引入第三方保險機構(gòu)的電壓暫降風險規(guī)避機制研究

張 逸，馬愿謙，吳丹岳，林 芳，陳韻竹

(1.國家電網(wǎng)福建電力科學院，福建 福州 350003；2.四川大學 電氣信息學院，四川 成都 610065)

引入第三方保險機構(gòu)的電壓暫降風險規(guī)避機制研究

張 逸1，馬愿謙2，吳丹岳1，林 芳1，陳韻竹2

(1.國家電網(wǎng)福建電力科學院，福建 福州 350003；2.四川大學 電氣信息學院，四川 成都 610065)

高新技術(shù)企業(yè)等敏感用戶易受電壓暫降影響，承擔損失和風險大，最優(yōu)電壓暫降風險規(guī)避機制及其實施方案已成為研究熱點。在分析電壓暫降風險及其規(guī)避方式的基礎(chǔ)上，提出引入第三方保險機構(gòu)，通過分析損失風險事件利益相關(guān)方及其權(quán)利義務(wù)，建立利益相關(guān)方不同程度參與的3種損失風險規(guī)避機制，即雙邊參與保險、多方共同保險和多方參與鏈式再保險，并對這3種機制從保費、賠償金額等多方面對比分析，提出最適于電壓暫降風險的規(guī)避機制。最后，以某高新技術(shù)園區(qū)內(nèi)3家高新技術(shù)企業(yè)實證分析，證明該文所提機制的正確性和合理性。

電壓暫降；用戶損失風險；第三方保險機構(gòu)；規(guī)避機制

當今社會經(jīng)濟正快速發(fā)展，科學技術(shù)也日新月異，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)在各行各業(yè)中得到了普遍應(yīng)用，廣大電力用戶開始不斷利用創(chuàng)新科技提高生產(chǎn)效率，大量使用高壓鈉燈、氖燈等敏感設(shè)備，這些設(shè)備對主要由系統(tǒng)故障引起的電壓暫降非常敏感[1-2]，容易因電壓暫降事件給用戶帶來巨大的經(jīng)濟損失[3-6]和風險[7-8]。2013年，日本某晶圓企業(yè)因一次電壓暫降事件導(dǎo)致產(chǎn)量減少1/5，損失上億；2015年，中國某石化企業(yè)因電網(wǎng)短路故障引起的電壓暫降，導(dǎo)致該廠發(fā)生黑煙事件，給社會造成了不良影響。因此，研究用戶最優(yōu)損失風險規(guī)避機制及其實施方案具有重要理論價值和現(xiàn)實意義。

國內(nèi)外從經(jīng)濟損失[5-6]、風險管理[7-9]、技術(shù)方案[10-12]、緩解措施[13-15]等方面開展了大量的研究，部分國家的電力公司建立了一些電能質(zhì)量合同機制[16-17]，如美國愛迪生公司、法國電力公司等，通過利用對用戶經(jīng)濟補償?shù)氖侄谓档土擞脩舻膿p失風險。從現(xiàn)有研究和實踐情況可以看出，應(yīng)對電壓暫降的措施主要從技術(shù)手段降低暫降發(fā)生的可能性及其損失后果的嚴重性，部分經(jīng)濟手段通過電能質(zhì)量合同形式降低了暫降風險，但對電壓暫降損失風險的利益相關(guān)主體，根據(jù)主體之間的權(quán)利、義務(wù)所建立的風險規(guī)避機制研究較少，對多種可能建立的損失風險規(guī)避機制及其實施方案的最優(yōu)化和合理性研究還存在著不足。

