《面向智能電網(wǎng)的需求響應(yīng)及其電價(jià)研究》—智能電網(wǎng)下需求響應(yīng)及相關(guān)電價(jià)研究(四)
5.4 階梯電價(jià)
5.4.1 階梯電價(jià)概述
1.階梯電價(jià)定義及實(shí)施意義
階梯電價(jià)令稱為“階梯式累進(jìn)電價(jià)”,是將月用電量設(shè)置為若干個(gè)階梯,根據(jù)用戶月用電量的增長(zhǎng),電費(fèi)價(jià)格將隨用電量階梯逐級(jí)遞增?,F(xiàn)階段已經(jīng)實(shí)施的階梯電價(jià)分為三個(gè)等級(jí):第一個(gè)等級(jí)為照顧低收入人群如農(nóng)村人口,為了維持基本的生活水平所需要的基數(shù)電量,電價(jià)最低;第二等級(jí)電量較高,電價(jià)同時(shí)相對(duì)應(yīng)升高;第三等級(jí)執(zhí)行最高電價(jià)。
由于我國(guó)居民電價(jià)長(zhǎng)期偏低,一直處于工業(yè)用電補(bǔ)貼居民用電這種交叉補(bǔ)貼現(xiàn)象。近年來,我國(guó)能源供應(yīng)緊缺、節(jié)能減排和環(huán)境壓力增加,但是居民生活用電處于較低水平,造成用電較多的用戶隱性獲得的交叉補(bǔ)貼越多,用電量少的居民反而補(bǔ)貼較少。
通過執(zhí)行階梯電價(jià),分段計(jì)量計(jì)價(jià)可以實(shí)現(xiàn)細(xì)分市場(chǎng)的差別定價(jià),提高用電效率,并且能夠補(bǔ)貼低收入居民,從而符合我國(guó)未來經(jīng)濟(jì)及能源發(fā)展的趨勢(shì)。
2.階梯電價(jià)定價(jià)機(jī)制
現(xiàn)已經(jīng)實(shí)行階梯電價(jià)的省份包括浙江、福建、四川等,均取得較好的效果。以浙江省為例,從2004年開始試點(diǎn)“階梯電價(jià)”,結(jié)合2001年推行的峰谷電價(jià),設(shè)置初級(jí)電量為50千瓦時(shí)。具體情況見表5-15。
表5-15 浙江省階梯電價(jià)表
階梯電量 |
O~50千瓦時(shí) |
51~200千瓦時(shí) |
201千瓦時(shí)以上 |
|||
時(shí) 段 |
峰 |
谷 |
峰 |
谷 |
峰: |
谷 |
電價(jià)(元) |
0.568 |
0.288 |
0.598 |
0.318 |
0.668 |
0.388 |
5.4.2上?,F(xiàn)行居民用電用能情況及電價(jià)
1.上海居民用電情況
最近幾年,由于上海經(jīng)濟(jì)水平的提升,居民用電量大幅增長(zhǎng),遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過全社會(huì)用電量的增長(zhǎng)幅度。在全部居民的用能中,電力消費(fèi)占52.3%.電力是居民家庭用電的主要項(xiàng)目,電力消費(fèi)比重提高非常明顯。但是根據(jù)紐約、東京和香港國(guó)際大都市的用電結(jié)構(gòu)分析,其居民用電比例為22%~30%,所以上海居民用電節(jié)能的空間依舊很大。
表5-16 上海市2000~2010年居民用電量情況
年份 |
全市用電量 (億KW.h) |
比上年增長(zhǎng) |
居民用電量 (億KW.h) |
比上年增長(zhǎng) |
居民用電量占全市比率(%) |
2000 |
599.45 |
|
53.2 |
|
9.51 |
2001 |
593.00 |
6.00 |
56.99 |
7.12 |
9.61 |
2002 |
645.71 |
10.41 |
61.85 |
8.53 |
9.58 |
2003 |
745.97 |
15.53 |
82.87 |
33.q9 |
11.11 |
2004 |
812.44 |
10.27 |
90.64 |
9.38 |
11.03 |
2005 |
921.97 |
12.37 |
109.20 |
20.50 |
11.8 4 |
2006 |
990.15 |
7.49 |
122.37 |
12.06 |
12.36 |
2007 |
1 072.38 |
8.30 |
131.12 |
7.15 |
12.23 |
2008 |
1 138.22 |
6.1 |
135.83 |
11.7 |
11.93 |
2009 |
1 153.38 |
1.3 |
152.52 |
4.1 |
13.22 |
2010 |
