷時，用電用戶的負荷電量所占的總體電量的比值，簡單來說，都沒能全面的考慮到整個時期的用電用戶的具體用電形式，或者用電用戶的用電特性的分歧。所以，他在最終的力生產(chǎn)成本特性研究報告的層次上，提出了現(xiàn)在的容量成本分攤模型的思想。3.電價歧視。電價歧視在通常狀況下是有一定規(guī)律可言的，由于一般的電力工業(yè)或者相關(guān)電力部門是很契合價格歧視條件的，所以在基本的電力電價當(dāng)中，二級和三級的價格歧視是比較常見的，甚至在一些電力電價市場的改革中，也會有電價歧視的存在，而且很多電力電價的價格歧視，在一些時段產(chǎn)生的影響也可能不同，在發(fā)生短期的電力電價的價格歧視時，會使基本的一些福利政策從電力相關(guān)的企業(yè)與部門轉(zhuǎn)移到個體的用電用戶中去，如果是長時間段內(nèi)，不僅會使福利從電力相關(guān)的企業(yè)與部門轉(zhuǎn)向個體的用電用戶，而且還會導(dǎo)致鼓勵性的資金投資匱乏。最終會出現(xiàn)的結(jié)果是電價歧視將誘導(dǎo)更加系統(tǒng)的電力電價市場的改革。我國的電力電價方面的專家或?qū)W者，之所以對電力電價歧視進行系統(tǒng)化的研究，是因為電力電價歧視與我國的宏觀調(diào)控政策聯(lián)系在一起的。在具體的研究報告中需要將電價歧視和歧視電價的概念區(qū)分清楚，堅決反對將二者混為一談。比如用電地區(qū)間的不同的電力電價，嚴格來說是不屬于電價歧視的，而是屬于差別電價。5.4負荷率電價設(shè)計應(yīng)考慮的因素 5.4.1兩種負荷率在電力負荷率電價中，有兩種是經(jīng)常在運用的，一是用戶電力負荷率，二是系統(tǒng)電力負荷率。用戶電力負荷率是負荷率電價定價的最根本的依據(jù)，系統(tǒng)電力負荷率則是劃分系統(tǒng)容量成本的最直接的原理。1.負荷率的定義。負荷率是指在特定的時間段（日、月、年）內(nèi)平均電力負荷與最大電力負荷的占比為多少。其中，最大電力負荷是指在記錄工程項目中統(tǒng)計得到的負荷電力中的最大值，平均電力負荷是指在項目過程中得到的所有瞬時負荷電力的平均值。通常所說的負荷率指系統(tǒng)電力負荷率，并且由于負荷率電價面向的用電用戶是不同的，所以必須添加用電用戶的負荷率這最基本的概念。負荷率包含幾個方面，比如日負荷率、月負荷率、年負荷率等。在一些項目研究報告中也涉及到負荷率，這些概念是以自然天為計算的時間統(tǒng)計出的日負荷率。負荷率不僅能用來評測一個時間節(jié)點內(nèi)的負荷變動情況，還能用來考量電氣設(shè)備的合理利用率，它是考量電力系統(tǒng)運行是否穩(wěn)定的重要措施。如果在具體的項目中，負荷率的值小于1并且負荷率的值越靠近1，這就表明電力設(shè)備的利用率越好。在日負荷率隨時間節(jié)點的波動變化大的時候，負荷率電力電價則需要依據(jù)年負荷率最終確定具體的值。2.系統(tǒng)電力負荷率。在電力系統(tǒng)的設(shè)計管理運行過程中，設(shè)計者通常會把系統(tǒng)電力負荷率看作是真正意義上使用的負荷率。系統(tǒng)電力負荷率指的是在整套電力系統(tǒng)當(dāng)中的平均電力負荷比上系統(tǒng)的最大電力負荷的值。在實際的電力運行中通常使用的是系統(tǒng)電力日負荷率、系統(tǒng)電力月負荷率，以及系統(tǒng)電力年負荷率等概念。3.用戶電力負荷率。用戶電力負荷率的概念與系統(tǒng)電力負荷率的概念是相類似的，指的是用電用戶在一定的時間節(jié)點內(nèi)的平均用電負荷比上最大用電負荷。用戶的電力負荷指在用戶的用電量以及用戶的用電時間相同的情況下，該用戶的實際用電量與最初假設(shè)的用電量在統(tǒng)計期內(nèi)的比值。用戶的用電特性主要是用用戶電力負荷率來概括的，它能作為評測一個用戶用電特性的最根本指標(biāo)，也能作為評測一個用戶占有整個電力系統(tǒng)資源的最大程度的相對指標(biāo)。它可以很清楚的描述該時間節(jié)點內(nèi)用電用戶的用電均衡程度。如果要計算用戶電力負荷率，用電的基本對象可以假定為一個車間、一個消費者、一個供電線路等。由于需要做的計算時間節(jié)點是不同，這就可以將用戶電力負荷率化為幾種類型，比如日負荷率、月負荷率、年負荷率等。5.4.2影響負荷率的因素負荷率電力電價主要根據(jù)合理的電力生產(chǎn)成本計算最根本的電力電價信號，規(guī)范一些不合理用電用戶的用電行為，從而達到提高系統(tǒng)電力負荷率的目標(biāo)。綜合考慮電力負荷率的幾種影響因素，不僅可以分析影響電力負荷率成本的主要原理，還可以為電力負荷率電價相關(guān)的設(shè)計政策奠定扎實的基礎(chǔ)。1.影響用戶電力負荷率最根本的因素。主要是三個方面影響用戶電力負荷率：（1）基礎(chǔ)用電用戶的生產(chǎn)或者用電方式。用戶的生產(chǎn)和用電方式影響到大工業(yè)用電用戶的電力負荷率的大小，而且它是的影響是最直接的。當(dāng)大工業(yè)用電用戶進行生產(chǎn)工業(yè)產(chǎn)品時，采用“三班倒”的用電方式，即使個體的用電用戶的用電負荷沒有產(chǎn)生直接的變化，但是用電的基本時間變多了，從而誘導(dǎo)了平均電力負荷的下降。對比大工業(yè)用電用戶，一般的家庭用戶的用電形式主要是基礎(chǔ)的家庭電器用電。（2）個體用戶對電價的敏感程度。由于個體的經(jīng)濟差異導(dǎo)致用電用戶對電價的變化的敏感程度是不相同的，這就使得對用戶的用電行為產(chǎn)生的影響大不一樣。比如說經(jīng)濟相對困難的用電用戶會因為負荷率電力電價的變化，從而改變其用電形式。（3）天氣，氣候等自然因素。不管是春夏秋冬，天氣，氣候等自然因素對個體家庭的用電時間以及家庭的電器使用的影響也是大不相同的。2.影響系統(tǒng)電力負荷率最直接的因素。以下幾種因素主要影響系統(tǒng)電力負荷率大?。海?）各區(qū)域的產(chǎn)業(yè)與用電構(gòu)成。假如系統(tǒng)中有持續(xù)用電的“三班制”工廠的用電用戶和非持續(xù)用電的兩班倒或一班倒的用電用戶，則持續(xù)用電的三班制的電力負荷率相對其他兩種而言是比較大的。但是對于兩班制的工業(yè)用戶而言，其產(chǎn)生的電力負荷率是較小的。假如電力系統(tǒng)僅僅以基本工業(yè)和大城市生活為主，相對而言基本的工業(yè)用電的電力負荷率會更大，而城市生活用電的電力負荷率會更小。（2）政府部門的電價政策對負荷調(diào)整的影響。假如相關(guān)的電力政府部門把電價政策帶到具體的產(chǎn)業(yè)當(dāng)中去，如把高峰用電部分的負荷改到低谷用電，這樣可以通過削峰填谷或者改變負荷曲線形狀的方式提高負荷率。負荷曲線的形狀和負荷率不會因為電價政策引導(dǎo)高峰負荷出現(xiàn)平移現(xiàn)象而改變。（3）氣候變化的影響。用戶的用電量和用電時間可能會因為不同季節(jié)、太陽照射時間的長短、天氣晴朗或者下雨等氣候條件的影響而不同，所以說在同一個地區(qū)范圍內(nèi)也會因為不季節(jié)的影響而負荷率不同。5.4.3負荷同時率1.同時率的定義同時率在國際電力詞庫IEV的定義是在一定時期內(nèi)電力用戶的總體最大需求與各自最大負荷之和的比值。每個用戶的最大需量發(fā)生的時間段是不同的，所以負荷同時率是一個小于1的值。