在分析電壓暫降風險及其規(guī)避方式的基礎(chǔ)上，筆者引入第三方保險機構(gòu)，通過分析損失風險利益相關(guān)方及其權(quán)利義務(wù)，建立用戶、保險機構(gòu)、供電機構(gòu)和地方政府不同程度參與的3種損失風險規(guī)避機制，同時，對這3種機制從風險規(guī)避程度、主體承擔能力等多角度進行對比分析，提出最適于電壓暫降風險的規(guī)避機制。最后，以某高新技術(shù)園區(qū)內(nèi)3家高新技術(shù)企業(yè)近8年經(jīng)歷的電壓暫降實測數(shù)據(jù)進行實證分析，證明該文結(jié)論的正確性和合理性。

1 電壓暫降風險及其規(guī)避方式

電壓暫降不同于電壓波動或欠電壓，是電網(wǎng)故障或負荷發(fā)生大變化引起母線電壓有效值快速下降且持續(xù)時間極短的突發(fā)事件，它的發(fā)生是不受人為控制的，具有很強的偶然性[18]和意外性[19]。因電壓暫降引起的敏感設(shè)備失效事件受多方面因素的影響，同時具有隨機性[20]、模糊性[21]等復(fù)雜不可預(yù)見性[22]，需采取一定途徑和方法來規(guī)避電壓暫降風險，盡可能減少敏感用戶的經(jīng)濟損失。

規(guī)避風險[23]的方式有4種：完全規(guī)避風險、風險損失控制、轉(zhuǎn)移風險和自留風險。完全規(guī)避風險是指通過不使用電能的方式來完全回避電壓暫降的發(fā)生，因此，采取完全規(guī)避風險的方式來規(guī)避暫降風險是不現(xiàn)實的。風險損失控制是指通過安裝補償裝備等技術(shù)手段達到降低暫降風險事件發(fā)生概率來減少用戶損失的目的，雖然能規(guī)避一定程度的風險，但并不能將損失完全控制在用戶能承受范圍內(nèi)。轉(zhuǎn)移風險是指將自身承擔的暫降損失風險轉(zhuǎn)移給第三方，保險是利用轉(zhuǎn)移風險進行風險規(guī)避中最普遍、最有效及最直接的方式。自留風險是指自己承擔一部分承受范圍內(nèi)的風險，有計劃地進行風險自留。在排除完全規(guī)避風險方法后，剩余3種方法各自單獨運用都不能完全達到規(guī)避風險的目的，所以考慮將這3種方法結(jié)合起來對暫降風險進行規(guī)避，建立暫降風險規(guī)避機制。

2 暫降風險規(guī)避機制

通過實際調(diào)查分析，由于用戶設(shè)備不滿足SEMI 47標準導(dǎo)致的損失占總損失的絕大部分，因此應(yīng)作為用戶自留風險，由用戶自己承擔，該文建立的風險規(guī)避機制只對用戶自留風險以外的風險進行規(guī)避。供電部門為了確保電網(wǎng)安全運行，保障廣大用戶的電能質(zhì)量水平，不斷在設(shè)備運用和技術(shù)革新方面做了很多努力和大量資金投入，但電網(wǎng)中用戶負荷存在多樣性，各自對電能質(zhì)量的需求不一樣，因而無法滿足所有用戶對電能質(zhì)量不同的需求。地方政府作為電力能源的行政主管部門，對電力能源的使用履行監(jiān)管責任，同時為了提高就業(yè)率，帶動地方經(jīng)濟快速發(fā)展，積極鼓勵投資開辦企業(yè)，以此來增加財政收入，從而才能保障人民安居樂業(yè)，因此，地方政府需要承擔因管理不善等社會原因?qū)е缕髽I(yè)的損失。引入第三方保險機構(gòu)，通過收取保費獲得利潤，承擔著用戶轉(zhuǎn)移過來的暫降損失風險。

基于上述分析，可建立3種風險規(guī)避機制：

1)雙邊參與保險機制。用戶直接與第三方保險機構(gòu)參與的雙邊保險風險規(guī)避機制。電壓暫降損失風險，在扣除用戶承擔的自留損失，供電機構(gòu)和地方政府各自的主觀責任損失后的部分，由保險機構(gòu)承擔。

