基于機會成本的終端用戶可靠性電價測算

曾令鶴+吳文建+林莉

摘要：文章基于可靠性電價“高質(zhì)高價”的市場化原則，根據(jù)供電可靠率和限電序位表，運用機會成本的原理，設(shè)計出終端用戶的加權(quán)可靠率指標(biāo)，作為用戶可靠性電價的成本分?jǐn)傄罁?jù)，從而構(gòu)建出終端用戶的可靠性電價測算模型。文章以國內(nèi)某地區(qū)電網(wǎng)公司的實際數(shù)據(jù)，選取高中低不同可靠性的樣本用戶，測算了各類用戶適用的可靠性電價。研究結(jié)果表明，實施終端用戶可靠性電價的改革有助于提高整個社會的用電經(jīng)濟效益；測算結(jié)果對于中國優(yōu)化銷售電價結(jié)構(gòu)的市場化改革具有實踐上的參考價值。

關(guān)鍵詞：可靠性電價；機會成本；加權(quán)可靠率

中圖分類號：F0624文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：10085831（2017）01003506一、研究背景與文獻(xiàn)綜述

電價是中國電力行業(yè)市場化改革中相關(guān)利益方普遍關(guān)心的核心問題。隨著改革的深入，關(guān)于終端銷售電價改革的理論研究也越來越多，研究范圍包括了從單一制電價、兩部制電價、峰谷電價和豐枯電價、階梯電價到可靠性電價等多種電價形式。其中，可靠性電價是理論界一直在探討，但至今仍然沒有執(zhí)行的一種電價形式，其“高質(zhì)高價”的指導(dǎo)思想，能充分體現(xiàn)中國電力行業(yè)改革中的市場化定價原則。

可靠性電價是電力公司為了滿足不同電力用戶對供電可靠性的不同要求，在合理分?jǐn)偪煽啃猿杀镜幕A(chǔ)上制定的差別電價。與其他電價形式不同，可靠性電價在其定價時更加注重電力用戶的電能質(zhì)量，供電可靠性越高的用戶，其對應(yīng)的電價也越高。

國外對電網(wǎng)可靠性的經(jīng)濟性研究較早。1991年，Siddiqi和 Baughman首先提出可靠性電價的概念，從電力用戶行為和福利效應(yīng)的角度研究了備用容量和電網(wǎng)負(fù)荷之間的協(xié)調(diào)問題，認(rèn)為把實時電價和可靠性電價結(jié)合以后才能達(dá)到最優(yōu)[1]。1995年，兩人研究進(jìn)一步深入，探討了旋轉(zhuǎn)備用機組的可靠性定價[2]。幾乎在同一時期，Narayan和 Youssef，還有Guldmann基于發(fā)電機組的隨機停運，提出了一個電力用戶對可靠性需求偏好的定價模型[3-4]。到了2000年， Alvarado以及Allen和 Ilic對可靠性電價在市場管理和實際運營中的基本概念與應(yīng)用進(jìn)行了綜述[5-6]。上述文獻(xiàn)對備用容量、發(fā)電機組停運和電網(wǎng)負(fù)荷的研究，包括對電力市場的管理與實際運營，重點都集中于可靠性電價的供電側(cè)。

2000年之后，國內(nèi)外對可靠性與電價的研究越來越深入。大多數(shù)文獻(xiàn)將供電側(cè)與需求側(cè)的可靠性電價結(jié)合在一起研究，探討可靠性電價的形成機制。如：Benidris等人基于影子價格對電網(wǎng)運行的可靠性進(jìn)行了敏感性分析[7]。張欽等人研究了電力市場下基于分層可靠性服務(wù)的可靠性電價體系[8]。李莉等人[9]和李文中[10]在考慮了可中斷負(fù)荷的基礎(chǔ)上，分別研究了可靠性風(fēng)險的電價計算和可中斷電價的補償機制。上述文獻(xiàn)結(jié)合發(fā)電商、電網(wǎng)公司和電力用戶從影子價格、指標(biāo)體系和可靠性電價的補償機制方面進(jìn)行了研究。

有一部分文獻(xiàn)專注于研究發(fā)電側(cè)市場的可靠性電價。如：Gu等人通過三個微電網(wǎng)和英國電網(wǎng)的實例，考慮電網(wǎng)的距離與效用等方面，研究了電網(wǎng)的可靠性與投資成本的關(guān)系[11]。

本文主要研究的是需求側(cè)市場，也就是終端電力用戶的可靠性電價。這方面的研究主要有周平、楊海霞、鄧閱等人，其中周平等人研究了適應(yīng)電力市場運營環(huán)境的可靠性電價與賠償機制，采用單一法和綜合法，對終端用戶的可靠性電價進(jìn)行了計算[12]。楊海霞等人在周平等人的基礎(chǔ)上研究了計及指標(biāo)權(quán)重的電力市場可靠性電價模型，采用用戶調(diào)查、專家打分、供電單位打分等方式對3個可靠性指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較，計算可靠性權(quán)重的指標(biāo)，優(yōu)化了可靠性成本的分?jǐn)傁禂?shù)[13]。鄧閱等人應(yīng)用熵值法，提出以多個可靠性指標(biāo)聯(lián)合定價的可靠性電價，建立可靠性電價模型[14]。上述文獻(xiàn)對可靠性電價的計算方法進(jìn)行了研究，沒有運用實際數(shù)據(jù)對可靠性電價進(jìn)行測算。

