《面向智能電網(wǎng)的需求響應(yīng)及其電價研究》—智能電網(wǎng)下需求響應(yīng)及相關(guān)電價研究(四)
5.4 階梯電價
5.4.1 階梯電價概述
1.階梯電價定義及實施意義
階梯電價令稱為“階梯式累進(jìn)電價”,是將月用電量設(shè)置為若干個階梯,根據(jù)用戶月用電量的增長,電費價格將隨用電量階梯逐級遞增。現(xiàn)階段已經(jīng)實施的階梯電價分為三個等級:第一個等級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,電價最低;第二等級電量較高,電價同時相對應(yīng)升高;第三等級執(zhí)行最高電價。
由于我國居民電價長期偏低,一直處于工業(yè)用電補貼居民用電這種交叉補貼現(xiàn)象。近年來,我國能源供應(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貼越多,用電量少的居民反而補貼較少。
通過執(zhí)行階梯電價,分段計量計價可以實現(xiàn)細(xì)分市場的差別定價,提高用電效率,并且能夠補貼低收入居民,從而符合我國未來經(jīng)濟及能源發(fā)展的趨勢。
2.階梯電價定價機制
現(xiàn)已經(jīng)實行階梯電價的省份包括浙江、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“階梯電價”,結(jié)合2001年推行的峰谷電價,設(shè)置初級電量為50千瓦時。具體情況見表5-15。
表5-15 浙江省階梯電價表
階梯電量 |
O~50千瓦時 |
51~200千瓦時 |
201千瓦時以上 |
|||
時 段 |
峰 |
谷 |
峰 |
谷 |
峰: |
谷 |
電價(元) |
0.568 |
0.288 |
0.598 |
0.318 |
0.668 |
0.388 |
5.4.2上海現(xiàn)行居民用電用能情況及電價
1.上海居民用電情況
最近幾年,由于上海經(jīng)濟水平的提升,居民用電量大幅增長,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過全社會用電量的增長幅度。在全部居民的用能中,電力消費占52.3%.電力是居民家庭用電的主要項目,電力消費比重提高非常明顯。但是根據(jù)紐約、東京和香港國際大都市的用電結(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 |
居民用電量 (億KW.h) |
比上年增長 |
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,但農(nóng)村居民家庭只有24臺;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,增長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。因此,上海市居民用電的季節(jié)性特征也更加明顯。從消費支出的角度來看,2007年,上海市城市居民家庭人均電費支出379元,2009年人均電費支出為398元,分別比2002年增長40%和46.8%。從季節(jié)變動來看,2007年用電高峰的8月份人均電費支出達(dá)到58元,是當(dāng)年月平均值的1.8倍,而2002年,這個倍數(shù)為1.6倍,同時2009年人均用電量為716.9KW.h,比2007年增長14.3%。
由上海市統(tǒng)計局資料顯示,上海負(fù)荷特性已向國際化大都市轉(zhuǎn)變。由圖5-6可知,原先的只有夏季一個負(fù)荷高峰已轉(zhuǎn)向為夏季、冬季兩個負(fù)荷高峰。日用電負(fù)荷曲線也有明顯變化,從早、晚兩個用電高峰轉(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)時間延長。
3.上海地區(qū)居民電價
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)改價管[2009]019號《關(guān)于調(diào)整上海市電網(wǎng)電價的通知》中的價格,居民用電分為單一制電價和分時電價。詳細(xì)價格參考表5 -17。
表5 -17 上海地區(qū)居民用電銷售價格 單位:元,千瓦時
單一制電價
|
分時電價
|
||
不滿1千伏
|
10千伏
|
峰時段
|
符時段
|
0.617
|
0.612
|
0.617
|
0.307
|
注:分時電價時段劃分:峰時段(6 -22時);谷時段(22時~次日6時)。
5.4.3上海階梯電價設(shè)想
1.階梯電價定價方法
消費指數(shù)是指消費支出水平與個人可支出收入水平之間的關(guān)系。凱恩斯認(rèn)為,總消費函數(shù)關(guān)系是一個比較穩(wěn)定的函數(shù)。根據(jù)凱恩斯的消費函數(shù),則一戶居民的電能消費方程式為:
式中,Y為居民人均收入,bE為居民的基本電能消費,BE為電能的邊際消費傾向.E為每戶居民年用電量,P為用電量為E時的需求電價,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,電能總消費等于基本電能消費bE加上隨居民收入增長而增加的電力消費量。
以下將根據(jù)上海統(tǒng)計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,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.模型計算