2)多方共同參與保險機制。用戶、第三方保險機構(gòu)、供電機構(gòu)和地方政府多方共同參與保險的風險規(guī)避機制。除了用戶自留風險以外的損失風險由保險機構(gòu)、供電機構(gòu)和地方政府按比例共同承擔。

3)多方鏈式參與再保險機制。用戶承擔自留風險，其余風險通過繳納保費轉(zhuǎn)移給保險機構(gòu)承擔，保險機構(gòu)則向供電機構(gòu)和地方政府進行再保險，轉(zhuǎn)移出自己承受范圍以外的損失風險，政府做最后保險人，構(gòu)成鏈式再保險形式的風險規(guī)避機制。

3 風險規(guī)避機制保險方案比較

3.1 保險(機制1)

假設(shè)N個用戶參與投保，每個用戶支付保費A1向保險機構(gòu)轉(zhuǎn)移最大損失M1范圍的責任，保險機構(gòu)的賠償金由保險合同規(guī)定界限內(nèi)的損失確定，根據(jù)期望效益原理[24]求保費：

(1)

式中β表示保險機構(gòu)在保險合同時間范圍內(nèi)理賠頻次的期望值；正常運營期間，保險機構(gòu)會產(chǎn)生日常開銷或管理費用等，c為調(diào)整系數(shù)起調(diào)整保費，確保保險機構(gòu)正常運營的作用；x為用戶損失金額；f(x)為用戶損失概率密度函數(shù)。

由于暫降風險的特殊性，發(fā)生頻次少，單次損失巨大，并且投保群體(敏感用戶)所占比例低，所具有的市場規(guī)模小等特點不滿足大數(shù)定理，此風險規(guī)避機制建立的保險方案會導(dǎo)致保險公司承擔的損失風險過于巨大，出現(xiàn)收不抵支的情況。其次，從投保人的角度，由于保險機構(gòu)承擔的風險巨大，為了保證盈利，會出現(xiàn)高費率的現(xiàn)象，若投保人支付的保費超出了一定范圍，投保人將會選擇不投保而獨自承擔損失風險。綜上，根據(jù)此種風險規(guī)避機制設(shè)計的保險方案并不能順利實施。

3.2 共同保險(機制2)

機制2與機制1的不同在于，機制1中保險機構(gòu)獨自承擔的損失風險在機制2中劃分為由保險機構(gòu)、供電機構(gòu)和政府按比例共同承擔。從用戶的角度來說，機制1與機制2并無差異，因此保費計算原理、方式與結(jié)果一樣，依然會出現(xiàn)高費率，導(dǎo)致用戶不愿參保的現(xiàn)象。從保險機構(gòu)的角度來說，機制2將風險分散的更細化，保險機構(gòu)承擔的損失風險減少了很多，提高了損失風險的可保性，增加了運營的可行性。保險機構(gòu)、供電機構(gòu)和政府按照各自承擔的風險比例將用戶支付的保費進行比例分配，若用戶發(fā)生損失，則按此比例各自進行賠償，風險承擔比例由各自實際情況、效用和對風險喜好厭惡程度進行博弈后所決定。由于機制2這種共保模式每個個體所占份額不一樣，在損失賠償，保費收入等方面容易發(fā)生沖突和出入，導(dǎo)致賠償不到位或者“散伙”的現(xiàn)象，所以對監(jiān)管的要求較高，并且各共保個體之間還需要長期的磨合與改善。

3.3 鏈式再保險(機制3)

