電力體制改革|輸配電定價 輸配電服務概述
電力系統包括發、輸、配、售不同的環節,用戶的終端電價也包括發電、輸配電、售電等部分。輸配電服務由于存在一定的規模經濟性,一般由壟斷的機構提供,因此輸配電價格需要由政府或監管機構進行監管。輸配電價是電價中一個很重要的部分,其價格的水平和結構都會對電能量市場造成一定的影響。合理的輸配電定價是電力公平競爭的基礎。本系列文章對輸配電定價的相關問題進行討論。
一、為什么要定價
對競爭性的行業,其價格由市場形成,不需要政府(管制機構)進行“定價”。政府需要做的,是建立一個公平競爭的環境和市場機制。
對于壟斷性的行業,由于產品或服務僅由一家企業提供,壟斷的企業從自身利潤最大化確定的價格常常與社會最優的價格不一致,因此需要對其價格進行監管。
產品之所以由一家壟斷的企業提供,一般有以下幾個方面的原因:
1)產品的生產具有規模經濟性,一家企業提供的社會成本最小;
2)產品的原材料只有一家能夠獲得;
3)軍事、法律、政治等方面的原因,比如國防。
輸配電服務的壟斷主要是第一方面的原因,即產品本身的規模經濟性。具體來說,輸配電服務的壟斷可以從以下幾個方面考慮:
1)輸配電網:一個地區只能有一個電網,在同一個地理范圍內同時有兩個或多個電網是不經濟的,從這個角度,輸配電網在一個區域范圍內是壟斷的。
2)輸配電網線路的建設:對同一個電網中的不同的線路、設備,可以由不同的投資者建設,前提是電網的收費統一進行,收費以后根據約定的規則分配給不同的投資者。
3)輸配電網的運行:連通的交流電網需要同步運行(相同的頻率)。電網的運行也存在一定的規模經濟性,也就是說,同步運行的電網的規模越大,綜合效益越大。但是,電網也不是越大越好,隨著電網規模的增加,短路電流、電力系統穩定、連鎖故障等問題更加復雜。最佳的同步電網的規模會隨著相關技術的變化而變化。即使對連通的同步電網,也會采取分層調度、管理的模式。
二、定價的基本流程
在一個連通的交流電網中,電力潮流的流動受基爾霍夫電流定律、基爾霍夫電壓定律等物理規律的支配,無法人為控制其流向。電網的收費、定價也需要統一進行。
考慮到電網的壟斷性,相關收費、定價一般由政府(管制機構)負責。具體需要以下幾個方面的工作。
1)準許成本的監審。考慮到有些企業同時提供多種服務和產品,需要確定哪些成本是與輸配電服務相關的,合理的水平是多少。如果一個連通的、同步運行、統一收費的電網中有多個電網公司,需要分別對不同的電網公司的成本進行監審。
2)準許收益的核定。根據一定的監管辦法以及成本監審的情況,確定輸配電服務的總的準許收益。對存在多個電網公司的情況,需要分別核定每個電網公司的準許收益,相加得到總的準許收益。
3)不同用戶類型之間的分攤。電網的用戶包括電源和終端負荷,電源和負荷又都包括一些不同的類型,需要將總的成本(準許收益)分配到不同類型的電網用戶。某個地區分配到的電網成本不僅僅包括其所在地區電網公司的相關成本,可能還包括互聯的其他電網公司的相關成本。
4)同類用戶之間的分攤。將分攤給某一類電網用戶的費用進一步分攤到具體的每個用戶。
三、輸配電定價的難點
1)電網規劃的復雜性。計劃體制、發輸配售一體的電力系統中,電源規劃和電網規劃是一起進行的。電力市場環境下,發電業務從電網中獨立出來,電源的規劃和電網的規劃獨立進行,電網的最優規劃復雜。造成了對電網的合理的準許成本的核定更加困難。
2)電網運行管理復雜。壟斷企業定價有兩種大的思路,成本加成和價格上限(價格帽)。兩種方法各有優缺點:成本加成方法可以盡量降低價格,但不能激勵成本的最小;價格上限方法可以激勵壟斷企業降低成本,但是不能保證價格的最低。實際中,可以采用兩種方法的結合:核定的成本+一定的激勵。對壟斷企業的激勵主要依據其相關的運行績效、指標。由于電網運行管理復雜,需要考慮多種內部、外部的邊界條件和約束,造成了對電網運行的績效考核方案復雜。