負荷同時率雖然不是與容量成本的分攤直接相關(guān)，但是負荷同時率的作用也是值得重視的。系統(tǒng)負荷同時率的計算步驟是首先進行數(shù)據(jù)收集得到用戶負荷率，然后根據(jù)用戶負荷率計算出系統(tǒng)負荷率，最后根據(jù)公式就可得到負荷同時率?？梢愿鶕?jù)已知的系統(tǒng)同時率和負荷率畫出它們的關(guān)系曲線?？梢酝ㄟ^對系統(tǒng)同時率和負荷率的統(tǒng)計分析得到它們之家的關(guān)系曲線或者模型，容量成本分攤是以負荷同時率作為比例系數(shù)的。所以說成本分攤的關(guān)鍵是負荷同時率。2.影響負荷同時率的因素根據(jù)公式我們可以知道不同用戶的負荷特性和負荷同時率在時間尺度上的重合概率相關(guān)。具體表現(xiàn)在如下三個方面：（1）用電用戶的日負荷率。用電用戶電力負荷出現(xiàn)的時間節(jié)點與到電力負荷同時率的高低是相關(guān)聯(lián)的。當(dāng)電力負荷同時率變高時，則用電用戶的最大電力負荷的出現(xiàn)的時間節(jié)點是相近，反之出現(xiàn)的時間節(jié)點各不相同。（2）各個用電用戶的最大電力負荷的相對波動。從電力負荷同時率的計算式可以看出，系統(tǒng)綜合最大電力負荷保持恒定時，伴隨著各個用電用戶的最大電力負荷越大，電力負荷同時率將會越小，反之也是一樣。（3）電力用戶的可變性和在統(tǒng)計學(xué)上的交錯性?？偟膩碚f用電用戶的電力負荷率越大，會導(dǎo)致同時率越大；反之，電力負荷率越小，則會導(dǎo)致同時率也越小。5.5負荷率電價的內(nèi)在機理現(xiàn)代電力工業(yè)的生產(chǎn)是系統(tǒng)化、規(guī)模化的，它的用電特征是具有高負荷率。不同時點上的的不同用戶的負荷曲線相應(yīng)疊加可以得到系統(tǒng)負荷率曲線。所以計算系統(tǒng)負荷率的基礎(chǔ)是用戶負荷率曲線。根據(jù)系統(tǒng)負荷率的定義，系統(tǒng)負荷率可以通過系統(tǒng)負荷曲線計算得到。把p定義為系統(tǒng)平均負荷，Pm定義為系統(tǒng)最大負荷；Pi為用戶i的平均負荷，Pm1、Pm2……Pmn為系統(tǒng)中各個用戶的最大負荷，Pmi為用戶i的最大負荷。則系統(tǒng)的負荷率為LF=`P/Pm，用戶i的負荷率為LFi=`Pi/Pmi，系統(tǒng)負荷同時率為:CF=(5-1)由于系統(tǒng)的平均負荷`P等于各個用戶負荷`平均值`Pi之和，于是得到電力系統(tǒng)負荷同時率：CF=（5-2）因此，我們可以得到系統(tǒng)負荷率與用戶負荷率之間的關(guān)系，系統(tǒng)負荷率與容量成本有關(guān)系，而用戶負荷率與容量成本之間沒有直接關(guān)系。用戶的用電成本是由用戶負荷率決定的而不是由系統(tǒng)負荷率起決定性作用。系統(tǒng)負荷同時率作用會造成相同的用戶負荷率形成不同的系統(tǒng)負荷率，所以用戶負荷率和系統(tǒng)負荷率都對成本以及價格有不同程度的影響。在管制條件下，政府部分和其他專門機構(gòu)對負荷率電價進行制定和監(jiān)管，電價政策由電力企業(yè)和用戶共同實施。實施的具體步驟如下：首先電力企業(yè)出臺新的電價政策并發(fā)布通知，用戶進行支付電費。為了負荷率電價政策更好的實施，應(yīng)該制定適合政策執(zhí)行模式。要使負荷率電價有效實現(xiàn)目標(biāo)的方式有兩種：1.用戶可以自己選擇負荷率水平，按用戶所負荷率水平執(zhí)行相應(yīng)的電價標(biāo)準(zhǔn)。在國外負荷率電價的體現(xiàn)形式為用戶自己選擇電價。用戶選擇電價的流程如下：根據(jù)用戶負荷特性對用戶負荷率分類，然后制定不同類別對應(yīng)的電價標(biāo)準(zhǔn)，用戶根據(jù)電價表選擇適合自己的負荷率電價，與電力公司簽訂合同。用戶的負荷率信息只有自己知道，但是如果用戶簽訂合同之后沒有在合同的規(guī)定的期限內(nèi)達到規(guī)定的負荷率，用戶繳費則需要按低負荷率電價執(zhí)行。用戶選擇電價制度的原則是支付最少的電費，用戶選擇負荷率電價政策的時會使電力公司猜測得知用戶真實的負荷率和用電信息，這種方式對電力公司的經(jīng)營目標(biāo)的實現(xiàn)是有好處的?？蛇x擇電價的原理可以由下面的可選擇電價原理圖說明，E點是高低負荷率用戶的負荷率與同時率關(guān)系曲線的切點，從圖中我們可以得到的是：負荷率高的用戶會選擇圖中右側(cè)的曲線的各種狀態(tài)組合，而負荷率低的用戶會選擇左邊曲線的各種狀態(tài)組合，因為上面曲線意味著更高的電費水平，而下面切線意味著更低的電費水平。電力公司讓最清楚自己真實信息的用戶選擇某種電價時，用戶也會根據(jù)電力公司的設(shè)計的負荷率電價選擇自己相應(yīng)的電價。圖5-2可選擇電價原理利益最大化是負荷率電價的目標(biāo)，用戶利益最大化和電力企業(yè)利益最大化都屬于社會利益最大化。對于用戶來說，菜單電價是一種在管制條件下市場化改革價格，它可以讓用戶擁有自主選擇權(quán)。2.標(biāo)準(zhǔn)負荷率電價。標(biāo)準(zhǔn)負荷率電價先制定一個標(biāo)準(zhǔn)的負荷率水平，如果用戶的負荷率高于這個標(biāo)準(zhǔn)水平，對用戶進行獎勵，相反，低于該標(biāo)準(zhǔn)，則對用戶進行懲罰。標(biāo)準(zhǔn)負荷率電價可以體現(xiàn)電價的價值職能，自選擇電價可以體現(xiàn)負荷率電價的資源配置。引導(dǎo)用戶通過電價政策合理用電是負荷率電價政策的中心主旨，用戶和電力系統(tǒng)的雙重效益可以通過提高負荷率并且同時降低系統(tǒng)容量成本來實現(xiàn)。所以本文建議采用可選擇電價的實現(xiàn)形式。5.6負荷率電價對于提高電網(wǎng)效益與效率的作用原理負荷率電價的作用主要是為了改進和優(yōu)化社會福利及結(jié)構(gòu)，那么電價是否能夠落實實行就在于是否可以實現(xiàn)其作用，符合率電價是否能夠被采用的重要依據(jù)是其作用的實現(xiàn)。負荷率電價政策的社會福利效應(yīng)通過提高用戶用電效率和降低系統(tǒng)容量成本來決定的。負荷率電價的效益來自兩個方面，一方面來于電力用戶提高用電設(shè)備利用率。負荷率電價政策中電量電價隨著負荷率的提高而降低。當(dāng)用戶的需求容量一定時，用戶為了降低單位電量電價而選擇提高電力設(shè)備的利用率。當(dāng)用戶所用的電能需要支付的電價與發(fā)電企業(yè)的發(fā)電成本相等時，說明管制是有效的，此時用戶獲得效益的辦法是提高負荷率。另一方面，當(dāng)用戶同時率為定值時，用戶負荷率提高的同時，系統(tǒng)負荷率也會隨之提高。系統(tǒng)所提供的電量保持不變的情況下或者用戶所使用的電量保持不變的情況下，系統(tǒng)的負荷率與容量之間呈反比關(guān)系，即隨著系統(tǒng)負荷率的提高，系統(tǒng)容量會降低，進一步系統(tǒng)容量成本降低，用戶所需分攤的容量成本減少。這兩個角度共同作用影響成本分攤的結(jié)果，電力系統(tǒng)提高了設(shè)備的利用率，同時減少的容量成本也給用戶帶來了效益。用戶想要提高用電效率并且得到資源優(yōu)化配置的方法是增加用電量并且減少容量成本。圖5-3負荷率電價的雙重效益圖5-3負荷率電價的雙重效益負荷率電價從電力系統(tǒng)和用戶兩方衡量都能夠產(chǎn)生效益，但是效益的來源不同。