用戶要將最大損失M1范圍的損失轉(zhuǎn)移給第三方保險機構(gòu)，就必須向保險機構(gòu)支付投保費用P1；保險機構(gòu)為降低電壓暫降損失風險發(fā)生機率，再向供電機構(gòu)支付投保費用購買再保險，保險機構(gòu)轉(zhuǎn)移的損失M2范圍的責任將由供電機構(gòu)承擔；供電機構(gòu)作為經(jīng)營企業(yè)，承擔風險能力是有限的，為規(guī)避經(jīng)營風險，需再向地方政府部門再投保并支付保費P3，同時將損失M3范圍的責任轉(zhuǎn)移給地方政府承擔。；各主體的自留風險由各自效用函數(shù)根據(jù)Borch定理[25]相互博弈所決定，達到鏈式關(guān)系下最優(yōu)再保險[26]。

根據(jù)期望效益原理，采用倒推法求每個用戶支付的保費P1，供電機構(gòu)與政府收取的再保費P2，P3：

(2)

(3)

(4)

1{d3d3，函數(shù)為1，反之為0；λ3，λ2，λ1分別表示為保期內(nèi)政府、供電機構(gòu)和保險機構(gòu)發(fā)生賠償頻次的期望；b3，b2，b1分別為調(diào)整系數(shù)來調(diào)整保費以確保政府、供電機構(gòu)和保險機構(gòu)正常運營的日常開銷或管理費用；d2，d3分別表示為供電機構(gòu)和政府的起賠點。

機制3將基礎(chǔ)保險與再保險結(jié)合起來，形成鏈式關(guān)系的保險與再保險結(jié)構(gòu)，對比機制1，2其優(yōu)勢體現(xiàn)為以下幾點。

首先，由于機制3是鏈式再保險的原因，其特點是：保險機構(gòu)承擔的風險特點是發(fā)生頻率高，單次造成的損失低；電力部門承擔的風險特點是發(fā)生頻率較低，單次損失偏高；政府作為鏈式再保險的最后保險人，承擔的風險具有發(fā)生頻率近乎于0，但若發(fā)生一次便會造成巨大損失。綜合發(fā)生頻率與損失，各主體分擔的風險比較均勻，且均不會很巨大，因此不會出現(xiàn)高費率現(xiàn)象，可以解決機制1與機制2中均存在的用戶高費率不愿參保問題。

其次，機制3能夠解決機制1中存在的保險機構(gòu)獨自承擔高損失風險問題，降低了暫降風險特殊性導(dǎo)致的大數(shù)定理不滿足程度，保證保險機構(gòu)的利益，增加保險方案的可實施性。

再次，機制2中各共保個體所占份額有差距，容易出現(xiàn)界限不清、賠償不到位等現(xiàn)象，而機制3中各主體是形成鏈式關(guān)系，環(huán)環(huán)相扣，界限清晰明了，不會出現(xiàn)賠償分歧等現(xiàn)象。

最后，機制3不僅可以彌補機制1與機制2的缺陷，并能達到有效規(guī)避暫降損失風險的目的，可實施性遠大于前2種機制，因此，綜合多方面考慮與對比，針對電壓暫降風險規(guī)避問題，機制3更為合理可行。

4 實證分析

4.1 實證數(shù)據(jù)調(diào)查統(tǒng)計與計算

對某高新技術(shù)園區(qū)內(nèi)3家高新技術(shù)企業(yè)用戶L1—L3近8年10 kV母線監(jiān)測的電壓暫降進行實地調(diào)查統(tǒng)計，調(diào)查的暫降頻次與損失如圖1，2所示。

圖1 不同企業(yè)用戶電壓暫降頻次曲線

圖2 不同企業(yè)用戶經(jīng)濟損失曲線

根據(jù)實際情況，結(jié)合調(diào)查數(shù)據(jù)，統(tǒng)計計算得λ1=1，λ2=2.75，λ3=β=4.5，N=3，M1=360萬元，d2=80萬元，d3=200萬元。

以調(diào)查統(tǒng)計與計算的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，為直觀明了地進行對比，設(shè)定c=b1=b2=b3=0.2，代入式(1)～(4)可得：A1=324萬元，P1=172.67萬元，P2=170萬元，P3=16萬元。