3)電網使用程度難以確定。電網總的成本和準許收益確定以后,需要將其分攤給不同的用戶。但是,如上所述,電在電網中的流動遵循物理規律,無法人為控制其在電網中的流動,也無法測量從不同電源發出的電,分別通過哪些線路到達了哪些電力用戶。也就是說,從物理上,無法確定不同的輸配電設備,都分別由哪些用戶使用了。這個問題在一般的商品定價中是不存在的。對于交通,總有辦法知道每個車輛的行駛路徑,通過了哪些道路;對于電信,也可以知道每個文字、語音、視頻信號從源到終端通過的路徑。對于電力,一旦進入電網就混在一起,我們無法對其染色,也無法知道我們所用的電從哪個電廠發出,經過了哪些電網元件。實際中,一般通過一定的數學方法確定不同的電網用戶對電網的使用程度,進而進行相關成本的分攤,這就是“潮流跟蹤”或者“源流分析”,是輸配電定價領域的重要的研究領域之一。
4)電網潮流的波動性。即使不存在上面的潮流跟蹤的問題,假設電網中只有一條線路,其成本的合理的分攤仍然存在一定困難。由于電力無法大量的、經濟的存儲,電力負荷是隨時間不斷變化的,電網中的潮流也是隨時間不斷變化的。電網的建設必須要保證最大負荷時刻電網的安全穩定運行,同時考慮一些計劃檢修、意外事故等情況,因此電網設備在很多情況下都有很大的“冗余”容量。這些成本如何分攤?這也是輸配電定價中需要考慮的問題。
四、一個簡單的例子
如上所述,輸配電定價非但具有一般的壟斷行業定價的特性,還有很多特殊的困難。這里,從最簡單的例子出發,對其定價問題進行討論。首先假設成本及準許收益已經核定,電網中只有一條線路的情況。收費有容量費和電量費兩種途徑。
【算例1】如圖1-1系統中有兩個節點1和2,1為電源點,2為負荷點。有三個負荷A、B和C,已知三個負荷的用電曲線。計算不同定價方式下其承擔的電網成本的比例。
圖1-1 簡單兩節點系統
【情景1-1】假設三個負荷的用電特性一樣,均為兩個時段:早上8點到晚上8點為峰時段,晚上8點到早上8點為谷時段,負荷曲線如圖1-2所示,分攤結果如表1-1所示。
圖1-2 情景1-1下A、B、C負荷曲線
表1-1情景1-1基本情況
【情景1-2】三個負荷的峰荷用電與情景1一樣,但谷荷的用電發生變化,負荷曲線如圖1-3所示,分攤結果如表1-2所示。這里例子中,由于三個負荷的負荷曲線完全一樣,按照最大負荷收費還是按照電量收費,結果都是一樣的:A、B、C的比例分別為0.3:0.5:0.2。
圖1-3 情景1-2下A、B、C負荷曲線
表1-2 情景1-2基本情況
哪種更合理呢?如果將電網看成一種產品,按照市場的原則,誰造成的成本高誰也就應該承擔更高的費用。這樣看,方案1按峰荷比例分攤的方法比較合理。因為電網需要保證系統最大負荷(系統峰荷)情況下的安全運行,電網的規劃主要是考慮系統峰荷狀態,因此相關成本應該按照各負荷對系統峰荷的影響分攤。實際上,這也是國際上大多數電力市場中輸配電定價的基本原則。這個例子中,三個負荷的負荷曲線有較大的差別,按峰荷比例分攤和按電量比例分攤,會有較大的差別:按峰荷比例分攤的結果是0.3:0.5:0.2;按電量分攤的結果是0.37:043:0.3。
分攤方案3:假設只有A安裝有智能電表,B、C只有總電量數據,沒有分時負荷數據。如果采用按負荷分攤的方式,如何分攤?
這種情況下,首先將B、C看為一類負荷M,與A按峰荷分攤總費用,然后將分給類型M的費用再按一定原則分給B、C。這里,由于B、C僅有電量數據,假設B、C之間按照電量分配。結果如表1-2所示。A、B、C三個負荷的分攤比例為:0.3、0.41、0.29。從結果看到,相對分攤方案1,即全部按照峰荷分攤的情況,負荷C分攤的輸配電費用增多了。這樣,如果C想要降低其輸配電費,就需要、希望、有激勵安裝能夠獨立計量各時段負荷的智能電表,從而也可以按照負荷收費。
五、結論
1、電網服務具有一定的規模經濟性,其投資和定價需要由政府進行管制。
2、輸配電服務定價的管制包括總準許收益的管制和價格結構的管制(總費用在不同用戶之間的分攤),兩者都非常重要。
3、科學計算不同用戶類型應該承擔的真實的輸配電成本是計算輸配電交叉補貼的基礎。
4、輸配電定價的基礎是系統峰荷下電網各支路的潮流,輸配電成本主要應以各用戶對系統峰荷(支路峰荷)的影響為基礎分攤。
5、在無法按照用戶對系統峰荷的影響分攤時(如一些用戶沒有安裝實時電表),可以采用簡化的方法,但基本思路是分析其對系統峰荷的影響。
本文章從最簡單的例子出發對輸配電定價的基本思想進行了說明,后續將進行更加深入的分析,討論更多時段、不同負荷率、多條線路等情況下輸配電定價的問題。
責任編輯:仁德財