用戶可以在實行的負荷率電價政策制度下通過提高負荷或者通過削峰填谷的方式來降低容量成本。系統(tǒng)負荷率是通過用戶負荷率經(jīng)過同時率作用后得到的，它與用戶負荷率呈正相關(guān)關(guān)系，當(dāng)用戶負荷率升高時系統(tǒng)負荷率也會隨之升高。它通過降低系統(tǒng)容量成本來優(yōu)化資源配置從而得到效益。簡言之，資源配置的效益在產(chǎn)量一定的條件下，使用和占用了更少的生產(chǎn)能力。假設(shè)管制是有效的，電力系統(tǒng)通過提高設(shè)備利用率而帶來的全部收益都會以降低電價的方式轉(zhuǎn)讓給用戶，因此負荷率電價的最終受益者是用戶。由上述模型可知，負荷率電價政策主要是鼓勵用戶提高用電量從而提高負荷率，最后達到節(jié)約電費的目的。從資源利用和可持續(xù)發(fā)展來看，用電量的提高必然會消耗更多的資源并且排放更多的污染物。因此，負荷率電價政策是一把雙刃劍，既能帶來雙重效益，也在一定程度上消耗了資源。日本考慮到能源的消耗和環(huán)境污染因素而取消了負荷率電價，事實上，日本忽略了負荷率電價帶來的效益，而夸大了負面效益。對于負荷率電價效益的衡量是難以計算的，其相關(guān)的參數(shù)值也無法完全獲取。實際上，基于我國國情，負荷率電價政策帶來的負面效應(yīng)與雙重效益相比是較小的，電量的消耗是普遍且無法避免的，因此負荷率電價的雙重效益是制定政策的基礎(chǔ)。5.7我國推行負荷率電價中應(yīng)注意的問題隨著電力交易市場的深入化改革和用戶對市場模式的不同選擇，在推行負荷率電價時可能面臨新問題。電價政策的設(shè)計者、實施者及各相關(guān)方需要相互配合將輸配電價改革向前推動發(fā)展。與其它電價政策的執(zhí)行不同，負荷率電價主要存在以下問題。1.結(jié)合輸配電價改革短期與長期目標(biāo)輸配電價改革的目的可以從兩個角度進行分析，分為管制方式和電力市場化建設(shè)角度。首先從管制方式的角度來看，改革是為了改變電網(wǎng)企業(yè)壟斷電力市場的局面，使政府能夠?qū)κ袌鰧嵭懈?guī)范的管理并且提高管制效率，同時降低電網(wǎng)企業(yè)的運行成本；其次從電力市場化建設(shè)的角度來看，改革的目的是提供合理的輸配電價為電力市場交易和運行提供更加有效的經(jīng)濟信息。在制定輸配電價水平時，成本是單獨核算的，需要在準(zhǔn)許成本和準(zhǔn)許收益審核的基礎(chǔ)上加上價內(nèi)稅金。在核價輸配電價時不應(yīng)一味追求低電價水平，在保障電網(wǎng)企業(yè)準(zhǔn)許成本的回收的前提下，記及地方經(jīng)濟發(fā)展對電網(wǎng)的影響，合理地核算準(zhǔn)許收入的各項指標(biāo)。地方經(jīng)濟發(fā)展和電力企業(yè)穩(wěn)定運行的同時，靈活配合不同管制周期中的收益率和折舊率。推行負荷率電價時，我們的短期目標(biāo)是降低電價，長期目標(biāo)是為了建立科學(xué)合理的電價體系。2.重視電網(wǎng)企業(yè)利益電網(wǎng)企業(yè)是我國的支柱產(chǎn)業(yè)，它的利益與電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、高效運行密切相關(guān)。不同電網(wǎng)企業(yè)資產(chǎn)結(jié)構(gòu)、管理模式各不相同，因此各地區(qū)電網(wǎng)企業(yè)的準(zhǔn)許收入與實際收入存在一定的差異，我們應(yīng)當(dāng)充分兼顧主電網(wǎng)與網(wǎng)間交易價格的調(diào)整問題。隨著不同地區(qū)的區(qū)域電網(wǎng)接連建成，由于目前的輸配電價核定過程沒有考慮不同地區(qū)的區(qū)域電網(wǎng)因素，不僅會影響輸配電價的執(zhí)行和公平公正性，還會導(dǎo)致主電網(wǎng)大量電網(wǎng)資產(chǎn)閑置和國有資產(chǎn)浪費。3.兼顧不同電力用戶的利益用電量、負荷率等因素都會影響電力用戶的利益。在輸配電價改革的過程中要充分考慮各種因素，力求使電價改革能不同電壓等級、夠兼顧不同電力用戶的利益。隨著電壓等級的升高其電價越會降低；用戶的用電量越高政策就應(yīng)該向其傾斜；負荷率不同的用戶應(yīng)該支付的電價不同，負荷率與所支付的電價之間呈反比關(guān)系，即負荷率高的用戶支付的電價較低；負荷率低的用戶支付的電價較高。在輸配電價改革過程中，推行負荷率電價要計及各種影響因素，堅持市場化導(dǎo)向，統(tǒng)籌兼顧不同電力用戶的利益，使電價的制定更加公平合理。通過引入市場競爭提高發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)企業(yè)的效率，減少決策失誤、改進電價成本結(jié)構(gòu)、促進電力行業(yè)長期健康發(fā)展。4.信息成本制定負荷率電價時需要用戶的負荷率或者利用小時信息等基本信息，這些基礎(chǔ)信息無法直接從電表上獲取，由于數(shù)據(jù)眾多在獲取過程中必然會產(chǎn)生巨大的信息成本，一定程度上對負荷率電價的制定產(chǎn)生了影響。由于信息成本比可以實現(xiàn)社會福利的帕累托最優(yōu)帶來的效益大，因此成為了負荷率電價沒有具體落實的具體原因。信息成本即交易成本，例如美國的電價制對用戶的負荷率進行考核。用戶用電前先依據(jù)自己的實際情況選擇電價，每個電價對應(yīng)制度要求，用戶實際用電的負荷必須要比所選擇的電價對應(yīng)的負荷率，如果沒有所選擇的電價對應(yīng)的符號和呂高的話，繳費的時候則按照低負荷率電價制度執(zhí)行。在執(zhí)行負荷率電價政策的過程中，負荷率的信息成本大是交易成本大的主要原因。5.激勵相容機制。負荷率電價對價格信號和資源配置較為敏感，因此負荷率電價信息成本和交易成本大不對稱。不以損失電力企福利為前提的負荷率電價政策的激勵相容機制體現(xiàn)在，用戶會考慮到自身的用電特性，以削峰填谷等方式提高自身負荷率，從而達到節(jié)約電費，增進自身福利的效果。激勵相容機制與交易費用和獲取信息的成本有關(guān)，想要激勵相容機制越容易實現(xiàn)就需要交易費用和獲取信息的成本越低。容量電價和電量電價與負荷率電價的信息成本相反，激勵相容問題不只是負荷率電價的實施需要面臨的，還有道德風(fēng)險和逆向選擇等問題也是待解決的。只有通過機制設(shè)計，才能讓信息優(yōu)勢方將信息顯示出來，從而實現(xiàn)激勵相容。在這樣條件下，負荷率的基本實現(xiàn)形式可以是菜單定價或者自選擇。第6章負荷率電價理論模型構(gòu)建及參數(shù)估計6.1負荷率、同時率的定義及負荷率電價簡述6.1.1負荷率概念及解析負荷率是指某一統(tǒng)計期內(nèi)的平均負荷與最大負荷之比的百分數(shù)，是描述電力負荷特性的一項指標(biāo)。規(guī)定時間內(nèi)，用戶負荷的最大值即為最大負荷。平均負荷是指統(tǒng)計期內(nèi)各個節(jié)點負荷的平均值。負荷率分為很多種，下述的負荷率是指系統(tǒng)負荷率。當(dāng)負荷曲線波動幅度較小且相對平緩時，說明負荷峰谷差小，負荷率較高，電力系統(tǒng)所需要的發(fā)電設(shè)備調(diào)峰容量相對較小。