4.2 保費對比分析

由于機制1，2的區(qū)別在于承保主體，用戶層面并無差異，因此，機制1，2中單個用戶每年支付的保費相同，均為324萬元。機制3采用鏈式再保險計算模型，每個用戶每年支付保費為172.67萬元?？梢?，機制1，2都使用戶面臨了高保費現(xiàn)象，導(dǎo)致用戶寧愿獨自承擔損失而不進行風險規(guī)避。以L1為例，用戶損失分別與機制1,2,3的保費對比如圖3所示。

在我國規(guī)劃體系中規(guī)劃一般分為“三級”，即國家級、省級、市縣級。不同層次級別的規(guī)劃因所覆蓋的區(qū)域范圍大小存在很大差異，即規(guī)劃的尺度和精度不同，水資源論證的深度不同；不同管理部門的職能不同，所涉及的規(guī)劃主題不同，則規(guī)劃功能、規(guī)劃方法與規(guī)劃表現(xiàn)形式都有很大不同，這直接關(guān)系規(guī)劃水資源論證的重點，必須加以區(qū)別對待。目前水利部開展規(guī)劃水資源論證的重點范圍主要有：①國民經(jīng)濟和社會發(fā)展規(guī)劃及其專項規(guī)劃，②城市總體規(guī)劃及其專項規(guī)劃，③重大建設(shè)項目布局規(guī)劃，④區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，⑤行業(yè)專項規(guī)劃。

圖3 L1損失與3種保費對比

可見，機制1，2的保費在2011年均只稍高于當年損失，在后3年卻呈現(xiàn)出損失遠遠不足保費高的現(xiàn)象，綜合4年情況，得到的賠償遠小于付出的保費，用戶權(quán)衡考慮之后，會做出獨自承擔損失而不進行投保的決定。而機制3的費率大大降低，前2年用戶損失遠大于支付的保費，因此得到的賠償也大于付出的保費，后2年用戶損失只是稍低于付出的保費，用戶通過支付少量的保費，得到一種風險保障，綜合4年情況，從長遠角度看待，得到的賠償高于付出的保費，對用戶來說是有益的。因此,用戶愿意支付少量的保費來進行損失風險的規(guī)避，證明了針對暫降風險規(guī)避問題，機制3比機制1,2更具可行性和合理性，與理論分析相符。

4.3 風險分攤對比分析

以L1在2011年為例，投保前，用戶獨自承擔損失；機制1，損失轉(zhuǎn)移給保險機構(gòu)承擔；機制2，損失轉(zhuǎn)移給保險機構(gòu)、供電機構(gòu)和地方政府按比例共同承擔，為說明原理，采用1∶1∶1均勻分攤；機制3，損失按鏈式分節(jié)轉(zhuǎn)移給保險機構(gòu)、供電機構(gòu)和地方政府分攤，結(jié)果如圖4所示。

圖4 L1規(guī)避前和3種機制規(guī)避后的風險分攤對比

可見，機制1，保險機構(gòu)承擔了過多的風險，超出了自己的承擔能力，可能會出現(xiàn)收不抵支的現(xiàn)象；機制2雖將風險進行了平均分攤，但保費也出現(xiàn)了平均分配，從本質(zhì)上沒有變化，仍有可能出現(xiàn)收不抵支的現(xiàn)象；機制3，保險機構(gòu)承擔的風險概率比機制2有一定增加，但應(yīng)在其所承擔的范圍內(nèi)，因其分攤的均是發(fā)生頻率高，損失小的風險。未進行規(guī)避前，用戶承擔的風險百分比為100%；采取任何一種機制進行規(guī)避，用戶承擔的百分比都為12.71%。綜上，證明了機制3比機制1,2在規(guī)避風險的問題上更具有效性和合理性，與理論相符。