1 295.87 |
12.4 |
157.00 |
10.5 |
12.11 |
平均 |
|
9.02 |
|
12.51 |
|
數(shù)據(jù)來源:上海市統(tǒng)計(jì)局。
2.上海居民用電特性
表5 -16顯示,上海市全市用電量逐年遞增,且速度維持在10%左右,且居民用電量在全市用電量的份額愈發(fā)增大。隨著生活水平的提高和住房條件的改善,上海市城鄉(xiāng)居民家用電器無論數(shù)量還是質(zhì)量都逐年提高,其中空調(diào)數(shù)量的增加對(duì)家庭能耗影響較大。抽樣調(diào)查顯示,2002年,上海市城市居民家庭每百戶擁有空調(diào)118臺(tái),但農(nóng)村居民家庭只有24臺(tái);而到了2007年,城市居民家庭空調(diào)擁有量達(dá)到每百戶189臺(tái),增長(zhǎng)60.2%,農(nóng)村居民家庭空調(diào)擁有量也達(dá)到了每百戶120臺(tái)。因此,上海市居民用電的季節(jié)性特征也更加明顯。從消費(fèi)支出的角度來看,2007年,上海市城市居民家庭人均電費(fèi)支出379元,2009年人均電費(fèi)支出為398元,分別比2002年增長(zhǎng)40%和46.8%。從季節(jié)變動(dòng)來看,2007年用電高峰的8月份人均電費(fèi)支出達(dá)到58元,是當(dāng)年月平均值的1.8倍,而2002年,這個(gè)倍數(shù)為1.6倍,同時(shí)2009年人均用電量為716.9KW.h,比2007年增長(zhǎng)14.3%。
由上海市統(tǒng)計(jì)局資料顯示,上海負(fù)荷特性已向國(guó)際化大都市轉(zhuǎn)變。由圖5-6可知,原先的只有夏季一個(gè)負(fù)荷高峰已轉(zhuǎn)向?yàn)橄募尽⒍緝蓚€(gè)負(fù)荷高峰。日用電負(fù)荷曲線也有明顯變化,從早、晚兩個(gè)用電高峰轉(zhuǎn)向兩峰之間的負(fù)荷曲線趨向平坦,日高峰負(fù)荷持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)。
3.上海地區(qū)居民電價(jià)
上海居民執(zhí)行的依1日是由2009年上海市發(fā)改委滬發(fā)改價(jià)管[2009]019號(hào)《關(guān)于調(diào)整上海市電網(wǎng)電價(jià)的通知》中的價(jià)格,居民用電分為單一制電價(jià)和分時(shí)電價(jià)。詳細(xì)價(jià)格參考表5 -17。
表5 -17 上海地區(qū)居民用電銷售價(jià)格 單位:元,千瓦時(shí)
單一制電價(jià)
|
分時(shí)電價(jià)
|
||
不滿1千伏
|
10千伏
|
峰時(shí)段
|
符時(shí)段
|
0.617
|
0.612
|
0.617
|
0.307
|
注:分時(shí)電價(jià)時(shí)段劃分:峰時(shí)段(6 -22時(shí));谷時(shí)段(22時(shí)~次日6時(shí))。
5.4.3上海階梯電價(jià)設(shè)想
1.階梯電價(jià)定價(jià)方法
消費(fèi)指數(shù)是指消費(fèi)支出水平與個(gè)人可支出收入水平之間的關(guān)系。凱恩斯認(rèn)為,總消費(fèi)函數(shù)關(guān)系是一個(gè)比較穩(wěn)定的函數(shù)。根據(jù)凱恩斯的消費(fèi)函數(shù),則一戶居民的電能消費(fèi)方程式為:
式中,Y為居民人均收入,bE為居民的基本電能消費(fèi),BE為電能的邊際消費(fèi)傾向.E為每戶居民年用電量,P為用電量為E時(shí)的需求電價(jià),h為每戶的人口數(shù).yn- yn-1,為居民的年人均收入的增加量。由式(5-69)可以看出,電能總消費(fèi)等于基本電能消費(fèi)bE加上隨居民收入增長(zhǎng)而增加的電力消費(fèi)量。
以下將根據(jù)上海統(tǒng)計(jì)局公布的居民人均收入資料,結(jié)合調(diào)查所得三種不同收入家庭的用電量和遞增電價(jià),將低收入家庭的月用電量為第一階段、中等收入家庭用電量為第二階段、高收入家庭用電量為第三階段。
2.模型計(jì)算
(1)模型分段階數(shù)。參考現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)行階梯電價(jià)的省份,將遞增制階梯電價(jià)分為三層階梯。這里低收人人群包括上海城鎮(zhèn)居民低收人人群、農(nóng)村居民;中等收入人群為上海城鎮(zhèn)居民中等收人人群與中高等收入人群;高等收入人群為上海城鎮(zhèn)居民高等收入人群。