根據(jù)負荷曲線計算分析可得負荷率，以日負荷曲線為例，如圖6.1所示，其中Pmax表示日最大負荷；Pmin表示日最小負荷；Pave表示日平均負荷；?P=Pmax?Pmin，一日之內(nèi)最高負荷和最低負荷的差值為峰谷差。用LF代表負荷率，平均負荷除以最大負荷即為負荷率。根據(jù)曲線可知，日負荷變化劇烈且曲線陡峭時，LF值大，反之亦然。在電力系統(tǒng)中，負荷曲線變化幅度越大，則峰谷差越大，給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定高效運行帶來不利。圖6-1日負荷曲線圖當(dāng)統(tǒng)計期一定時，負荷率用電量表示更能準(zhǔn)確地反映負荷率與成本之間的關(guān)系，即式（6-1）。LF=100%·Pave/Pmax=t0t1f(t)dtt·Pmax·100%（6-1）式中LF—系統(tǒng)負荷率；Pave—段時間內(nèi)的平均負荷；Pmax—段時間內(nèi)的最大負荷f(t)—負荷-時間曲線函數(shù)t—該段時間內(nèi)的小時數(shù)t0—開始時間t1—結(jié)束時間系統(tǒng)負荷率通常是以24小時為周期的日負荷率。公式如下：LFd=t0t24f(t)dt式中LFd—日負荷率Pmax—日之內(nèi)的最大負荷Wd—日用電量t—24小時根據(jù)公式(6-2)分析，日最大負荷與24小時相乘意味著若全天各個節(jié)點的負荷都是以最大負荷進行用電時的用電量情況，它一定是小于等于日總用電量的，因此負荷率的值一定介于0和1之間，且可以為1。負荷率越高越接近1時，則單位時間內(nèi)用戶用電負荷變化強度越大，電力系統(tǒng)設(shè)備的利用率越高。負荷率的大小一定程度上可以反映電力系統(tǒng)運行的狀況。如果日負荷率受時間影響較明顯時，可以考慮根據(jù)月負荷率或年負荷率制定負荷率電價。盡管統(tǒng)計期長短不同，但系統(tǒng)日負荷率、月負荷率和年負荷率都是用來衡量電力企業(yè)設(shè)備利用率的情況。系統(tǒng)年負荷率（LFs）是一年內(nèi)總發(fā)電量與一年內(nèi)8760個節(jié)點平均峰值負荷之積的比值，用以下公式表示:LFS=QUOTEQ8760PLQ8760PL式中LFs—年系統(tǒng)負荷率Q—年總發(fā)電量，GWHPL—平均峰值負荷，GW用戶負荷率的概念可以由系統(tǒng)負荷率推理得出，即統(tǒng)計期內(nèi)，用戶用電的平均負荷與最大負荷的比率。換句話說，假設(shè)統(tǒng)計期內(nèi)用戶一直以最大負荷用電時的用電情況為最大可能用電量，規(guī)定統(tǒng)計期內(nèi)，用戶負荷率可以由實際用電量除以最大可能用電量。系統(tǒng)負荷率反映的對象是系統(tǒng)設(shè)備，而用戶負荷率的反映對象則為用戶，用戶的用電特性和用電負荷的變化情況皆可以由用戶負荷率衡量。用戶負荷率在一定程度上是衡量用戶在一段時期內(nèi)對電力系統(tǒng)設(shè)備的占用情況，也是對系統(tǒng)容量成本進行分攤所依據(jù)的指標(biāo)。用戶占有系統(tǒng)資源成本隨著負荷率的增加而降低。即負荷率越接近1時，用戶所需分攤的系統(tǒng)容量成本越低。用戶負荷率的對象的定義比較寬泛，店鋪、車間、家庭、某段線路或某個地區(qū)都可以是一個用戶。無論是系統(tǒng)負荷率還是用戶負荷率，負荷的變化對于電力系統(tǒng)運行規(guī)劃都有不容忽視的影響。負荷率的計算公式中分子為平均負荷，分母為最大負荷。當(dāng)分子的上升率大于或等于分母的上升率時，負荷率就會增大；反之，負荷率則降低。當(dāng)分子分母同等增加時，負荷率將會增大；反之同等減少時，負荷率將會降低。負荷率對電網(wǎng)線路損耗、電力系統(tǒng)發(fā)電設(shè)備占用情況和發(fā)電煤耗量都有直接影響，提高負荷率不僅對電力系統(tǒng)有積極作用，并且對資源合理利用有重要意義。為了追隨全球低碳經(jīng)濟“低能耗、低污染、低排放”的腳步，提高負荷率有利于降低電網(wǎng)線路損耗、提高電力設(shè)備利用率從而提高能源利用率、降低煤耗量的同時減少溫室氣體的排放。因此，提高負荷率勢在必行。用電量為定值時，由負荷率的概念可知，負荷率越高時負荷曲線越水平，當(dāng)負荷率足夠高時，負荷曲線近似為一條水平線，此時電力系統(tǒng)的設(shè)備利用率達到峰值，線損降到最低值。負荷率上升即負荷峰谷差降低時，則能源利用率越高，同時煤耗量會下降，從而達到低碳經(jīng)濟的目標(biāo)，節(jié)約資源并且減少環(huán)境污染。并且，當(dāng)負荷率提高時，供電煤耗量會下降，從而節(jié)約資源并且減少污染氣體的排放。由此可知，電力負荷的組成和用電狀況是影響負荷率變化的主要因素。6.1.2同時率定義及同時率與負荷率的相關(guān)關(guān)系每個國家對于同時率的定義都各不相同，國際通用的定義如下：同時率(coincidencefactor，CF)是一組電力設(shè)備或電力用戶在一定時期內(nèi)的總體最大需求同他們在這一時期內(nèi)各自最大負荷之和的比值。分散率是同時率的另外一種表達方式，在很多情況下，分散率和同時率都是就電力系統(tǒng)規(guī)劃進行描述的一項重要指標(biāo)。分散率和同時率的乘積為1，即分散率為同時率的倒數(shù)。負荷預(yù)測時，首先對不同類型用戶再按照不同地區(qū)進行分電壓測算。可根據(jù)同時率求得系統(tǒng)最大負荷，一般意義上的系統(tǒng)負荷同時率計算公式如下：QUOTEPmPm1+Pm2+······+PmnCF=PmPm1+Pm2+式中Pm—系統(tǒng)最大負荷Pm1,Pm2,Pmn,—系統(tǒng)中各個用戶的最大負荷圖6-2地區(qū)輸配電圖圖6-2為某地區(qū)輸配電網(wǎng)絡(luò)。主要職能為傳輸電能的AC線路是配電線路中的一段；類似于街道的分布，橫向的配電支線向街道用戶輸送電能。每個用戶都有自己的最大負荷，則AB線路上各個用戶的最大負荷用m1,m2,m3，······來表示，配電網(wǎng)絡(luò)的綜合最大負荷用M表示。線路上所有用戶的負荷之和加上線損一定等于A點的總負荷。由此得到配電支線同時率也稱組間同時率的公式（6-5）和各個用戶同時率也稱組內(nèi)同時率的公式（6-6）：各個配電支線同時率=MM1+M2+M3+······各個用戶同時率=Mim1+m2+m3+······同時率是指用戶之間產(chǎn)生負荷的時間重疊的概率，因此同時率一定是介于0到1之間的。當(dāng)同時率為0時，說明用戶之間最大負荷的時間完全不重疊，即某一用戶產(chǎn)生最大負荷時時，區(qū)域內(nèi)沒有任何其他用戶是最大負荷狀態(tài)下用電的。當(dāng)同時率等于1時，表明區(qū)域內(nèi)所有用戶最大負荷出現(xiàn)的時間是同步的。當(dāng)負荷率大于0小于1時，用戶之間的最大負荷是交替產(chǎn)生的，即統(tǒng)計期內(nèi)，用戶組內(nèi)負荷產(chǎn)生時間完全不同，因此負荷產(chǎn)生的時間決定了同時率的大小。當(dāng)同時率低時，說明所有用戶在該段時間內(nèi)用電選擇性小。例如，夜間或者陰雨天氣時，大部分用戶都會選擇開燈，此時同時率低。反之，當(dāng)用戶用電時間選擇性大時，即電視機、微波爐等此類家用電器的用電時間很寬泛，則同時率高。