4.4 盈余對比

表1 不同機制的保險方案模擬運營盈利對比

結(jié)合圖3與表1可見，機制1與機制2必須由用戶支付高額保費才能保證各主體盈利，否則會出現(xiàn)“收不抵支”虧損的現(xiàn)象；而用戶面對高額保費會做出獨自承擔損失的決定，導(dǎo)致機制無法正常實施運行。表1可見，機制3下，用戶保費在其經(jīng)濟能力承受范圍之內(nèi)，各主體累積收入基本為整數(shù)，2014年政府呈現(xiàn)虧損是因為L2與L3都發(fā)生了嚴重暫降，均造成了較大損失，應(yīng)采取措施提高設(shè)備免疫力水平或安裝補償裝置；綜上，證明了針對暫降風險規(guī)避問題，機制3比機制1,2更具可行性和合理性，與理論分析相符。

5 結(jié)語

1)由于電壓暫降的發(fā)生具有不可預(yù)見性，會導(dǎo)致用戶面臨巨大的損失和風險，若不建立風險規(guī)避機制，用戶所面臨的損失與風險均需自己獨自承擔，導(dǎo)致用戶對供電質(zhì)量的滿意度不高，因此建立風險規(guī)避機制是很有必要的。

2)在分析損失風險事件的利益相關(guān)主體的基礎(chǔ)上，若不考慮引入第三方保險機構(gòu)，用戶作為唯一的直接利益相關(guān)方，難以建立風險規(guī)避機制。因此，引入第三方保險機構(gòu)，建立利益相關(guān)各方不同程度參與的3種風險規(guī)避機制。

3)由于暫降風險具有市場規(guī)模小、發(fā)生概率不具有統(tǒng)計規(guī)律，同時收供用電雙方因素的影響，不完全具有可保性，導(dǎo)致機制1與機制2實施起來的可行性不高，而機制3采用鏈式再保險的方式和原理，既能解決機制1，2中存在的不足，又能達到有效規(guī)避風險的目的，因此，采用機制3更具可行性和有效性。

4)通過對實地調(diào)研的3家敏感用戶進行實證分析，結(jié)果表明，針對電壓暫降損失風險規(guī)避問題，采用機制3的鏈式再保險方式更具合理性、可實施性和有效性。

筆者從理論上證明了多方鏈式參與再保險規(guī)避機制的可行性和有效性，但在實際推廣運用時，還需要更大的樣本量進行分析，不斷完善風險規(guī)避機制和保險實施方案，政府還需制定政策和法律來進行嚴格監(jiān)管和把控市場。

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Study on risk aversion mechanism of voltage sag introduced in a third party insurance institution

ZHANG Yi1, MA Yuan-qian2, WU Dan-yue1, LIN Fang1, CHEN Yun-zhu2

(1. Fujian Electrical Power Research Institute, Fuzhou 350003,China; 2. College of Electrical Engineering and Information Technology, Sichuan University, Chengdu 610065, China)

High-tech enterprises and other sensitive customers are influenced to voltage sags easily, which afford huge losses and face high risk, but the optimal risk aversion mechanism of voltage sag and its implementation scheme have been a hotspot recently. Based on the analysis of voltage sag risk and aversion methods, the third party insurance institution was introduced in this paper. According to the risk of loss events and stakeholders rights obligations, three loss risk aversion mechanisms were established, such as bilateral participant insurance, multi-participant insurance and multi-participant chaining insurance, and then the premium and compensation of the three mechanisms were compared to determine the most suitable method avoiding the risk of voltage sag. Finally, taking three high-tech enterprises as examples, the results verifies the correctness and rationality of the proposed mechanism.

voltage sag; customer loss risk; third party insurance institution; aversion mechanism

2016-10-30

國家電網(wǎng)總部科技項目(SGRI-DL-71-15-006)

馬愿謙(1991—)，女，博士研究生，主要從事優(yōu)質(zhì)電力價值理論及其應(yīng)用等研究；E-mail:1536498520@qq.com

TM71

A

1673-9140(2016)04-0011-07