(1)模型分段階數(shù)。參考現(xiàn)在已經(jīng)實行階梯電價的省份,將遞增制階梯電價分為三層階梯。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 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以及人均基本電費數(shù)據(jù)來自上海統(tǒng)計局。人均電費與低收人家庭人口系數(shù)相乘,得每戶年基本電能消費。
根據(jù)上海電力公司數(shù)據(jù),上海居民峰時用電量基本為谷時用電量的2倍。鑒于農(nóng)村居民尚未實行階梯電價,因此由農(nóng)村居民電費計算全年電價時應(yīng)用單價為0.617元/KW.h計算。由上海統(tǒng)計局公布的數(shù)據(jù)以及電價計算可得:
(4)電能邊際消費傾向。邊際消費傾向(Mpc)說明了收入變動量在消費變動和儲蓄變動之間變動的情況。電能邊際消費傾向( EMPc)表示是電能消費的增加量△C占收入增加量△Y的比例,電能邊際消費傾向是大于0、小于1。
一般認(rèn)為,中等收人居民承受的最高邊際消費傾向是7.831%;高收入居民承受的最高邊際消費傾向是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)行的電價汁算。對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)模型計算結(jié)果。結(jié)合上海現(xiàn)已經(jīng)執(zhí)行的峰谷電價,谷段電價為峰時段的50%。但是因為這種方法不方便階梯峰谷電價的計算,因此參照浙江省階梯峰谷電價的制定,每個階段峰谷電價增長量相同。根據(jù)定價公式以及上述數(shù)據(jù).模型計算結(jié)果如表5-20所示:
根據(jù)計算可得,我們可以將上海第一段基本電量設(shè)定為85KW.h.按基本峰谷電價計算;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電量與電費,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電量與電費
人口數(shù)/(人) |
住房面積/( 平米) |
空調(diào)數(shù) |
全年收入(萬元) |
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)從以前的夏季一個高峰轉(zhuǎn)變成夏季一個大高峰不變,冬季形成小高峰。因此選定某幾個特殊月份進(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 |
峰時段 |
谷時段 |
電費 |
峰時段 |
谷時段 |
電費 |
峰時段 |
谷時段 |
電費 |
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^高的月份電費有所增加,其余時段,依舊在生活所需的電能消耗范圍之內(nèi)。因此可見,實行改革方案后對低收人家庭電費影響不大。
表5-23 低收入家庭實行階梯電價后電費
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 (元) |
增長電費 (元) |
增長率 |
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 中收入家庭實行階梯電價后電費
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 (元) |
增長電費 (元) |
增長率 |
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%
|
申收人家庭在實行階梯電價之后,由于夏季降溫需要,電費增長較高。但是因為空調(diào)能耗產(chǎn)生的費用屬于非基本生活用電。因此,在實行階梯電價后,中收人家庭交叉補貼減少。
表5-25 高收入家庭實行階梯電價后電價
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 (元) |
增長電費 (元) |
增長率 |
|||||
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%
|
|
||||
高收入家庭在實行階梯電價之后.由于生活水平較高,所產(chǎn)生的調(diào)溫費用比較大,因此實行階梯電價后產(chǎn)生的額外電費比較高,這正符合了多用電多交錢、減少居民之間的交叉補貼的預(yù)期效果。
5.4.5結(jié)論
本方案結(jié)合上海市自身情況,采用凱恩斯消費函數(shù)建步模型后計算得出的電價方案為:
(1)月用電量低于85KW.h部分,按基本的峰谷電價計算。
(2)月用電量在85~200KW.h的部分,每千瓦時的電價提升0.04 7元。
(3)月用電量超過200KW.h的部分,每下瓦時電價提升0.2.13元。
分析比較三個層次不同收入居民因?qū)嵭须A梯電價后的電費增長情況.可以發(fā)現(xiàn),低收入居民在夏冬兩個用電高峰時電費增長不多,中、高層收入居民增長幅度較大:在平常的春秋季節(jié),在實行改革方案后,增長幅度不多。這就有效利用了電價市場杠桿,使居民電價不再只是單調(diào)的峰谷電價,用電量較多的居民不會因為用電量的增加獲得更多的交叉補貼,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受到實行階梯電價后產(chǎn)生巨大影響。
責(zé)任編輯:繼電保護(hù)
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