由同時率的概念可知，當(dāng)同時率越高時，則表明系統(tǒng)內(nèi)最大負荷出現(xiàn)在同一時間，為了保證此時的電力供應(yīng)是充足的，則電力企業(yè)需要很大的系統(tǒng)容量。龐大的系統(tǒng)容量成本則需要用戶共同承擔(dān)，因此同時率越高，不僅對電力企業(yè)靈活性提出了要求，而且對用戶分攤?cè)萘砍杀疽财饹Q定性作用。同時率是直接影響用戶用電價格的一項指標(biāo)，因此精確計算同時率才能確保用戶公平分攤系統(tǒng)容量成本。負荷同時率的精確估計程度決定著電力企業(yè)的供電成本是否能合理精確地分攤到每個用戶。若想使同時率更加精確，則對用戶戶數(shù)的統(tǒng)計以及用戶的分類有很高的要求。當(dāng)樣本越多時估計值越接近真實值，同理當(dāng)用戶戶數(shù)越多且用戶分類越精細時，同時率最接近真實情況。由于負荷率和同時率是決定用戶需要分攤系統(tǒng)容量成本多少的兩個重要指標(biāo)，因此如何將兩者結(jié)合起來制定用戶分攤?cè)萘砍杀镜脑瓌t是整個負荷率電價政策實施的關(guān)鍵所在。用戶負荷率和用戶同時率都是用來描述用戶用電特性的，根據(jù)各自的定義可知，同時率是描述用戶產(chǎn)生負荷時間的重疊概率；負荷率是描述用戶用電負荷的波動性，即用戶負荷產(chǎn)生的不確定性。根據(jù)負荷率和同時率的計算公式不難看出，計算兩個指標(biāo)所需的數(shù)據(jù)截然不同，因此難以構(gòu)建兩者之間的數(shù)學(xué)關(guān)系模型。依據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行經(jīng)驗分析可得，用戶負荷率和用戶同時率之間呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，即當(dāng)用戶用電時間長且用電負荷相對平穩(wěn)時，用戶同時率和負荷率都高，反之亦然。當(dāng)負荷率等于1時，說明該段時間內(nèi)用戶一直以最大需量用電，此時用戶同時率也為1。BaryConstantine大量收集用戶用電負荷數(shù)據(jù)進行研究分析，創(chuàng)新性地發(fā)現(xiàn)了同時率和負荷率之間的對數(shù)關(guān)系，兩者關(guān)系如公式（6-7），并提出描繪了兩者關(guān)系的經(jīng)驗曲線，命名為BARY曲線。CF=1-eαLF(6-7)兩邊取自然對數(shù)可得：ln(1-CF)=α·LF(6-8)式（6-7）和式（6-8）中：CF—用戶同時率LF—用戶負荷率α—小于零的未知參數(shù)本文主要以廣西地區(qū)電網(wǎng)為例，收集了2017年廣西地區(qū)不同電壓等級下的大工業(yè)用戶的負荷數(shù)據(jù)。首先對于數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，通過樣本數(shù)據(jù)可以求出用戶負荷率和同時率，描述BARY曲線特征的待估參數(shù)α可借助計量經(jīng)濟學(xué)軟件EVIEWES3.0使用線性回歸模型得到。首先依據(jù)BARY曲線對樣本進行線性回歸分析，得到廣西電網(wǎng)不同電壓等級下的大工業(yè)用戶的負荷率和同時率差異較大，但兩者總體關(guān)系符合BARY曲線的走勢，并且基本呈對數(shù)曲線關(guān)系。當(dāng)負荷率一定時，若用戶電壓越大，參數(shù)α的值越大。根據(jù)上面的指數(shù)計算公式分析，10千伏用戶的同時率大于35千伏用戶的同時率，大于110千伏用戶的同時率，大于220千伏用戶的同時率。這個結(jié)果是合理的，為成本分配提供了科學(xué)基礎(chǔ)。描述負荷曲線特征的三個指標(biāo)用戶負荷率，系統(tǒng)負荷率以及系統(tǒng)同時率之間具有某種相關(guān)關(guān)系。不同用戶構(gòu)成一個小的用電系統(tǒng)，因此不同節(jié)點上的用戶負荷一一對應(yīng)疊加后可以得到系統(tǒng)負荷。用戶負荷曲線可以根據(jù)收集的數(shù)據(jù)進行描繪，由上述關(guān)系可以描繪系統(tǒng)負荷曲線。根據(jù)系統(tǒng)負荷曲線，可得到系統(tǒng)平均負荷和系統(tǒng)最大負荷，兩者相除得到系統(tǒng)負荷率。用戶負荷率雖然和系統(tǒng)負荷率之間存在某種相關(guān)關(guān)系，但用戶負荷率不直接作用于系統(tǒng)負荷率，但用戶負荷決定系統(tǒng)負荷率的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。假設(shè)系統(tǒng)平均負荷為P，系統(tǒng)最大負荷Pm；Pi為用戶i平均負荷，Pm1，Pm2，········，Pmn為系統(tǒng)中各個用戶的最大負荷，Pmi為用戶i的最大負荷。則系統(tǒng)的負荷率為LF=P/Pm，用戶i的負荷率為LFi=Pi/Pmi，系統(tǒng)負荷同時率為：CF=PmPm1+Pm2+······+Pmn由于系統(tǒng)的平均負荷P等于各個用戶負荷平均值Pi之和，于是得到：CF=Pmi=1nPmi=式（6-10）表示電力系統(tǒng)同時率，根據(jù)電力系統(tǒng)中用戶的平均負荷率與系統(tǒng)負荷率之比求得。由此，得到用戶負荷率與系統(tǒng)負荷率之間的關(guān)系：用戶用電成本或者最終用戶電價與系統(tǒng)負荷率無關(guān)，系統(tǒng)負荷率只決定容量成本；用戶負荷率只決定最終的電價不直接影響容量成本。由此可以看到，系統(tǒng)負荷率和用戶負荷率的耦合作用是通過系統(tǒng)同時率來實現(xiàn)的。他們對成本以及價格的不同作用，正是由于系統(tǒng)同時率的存在導(dǎo)致同樣的用戶負荷率可能會形成不同的系統(tǒng)負荷率。6.1.3負荷率電價政策簡析負荷率電價政策中，制定電價的主要依據(jù)是負荷率。制定電價政策過程中，用戶負荷率是電價分類的標(biāo)準(zhǔn)，也是求得系統(tǒng)負荷率的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)負荷率決定電力企業(yè)系統(tǒng)容量的大小，從而影響用戶所需分攤的系統(tǒng)容量成本。負荷率電價政策是以用戶負荷率為基礎(chǔ)進行制定的電價政策，負荷率電價政策與我國現(xiàn)行的電價政策有著本質(zhì)上的差別。差別主要體現(xiàn)在負荷率對用戶用電成本產(chǎn)生影響，且這種影響無法從電價角度抽離出來?，F(xiàn)行電價政策中與負荷率電價政策類似的是峰谷分時電價，峰谷分時電價的基本原理是按照高峰負荷和低谷負荷時期電力用戶對電力企業(yè)提供電能的要求以及對企業(yè)設(shè)備固定成本的占有情況。其與負荷率電價政策在制定原理方面有共同之處。負荷率電價政策的制定首先將用戶按照負荷率的不同進行分檔，從而收取不同的電價。國外許多國家根據(jù)自己本國國情制定了相應(yīng)的負荷率電價政策，且實施情況和具體原則各不相同。例如法國、美國和韓國都已經(jīng)實施了負荷率電價，并且負荷率電價政策給他們也帶來了雙重效益。當(dāng)然也有包括我國在內(nèi)的許多國家沒有制定負荷率電價政策，或者制定后又取消了。