(2)上海居民人均收入。根據(jù)2009年、2010年上海統(tǒng)計(jì)年鑒,所得居民的年人均收入y和每戶居民的年用電量E,如表5 -18所示:
表5-18 上海居民的年人均收入y
項(xiàng) 目
|
低等收人家庭
|
中等收入家庭
|
高等收入家庭
|
yn- yn-1
|
1 070.5
|
2 007.5
|
3 993
|
(3)上海居民用電基本情況。抽樣調(diào)查上海居民各收入層次的用電量E,每戶人口數(shù)h以及人均基本電費(fèi)數(shù)據(jù)來自上海統(tǒng)計(jì)局。人均電費(fèi)與低收人家庭人口系數(shù)相乘,得每戶年基本電能消費(fèi)。
根據(jù)上海電力公司數(shù)據(jù),上海居民峰時(shí)用電量基本為谷時(shí)用電量的2倍。鑒于農(nóng)村居民尚未實(shí)行階梯電價(jià),因此由農(nóng)村居民電費(fèi)計(jì)算全年電價(jià)時(shí)應(yīng)用單價(jià)為0.617元/KW.h計(jì)算。由上海統(tǒng)計(jì)局公布的數(shù)據(jù)以及電價(jià)計(jì)算可得:
(4)電能邊際消費(fèi)傾向。邊際消費(fèi)傾向(Mpc)說明了收入變動(dòng)量在消費(fèi)變動(dòng)和儲(chǔ)蓄變動(dòng)之間變動(dòng)的情況。電能邊際消費(fèi)傾向( EMPc)表示是電能消費(fèi)的增加量△C占收入增加量△Y的比例,電能邊際消費(fèi)傾向是大于0、小于1。
一般認(rèn)為,中等收人居民承受的最高邊際消費(fèi)傾向是7.831%;高收入居民承受的最高邊際消費(fèi)傾向是8.85%,兩者一般值為2.68%。本方案第一階段的電量按照現(xiàn)上海市執(zhí)行的電價(jià)汁算。對(duì)于中等收入家庭的電能邊際成本取中間值5.7%,高收人家庭取8.85%。
(5)模型計(jì)算結(jié)果。結(jié)合上海現(xiàn)已經(jīng)執(zhí)行的峰谷電價(jià),谷段電價(jià)為峰時(shí)段的50%。但是因?yàn)檫@種方法不方便階梯峰谷電價(jià)的計(jì)算,因此參照浙江省階梯峰谷電價(jià)的制定,每個(gè)階段峰谷電價(jià)增長(zhǎng)量相同。根據(jù)定價(jià)公式以及上述數(shù)據(jù).模型計(jì)算結(jié)果如表5-20所示:
根據(jù)計(jì)算可得,我們可以將上海第一段基本電量設(shè)定為85KW.h.按基本峰谷電價(jià)計(jì)算;第二階段為200KW.h;第三階段為250KW.h。
5.4.4模型結(jié)果分析
1.現(xiàn)行上海電價(jià)分析
我們調(diào)查了上海地區(qū)某幾戶典型居民2010年全年居民的用電量以及分時(shí)電量與電費(fèi),選擇的用戶是根據(jù)居民的住房面積、人口數(shù)量、空調(diào)數(shù)以及全年收入來決定。
3戶人家情況如表5- 21所示:
表5-21 上海地區(qū)典型居民2010年全年用電量以及分時(shí)電量與電費(fèi)
人口數(shù)/(人) |
住房面積/( 平米) |
空調(diào)數(shù) |
全年收入(萬(wàn)元) |
家庭層次 |
4 |
77 |
9 |
6 |
低收人家庭 |
3 |
143 |
4 |
14 |
中收人家庭 |
3 |
208 |
6 |
27 |
高收人家庭 |
由圖5-26可知,上海居民用電習(xí)慣現(xiàn)從以前的夏季一個(gè)高峰轉(zhuǎn)變成夏季一個(gè)大高峰不變,冬季形成小高峰。因此選定某幾個(gè)特殊月份進(jìn)行分析,分別為2月(冬季)、8月(夏季)、5月(春季),代表用電小高峰、用電大高峰以及中間的平谷期(見表5-22)。
表5-22 2010年上海地區(qū)典型居民用電量 單位:度;元
電量 |
|
低收人家庭 |
中收人家庭 |
高收人家庭 |
|||||
月份 |
峰時(shí)段 |
谷時(shí)段 |
電費(fèi) |
峰時(shí)段 |
谷時(shí)段 |
電費(fèi) |
峰時(shí)段 |
谷時(shí)段 |
電費(fèi) |
2 |
76 |
33 |
57.0 |
161 |
47 |
113.8 |
521 |
77 |
345.1 |