例如日本，曾經(jīng)出臺過負荷率電價政策，但是由于日本資源匱乏，考慮到節(jié)約能源和環(huán)境保護，于是又取消了政策。各國負荷率電價政策的實施力度和方法大有區(qū)別，至今沒有形成一個統(tǒng)一的政策。一方面是因為國與國之間國情不同，另一方面，更主要的是缺少相關(guān)理論的支撐，因此全球范圍內(nèi)尚未出現(xiàn)廣泛適用的負荷率電價。6.2國內(nèi)外負荷率電價的應(yīng)用現(xiàn)狀國外許多發(fā)達國家較早制定了負荷率電價政策，落實情況也較為普遍。如法國在1957年推行的綠色電價，綠色電價在某種程度上就是負荷率電價的別稱，制定的主要依據(jù)是不同用戶的不同用電負荷特性。綠色電價主要適用于中、高壓工業(yè)，因為工業(yè)用戶的用電負荷特征較為明顯，一般都是高負荷率高電量為主。綠色電價不再是單一的價格，而是將電價劃分為很多個檔位，用戶對自己用電特征進行充分了解后，可以選擇最優(yōu)的電力種類。目前德國也執(zhí)行負荷率電價，但與法國綠色電價不同的是制定的步驟更為精準(zhǔn)。法國是根據(jù)用戶負荷率進行分檔，而德國是依據(jù)年利用小時數(shù)。具體步驟如下：首先，先將年利用小時數(shù)分為高、中、低三個檔。低檔為3000小時及以下；中檔為3000到4000小時；高檔則在4000小時以上。然后在高、中、低三個檔位的基礎(chǔ)上，將每個檔位按照年用電量的多少細分為四個等級。檔位越高則負荷率電價越低，并且同一個年利用小時數(shù)檔位的用戶，用電量多的用戶負荷率電價較低，反之亦然。每檔再按年用電量劃分為四個等級，負荷率電價按上述逐檔、逐等級依次遞減。由于各國用戶用電特征不同，負荷率電價政策各有差異。南非、意大利等國也制定了符合本國國情的不同形式的負荷率電價政策。上個世紀(jì)七十年代之前，能源危機爆發(fā)后，日本取消了曾經(jīng)實施過的負荷率電價。日本的現(xiàn)行電價政策主要是峰谷分時電價和兩部制電價。日本的峰谷分時電價的核心政策是高峰用電時電費高，過高的高峰負荷會使用戶承擔(dān)高昂的電費，因此用戶會選擇削峰填谷達到減少高峰期用電負荷，從而節(jié)約電費。從實質(zhì)上來看，達到了提高用戶負荷率的目的。日本的兩部制電價中，用戶用點設(shè)備容量越高，所需分攤的容量成本就越多，所以用戶選擇降低用電設(shè)備容量的方式減少電費支出，無形中提高了負荷率。日本的兩種電價政策雖然不是依據(jù)負荷率對用戶進行分類，但也同樣達到了負荷率電價政策的目的，因此再次出臺負荷率電價意義不大。另外，日本取消負荷率電價是由于對能源危機的過度反應(yīng)。負荷率電價政策是通過鼓勵用戶提高負荷率和用電量的同時，降低用戶電價，刺激用電。因此負荷率電價政策的實施必然會導(dǎo)致用電量的整體上漲，從而消耗更多的發(fā)電能源和排放較多的溫室氣體。日本在限制電力資源的使用方面要求比較嚴格，具體體現(xiàn)在居民階梯電價中，日本的居民第一檔電量電價比我國的低60-120千瓦時/月。電力改革以來，目前我國輸配電價體系已經(jīng)初步建立，但仍需努力在改革的潮流中繼續(xù)深化發(fā)展。國家發(fā)改委出臺的“省級電網(wǎng)輸配電價定價辦法（試行）”中第十六條明確提出：“有條件的地區(qū)，可以探索結(jié)合負荷率等因素制定輸配電價套餐，由電力用戶選擇執(zhí)行?！泵鞔_提出了構(gòu)建以負荷特性為主的輸配電價套餐，我們根據(jù)指導(dǎo)精神，將廣西地區(qū)大、中工業(yè)及其他用戶將按電壓等級、負荷率和用電量大小進行分檔定價，以下簡稱為“負荷率電價”。目前我國工商業(yè)用戶大都實行峰谷和兩部制電價，由于嚴重的交叉補貼等問題，盡管新一輪電力體制改革中明確提出放開售電側(cè)，若想完全放開仍需努力。因此，基于兩部制電價的負荷率電價的理論研究具有深遠的現(xiàn)實意義。用戶的用電負荷特征可以根據(jù)負荷率、最大負荷利用小時數(shù)和單位容量用電量進行描述。在負荷率電價制定過程中，一般依據(jù)前兩個指標(biāo)為基礎(chǔ)，有的國家是按照負荷率對用戶進行分類，有些國家是按照最大負荷利用小時數(shù)制定不同的電價檔位。本文研究的是以負荷率為分類標(biāo)準(zhǔn)的負荷率電價政策。負荷率電價基于兩部制電價形式，即高負荷率用戶的基本電價較高、電度電價較低，總體來看其平均電價較低；反之，低負荷率用戶基本電價較低、電度電價較高，整體平均電價較高。根據(jù)2017年廣西電網(wǎng)大工業(yè)用戶的用電數(shù)據(jù)和國外負荷率電價的經(jīng)驗可以得出：每當(dāng)用戶負荷率提高50%左右時，用戶用電成本可以降低兩成甚至以上。從不同角度來看，負荷率電價政策是一種雙贏。用戶可以依據(jù)自己的負荷特性選擇適合自己的電價，刺激用戶提高負荷率和用電量。用戶的削峰填谷行為對電力系統(tǒng)也是十分有利的，系統(tǒng)高峰負荷的降低更利于資源的合理使用，降低系統(tǒng)容量成本。負荷率電價政策使容量成本的分攤更加合理，同時也激勵用戶從自身實際出發(fā)合理用電。6.3負荷率電價的具體步驟與模型建立負荷率電價的核心步驟是如何對不同用戶和電價進行分檔，分檔標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是具有可操作性并且能夠反映用戶負荷特性和容量成本的公平分攤問題。負荷率電價分檔的標(biāo)準(zhǔn)有負荷率、電壓等級以及用電量。首先對廣西地區(qū)所有用戶進行電壓等級的劃分，分為10kv用戶、35kv用戶、110kv用戶以及220kv用戶。再在同一電壓等級按照負荷率對不同用戶進行聚類，聚類后再對不同類別的用戶按照用電量多少制定相應(yīng)的電價。最后一步，對不同檔位的用戶按照一定比例對系統(tǒng)容量成本進行合理分攤，從而確定不同檔位的電價。6.3.1負荷率分檔的細則負荷率電價首先應(yīng)該確定政策制定的分類標(biāo)準(zhǔn)，確定分檔的標(biāo)準(zhǔn)，再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對用戶進行分檔。不同國家選擇不同的適合本國用電特征的分類標(biāo)準(zhǔn)，例如，美國不同電力公司有不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，有的以負荷率，有的以月最大負荷利用小時數(shù)為分類標(biāo)準(zhǔn)；法國和德國以年度為統(tǒng)計周期，選用年最大負荷利用小時作為分類標(biāo)準(zhǔn)。為了使最大負荷降低得快，同時也使電力企業(yè)的投資降低得明顯，負荷率電價政策的統(tǒng)計周期應(yīng)選擇以年為單位。由數(shù)據(jù)研究和國外負荷率電價制定的規(guī)則來看，同一電壓等級下的負荷率分檔適宜分為兩到五個檔位。當(dāng)然具體分為幾個檔位需要根據(jù)不同地區(qū)的不同情況進行具體分析。最后具體的分檔水平應(yīng)該滿足以下兩點要求：第一，應(yīng)當(dāng)均勻分檔，即每個檔位內(nèi)用戶的個數(shù)要相差不大，不可以出現(xiàn)極端情況。第二，分檔后各個檔位之間或者同一檔位內(nèi)用戶的電價相差不可以過大，但又不可以幾乎沒有差別?？紤]到廣西地區(qū)大工業(yè)用戶較多，且大工業(yè)用戶中以電解鋁等高耗能產(chǎn)業(yè)為主，這些大工業(yè)用戶的負荷特性區(qū)別于其他地區(qū)的工業(yè)用戶，它們有著較高的負荷率和用電量，因此廣西地區(qū)的大工業(yè)用戶適宜采用負荷率電價，負荷率電價的制定辦法大體上如下：①首先進行數(shù)據(jù)收集，有條件的話以全體用戶數(shù)據(jù)進行分析，或者選擇大部分電力用戶進行數(shù)據(jù)處理，得到用戶的負荷曲線；②由用戶負荷曲線進行分析得到用戶負荷率和系統(tǒng)負荷率；③將負荷率從零到一，以5%為一個檔位對用戶進行劃分，初步分為二十個檔；并且計算出每個檔位應(yīng)當(dāng)分攤的容量成本然后形成電價④對以上各檔用戶進行聚類分析，將用電負荷特征相似的用戶聚為一類，即用戶用電價格相差極小的用戶形成新的分檔水平，再確定新的各檔電價水平；⑤檢驗是否容量成本完全分攤到每個用戶上，即電力系統(tǒng)是否完全回收準(zhǔn)許成本，依據(jù)各檔電價水平，完善負荷率分檔情況；⑥重復(fù)步驟④和⑤直到負荷率電價的制定是公平合理的，最終確定負荷率分檔數(shù)目和分類標(biāo)準(zhǔn)。6.3.2負荷率電價政策的容量成本分攤原則負荷率電價的主要構(gòu)成是用戶分攤的供電成本，因此容量成本的分攤決定著用戶的基本電價，也決定著電價政策是否是合理的先決條件。由于廣西電網(wǎng)一直執(zhí)行兩部制電價，為了使負荷率電價政策的用戶電價與之前的電價的差價易于用戶接受，因此本文選擇在現(xiàn)行的兩部制電價政策的基礎(chǔ)上考慮負荷率因素，制定出兩部制電價形式的負荷率電價政策。兩部制電價分為基本電價和容量電價，負荷率越高的用戶基本電價越低，反之亦然。因此負荷率電價政策旨在刺激用戶降低最大負荷或者以削峰填谷的方式進行改善用電方式，引導(dǎo)用戶根據(jù)用電時間和用電負荷合理安排用電方式，最終實現(xiàn)用戶電費降低，系統(tǒng)容量成本減少。根據(jù)以上幾點總結(jié)得出負荷率電價的分檔為以下幾點原則：首先確定各個檔位用戶所需要分攤的系統(tǒng)成本，成本由固定成本和變動成本兩部分構(gòu)成。其次確定電網(wǎng)的準(zhǔn)許成本，在準(zhǔn)許成本公平分攤的基礎(chǔ)上，平均加上電網(wǎng)的準(zhǔn)許收益，最后再加上價內(nèi)稅金，分別確定基本電價和容量電價，從而制定出基于負荷率水平的兩部制電價的理論模型。1.容量成本分攤的基本模型及其優(yōu)缺點分析（1）施泰納（Steiner）模型。施泰納模型首先確定電力系統(tǒng)的容量成本，依據(jù)容量成本，以此為基礎(chǔ)價格，再確定高峰負荷價格。施泰納模型首先在理想情況下進行分析，找出可能出現(xiàn)的最小容量成本，并且按照公平公正的原則對容量成本進行分攤。施泰納模型創(chuàng)新性提出了最優(yōu)容量成本分攤法，在該點上區(qū)別于以往的容量成本分攤法，與一般的容量成本分攤法有著本質(zhì)上的差異。（2）威廉姆森（Williamson）模型。威廉姆森模型首先確定最優(yōu)裝機容量，其模型建立的是以社會福利最大化為目的進行的容量成本分攤模型。模型兼顧了高峰負荷和低谷負荷，將兩者進行加權(quán)分析得到有效容量需求曲線。當(dāng)容量需求曲線已知時，對曲線進行分析可得到系統(tǒng)最優(yōu)負荷以及高峰、低谷電價，再根據(jù)曲線的高峰低谷負荷特征以短期邊際成本法決定容量成本的分攤。（3）溫德斯（Wenders）模型。溫德斯模型是對施泰納模型的缺點進行了優(yōu)化改進。溫德斯模型考慮更加全面，兼顧了由于發(fā)電技術(shù)不同、發(fā)電成本不同以及生產(chǎn)規(guī)模不同對容量成本產(chǎn)生的影響。考慮此類問題后，溫德斯模型在相同規(guī)模下對不同發(fā)電技術(shù)出現(xiàn)的成本問題進行解決。（4）上述三種模型的優(yōu)缺點比對。以上三種模型對于容量成本分攤的切入角度不同，所以導(dǎo)致分攤結(jié)果各不相同。施泰納模型中，考慮到企業(yè)的生產(chǎn)能力和容量成本會隨著經(jīng)濟發(fā)展或者是其他特殊原因而呈現(xiàn)一種動態(tài)無規(guī)律的變化情況，因此如何確定所需分攤的容量成本成為了施泰納模型的核心環(huán)節(jié)。施泰納首先在給定的條件下找出該條件的最小容量成本再進行分攤。溫德斯模型在施泰納模型的結(jié)構(gòu)上進行繼續(xù)研究。對企業(yè)進行調(diào)查研究，得到企業(yè)的真實生產(chǎn)能力情況。盡管生產(chǎn)能力可以確定了，但是現(xiàn)代的電力企業(yè)可以有很多個不同性能的發(fā)電機組，這些機組會根據(jù)當(dāng)?shù)赜脩舻挠秒娞卣鬟M行供電，這樣不同機組的成本不同，因此不同機組產(chǎn)生電能的容量電費應(yīng)當(dāng)有所差異。所以溫德斯模型是從實際出發(fā)，對容量成本的構(gòu)成進行細分，使分攤更加合理。威廉姆森模型比前兩種模型更加完整和規(guī)范。模型利用加權(quán)的需求曲線分析確定最優(yōu)容量成本，使成本的確定更加精細化，分攤結(jié)果更精準(zhǔn)。首先從三個模型解決問題的角度看，三者都可以對系統(tǒng)容量成本進行分攤，并且都可以確定高峰和低谷負荷電價。第二從模型的目的來看，三個模型都是以分攤?cè)萘砍杀緸榛A(chǔ)，旨在找到社會福利最大化的情況。盡管三種模型的方法角度完全不同，但從電價結(jié)果上來看結(jié)論應(yīng)該是相差不大的。三種情況下的分攤結(jié)果是，全部或者部分的容量成本由高峰負荷用戶按各自用電比例進行分攤；低谷負荷用戶按比例承擔(dān)少量的容量成本。運營成本也應(yīng)當(dāng)在高峰負荷和低谷負荷用戶之間按一定的比例進行合理分攤，大體上按照高峰負荷少分攤，低谷負荷用戶多分攤的基本原則，具體情況需要根據(jù)各地區(qū)負荷特性進行分析。最后，從模型實際應(yīng)用角度進行分析。三種模型的理論化研究是合理并且可行的，但是從實際出發(fā)，模型的數(shù)據(jù)收集是十分困難的，并且三者在實際操作上存在難以結(jié)局的問題。施泰納模型的核心在于得到負荷需求曲線，根據(jù)負荷需求曲線再進行容量成本分攤。首先需要得到用戶的高峰負荷和低谷負荷曲線，但由于用戶用電負荷受很多外界因素影響，如季節(jié)、天氣和節(jié)日等問題影響，所以具體如何使兩條曲線垂直相加得到精確的總負荷需求曲線是難以操作的。而總負荷需求曲線的結(jié)果對容量成本分攤產(chǎn)生直接影響，差之毫厘，謬之千里。威廉姆森模型雖然看起來可操作性強，最優(yōu)容量成本可以根據(jù)數(shù)據(jù)進行分析得到，但是模型中沒有關(guān)于如何對成本曲線進行加權(quán)方面的解釋，當(dāng)加權(quán)沒有一個統(tǒng)一的原則時，容量成本的分攤也就失去了說服力，從而在實施上難以操作。溫德斯模型盡管是三種模型中最貼近實際應(yīng)該分攤?cè)萘砍杀镜囊环N模型，但是溫德斯模型在模型建立上有對數(shù)據(jù)和發(fā)電技術(shù)分析有著極高的要求。由于電力市場是一個動態(tài)不固定的市場，每天市場供給需求都是動態(tài)不確定的，并且發(fā)電機組不固定，具體對每個用戶的發(fā)電電源結(jié)構(gòu)進行分析并且具體制定電價是工作量巨大難以實現(xiàn)的。2.