5 |
34 |
11 |
24.4 |
107 |
67 |
86.6 |
139 |
33 |
5.9 |
8 |
104 |
88 |
91.2 |
376 |
162 |
281.7 |
564 |
259 |
27.5 |
2.方案電價(jià)分析
由表5-23分析可知,在因天氣原因?qū)е潞哪茌^高的月份電費(fèi)有所增加,其余時(shí)段,依舊在生活所需的電能消耗范圍之內(nèi)。因此可見,實(shí)行改革方案后對(duì)低收人家庭電費(fèi)影響不大。
表5-23 低收入家庭實(shí)行階梯電價(jià)后電費(fèi)
電量 |
低收人家庭 |
|||||
月份 |
一段電量 (度) |
二段電量 (度) |
三段電量 (度) |
階梯電費(fèi) (元) |
增長(zhǎng)電費(fèi) (元) |
增長(zhǎng)率 |
2 |
85 |
24 |
O |
58.1 |
1.1 |
1.9% |
5 |
45 |
O |
O |
24.4 |
O |
O |
8 |
85 |
107 |
0 |
96.2 |
5.1 |
5.5% |
表5-24 中收入家庭實(shí)行階梯電價(jià)后電費(fèi)
電量
|
中收入家庭
|
|||||
月份 |
一段電量 (度) |
二段電量 (度) |
三段電量 (度) |
階梯電費(fèi) (元) |
增長(zhǎng)電費(fèi) (元) |
增長(zhǎng)率 |
2月
|
85
|
11 5
|
8
|
121.1
|
7.3
|
6.4%
|
5月
|
85
|
89
|
O
|
90.7
|
4.2
|
4.6%
|
8月
|
85
|
1 15
|
338
|
369.2
|
87.5
|
23.6%
|
申收人家庭在實(shí)行階梯電價(jià)之后,由于夏季降溫需要,電費(fèi)增長(zhǎng)較高。但是因?yàn)榭照{(diào)能耗產(chǎn)生的費(fèi)用屬于非基本生活用電。因此,在實(shí)行階梯電價(jià)后,中收人家庭交叉補(bǔ)貼減少。
表5-25 高收入家庭實(shí)行階梯電價(jià)后電價(jià)
電量
|
高收人家庭
|
||||||||||
月份 |
一段電量 (度) |
二段電蜒 (度) |
三段電量 (度) |
階梯電費(fèi) (元) |
增長(zhǎng)電費(fèi) (元) |
增長(zhǎng)率 |
|||||
2
|
85
|
115
|
398
|
447.2
|
102.1
|
22,8%
|
|||||
5
|
85
|
87
|
0
|
100
|
4.1
|
4.1%
|
|
||||
8
|
85
|
1 15
|
623
|
584.3
|
l-6.H
|
26.8%
|
|
||||
高收入家庭在實(shí)行階梯電價(jià)之后.由于生活水平較高,所產(chǎn)生的調(diào)溫費(fèi)用比較大,因此實(shí)行階梯電價(jià)后產(chǎn)生的額外電費(fèi)比較高,這正符合了多用電多交錢、減少居民之間的交叉補(bǔ)貼的預(yù)期效果。
5.4.5結(jié)論
本方案結(jié)合上海市自身情況,采用凱恩斯消費(fèi)函數(shù)建步模型后計(jì)算得出的電價(jià)方案為:
(1)月用電量低于85KW.h部分,按基本的峰谷電價(jià)計(jì)算。
(2)月用電量在85~200KW.h的部分,每千瓦時(shí)的電價(jià)提升0.04 7元。
(3)月用電量超過200KW.h的部分,每下瓦時(shí)電價(jià)提升0.2.13元。
分析比較三個(gè)層次不同收入居民因?qū)嵭须A梯電價(jià)后的電費(fèi)增長(zhǎng)情況.可以發(fā)現(xiàn),低收入居民在夏冬兩個(gè)用電高峰時(shí)電費(fèi)增長(zhǎng)不多,中、高層收入居民增長(zhǎng)幅度較大:在平常的春秋季節(jié),在實(shí)行改革方案后,增長(zhǎng)幅度不多。這就有效利用了電價(jià)市場(chǎng)杠桿,使居民電價(jià)不再只是單調(diào)的峰谷電價(jià),用電量較多的居民不會(huì)因?yàn)橛秒娏康脑黾荧@得更多的交叉補(bǔ)貼,而是多用多付。而基準(zhǔn)量的制定,也保證了低收人家庭的基本生活所需,即使在用電量最高的夏季也不會(huì)受到實(shí)行階梯電價(jià)后產(chǎn)生巨大影響。
責(zé)任編輯:繼電保護(hù)
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