廣西電網(wǎng)基于用戶負荷率的容量成本的分攤模型用戶所需分攤的電網(wǎng)容量成本是指電力商品在生產(chǎn)和輸配電過程中投入的固定成本，包括發(fā)電容量成本和輸配電容量成本兩部分。由于發(fā)電容量成本可以按照用電量進行折合，因此本文中以廣西電網(wǎng)為例，只對輸配電容量成本進行分攤。負荷率電價政策的制定關(guān)鍵在于如何對輸配電容量成本進行分攤。分攤的基本原則有兩點：第一，分攤應(yīng)該保證電力系統(tǒng)的容量成本可以完全回收并且不會過度回收，因此對系統(tǒng)容量成本的核算需要十分精確。第二，在容量成本為精確值的基礎(chǔ)上，對不同用戶進行分類，再將容量成本合理分攤到每個用戶的電價中。根據(jù)上述三種容量成本分攤模型，容量成本可以全部通過容量電費進行回收，容量成本也可以由基本電費和電量電費按照一定的比例進行分攤?？紤]到我國國情，由于電力系統(tǒng)是國家經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)，電價的改革不宜變動巨大。由于電力企業(yè)的容量成本是一筆巨資，如果將所有容量成本全部分攤到基本電費中，一定會導(dǎo)致基本電費成倍數(shù)高于電量電費，從而導(dǎo)致電價呈現(xiàn)兩極化情況，使用戶難以接受高昂的基本電費。一旦大部分用戶的基本電費比以前的基本電費高出幾倍，一定會導(dǎo)致用戶減少電能的使用，這種政策的反作用是不容忽視的。因此一個折中的方式就是將容量成本在基本電費和電量電費中以一定比例進行分攤，并且在基本電費中分攤的比例應(yīng)當(dāng)高于電量電費中分攤的比例，這樣才能保證負荷率電價政策是有效且可落實的。（1）現(xiàn)行的容量成本分攤方法。我國現(xiàn)行的容量成本分攤方法有峰荷責(zé)任法和最大功率法。峰荷責(zé)任法是在系統(tǒng)高峰負荷對應(yīng)的時間上，依據(jù)用戶的負荷對系統(tǒng)最大負荷的貢獻比例大小對容量成本進行分攤，即系統(tǒng)最大負荷發(fā)生時的各個用戶負荷占比作為容量成本分攤的制定原則。按照峰荷責(zé)任法進行容量成本分攤不能完全體現(xiàn)用戶負荷特性的特點，不夠精準(zhǔn)。由于峰荷責(zé)任法是根據(jù)系統(tǒng)最大負荷發(fā)生時刻的用戶用電負荷進行分攤的，因此在時間上具有特殊性，不能片面的以高峰時期用戶的負荷反映一段時間內(nèi)各類用戶的負荷特性對容量成本的影響。例如這種特殊情況：某一用戶在除了系統(tǒng)峰荷時點上以外的其他所有時點上負荷特性差異巨大，但是在系統(tǒng)峰荷時點上兩個用戶的用電負荷相同，按照負荷率電價的理論來看這兩個用戶承擔(dān)不同的容量成本，但是兩個用戶按照峰荷責(zé)任法承擔(dān)的容量成本相同。目前我國兩部制電價中采用的是最大功率法對用戶收取基本電價。最大功率法，即以用戶最大功率占全部用戶最大功率之和的比例作為用戶分攤?cè)萘砍杀镜谋壤?。這種分攤方法的結(jié)果還是沒有考慮到負荷同時率的影響，沒有考慮到用戶與系統(tǒng)間的錯峰現(xiàn)象，還沒有考慮到最大負荷持續(xù)時間的不同，例如兩個用戶的最大負荷是相同的，但是一個用戶在最大負荷上持續(xù)的時間很長，也就是負荷率很高，而另一個用戶在最大負荷上持續(xù)的時間很短，即負荷率很低，按照最大功率法分攤，兩者的基本電價是一樣的，但是實際上兩者有很大的差別。上述兩種容量成本的分攤方法都是常規(guī)的分攤法，即容量成本在不同用戶之間進行分攤，通過不同用戶的基本電價回收容量成本，這都不能解決錯峰現(xiàn)象對用戶帶來的不公平，因此，容量成本需要在同一用戶的電度電費中進行分攤，使得一部分容量成本通過基本電價回收，一部分容量成本通過電度電價回收。這樣的分攤方法能夠降低上述分析的不公平性。（2）目前對于容量成本分攤最合理且可操作的方法是基于BARY曲線的容量成本分攤法，符合負荷率電價政策的要求，BARY曲線容量成本分攤法是通過確定容量成本在基本電費和容量電費分攤的比例系數(shù)，從而確定相應(yīng)的電價。BARY曲線的橫坐標(biāo)是用戶負荷率，縱坐標(biāo)是同時率。發(fā)電量可以由BARY曲線的橫坐標(biāo)乘以年最大利用小時數(shù)求得，所得即為用戶的實際利用小時；根據(jù)BARY曲線可以求出系統(tǒng)容量，系統(tǒng)最大負荷等于同時率乘以用戶最大負荷之和。在曲線上任找一點，過該點做一條BARY曲線的切線。將切線延長至與縱軸得到一個交點A，過點A再作一條與橫軸水平的線，該水平線將BARY曲線截成兩個部分。與用戶用電量多少無關(guān)的一段為基本電費，從基本電費的定義上看也是吻合的。另外一段是電量電費，電量電費是與用戶用電量成正比關(guān)系的一段曲線，即電量電費會隨著用電量的增加而增加，且比例一定。曲線上的任意一點都對應(yīng)著不同的負荷率和同時率，因此當(dāng)確定負荷率時，從曲線上找到該點，過該點作切線，切線與縱軸的交點即為基于不同負荷率時基本電費和電量電費的比例系數(shù)。從圖6-3上可以得到，負荷率越大時，過該點作的切線越接近于水平線，即縱坐標(biāo)截距越大容量電費越高。當(dāng)容量電費越高時，電量電費由于斜率越小而越少。對于不同用戶的用電負荷不同情況，可以繪制地區(qū)用戶負荷-同時率的BARY曲線，對曲線進行確定分攤系數(shù)，使容量成本的分攤更加公平。如下圖6-3所示，依據(jù)BARY曲線對系統(tǒng)容量成本進行分攤的具體步驟和相關(guān)公式。在已知BARY曲線的基礎(chǔ)上，首先先確定分攤成本對應(yīng)的用戶的負荷率，負荷率已知的情況下在曲線上找到對應(yīng)的點A；過點A做BARY曲線的切線，切線與同時率縱坐標(biāo)的交點bi即為容量成本分攤在容量電費中的比例系數(shù)。圖6-3BARY曲線的容量成本分攤曲線上圖曲線的表達式為CF=1-eαLF,式中α為待估未知參數(shù)且滿足α=QUOTEln?(1-CF)LFln?(1-CF)LF<0，本文以2017年廣西電網(wǎng)地區(qū)大工業(yè)用戶為例進行計算分攤系數(shù)，首先將大工業(yè)用戶按負荷率特性進行聚類，共分為k類用戶。設(shè)第k類型負荷率用戶的負荷率為LFk，用戶的同時率為CFkCF(LFk)=α·eα·LFk（6-11）當(dāng)A點坐標(biāo)和切線斜率已知時可以求出切線方程：yCFk=α·eα·LFk(xLFk)（6-12）令x=0，求得切線在縱軸上的截距為：bk=CFk+α·LFk·eα·LFk（6-13）即為第k類負荷率用戶的分攤系數(shù)。因此，系統(tǒng)容量成本Cs在容量電費和容量電費中的分攤?cè)缦拢?）在容量電費中的分攤：Csk1=Csbk（6-14）2)在電量電費中的分攤：Csk2=Cs（CFkbk）（6-15）式中Cs—系統(tǒng)容量成本Csk1—容量成本在第k類負荷率用戶基本電費中的分攤值Csk2—容量成本在第k類負荷率電量電價中的分攤值根據(jù)廣西電網(wǎng)用戶負荷-同時率描繪BARY曲線，然后確定系統(tǒng)容量成本后，根據(jù)上述步驟即可求出基本電費和電量電費的分攤比例系數(shù)，最終確定用戶的基本電價和電量電價。3.長期邊際成本計算模型假設(shè)電力企業(yè)為n類用戶生產(chǎn)供應(yīng)電能，相當(dāng)于提供n種商品，i=1,2,······，n;各類用戶的需求相