本文基于機會成本的經(jīng)濟學(xué)原理，在已有供電可靠率指標(biāo)的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)實中電網(wǎng)公司使用的限電序位表，重新構(gòu)建了加權(quán)可靠率作為衡量用戶供電可靠性的指標(biāo)，以該指標(biāo)作為供電可靠性成本的分?jǐn)傄罁?jù)，并以某地區(qū)電力用戶為樣本，對終端電力用戶的可靠性電價進(jìn)行了實際測算。

文中第二部分探討了可靠性電價中機會成本的運用原理；第三部分構(gòu)建可靠性電價的測算模型；第四部分對樣本用戶的可靠性電價進(jìn)行測算；第五部分是全文總結(jié)。

二、可靠性電價中的機會成本

機會成本（Opportunity Cost，又稱為擇一成本、替代性成本）與會計成本不同，是指當(dāng)把一定的經(jīng)濟資源用于生產(chǎn)某種產(chǎn)品時放棄的另一些產(chǎn)品生產(chǎn)上的最大收益。經(jīng)濟資源（如資金、技術(shù)或其他的生產(chǎn)要素）一旦被確定了一種利用方式，同時就排除了其他的利用方式，而失去的利用這些資源生產(chǎn)其他最佳替代品，或者說被舍棄掉選項中的最高價值者，即是這種資源利用方式的機會成本。對于資源的不同利用方式，運用機會成本進(jìn)行分析，有利于作出最優(yōu)的選擇。

1重慶大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版）2017年第23卷第1期

曾令鶴，等基于機會成本的終端用戶可靠性電價測算

中國目前電力用戶的終端電價大體是依據(jù)電力用戶的用電成本制定的，反映了電力企業(yè)的供電成本。在電力企業(yè)的財務(wù)核算中，供電成本通常指會計成本，如從發(fā)電企業(yè)購電成本，電網(wǎng)企業(yè)的輸電成本，供電進(jìn)入千家萬戶中的輸電和配電成本。可靠性電價的供電成本，是增加的成本，是供電企業(yè)為了提高電力用戶的供電可靠性而額外增加的投入，包括電網(wǎng)的升級改造、備用機組的裝機容量、外購電增加的成本以及人員管理經(jīng)費的提高等，這些成本都需要在可靠性電價中進(jìn)行分?jǐn)偂?/p>

在終端電力用戶可靠性電價的制定中，機會成本主要體現(xiàn)在兩方面：其一，對電力用戶而言，為了提高用電的可靠性需要支付更高的電費，因為一旦停電，造成的經(jīng)濟損失往往更大，這時，機會成本就產(chǎn)生了。當(dāng)電力需求過大時，高可靠性用戶的用電會優(yōu)先得到保證，而低可靠性用戶可能面臨拉閘限電，支付高電費的機會成本就是停電帶來的損失。由于支付了高的可靠性電價，避免了停電帶來的更大損失。

其二，對全社會而言，電力用戶的供電需求得不到滿足，將會帶來損失，但是電力企業(yè)提高供電可靠性需要增加相應(yīng)的成本，而且當(dāng)供電可靠性達(dá)到一定程度后，再提高供電可靠性所花費的成本將會超過停電損失。這時候，機會成本就產(chǎn)生了，電力公司為提高供電可靠性而增加的投入，其機會成本是電力用戶的停電損失。

因此，電力企業(yè)在制定終端用戶的可靠性電價時，應(yīng)該在有限資源投入的基礎(chǔ)上，通過電價水平的差距，優(yōu)先保證停電損失較大的電力用戶的供電，并從全社會經(jīng)濟效益最大化的角度，合理確定發(fā)電和輸配電的投資規(guī)模，進(jìn)而優(yōu)化銷售電價結(jié)構(gòu)，提高電能利用的社會經(jīng)濟效益。

依據(jù)機會成本的原理可知，要使全社會用電的經(jīng)濟效益最大化，就需要使全社會用電的機會成本最小，假定全社會所有電力用戶的總數(shù)為n，則總的機會成本可以用下式表示：

電力用戶首先在停電損失和所支付電費之間選擇合適的供電可靠性以及對應(yīng)的電價水平，實現(xiàn)自身的經(jīng)濟效益最大化。然后，電網(wǎng)公司可以根據(jù)電力用戶的供電可靠性需求，評估電網(wǎng)的供電可靠性與安全性，在電網(wǎng)升級改造投資和人員管理經(jīng)費的投入中，從經(jīng)濟效益最大化的角度，在保證供電可靠性需求的前提下，確定最優(yōu)的供電可靠性水平和投資成本。

三、可靠性電價測算模型

對于供電可靠性要求不同的終端電力用戶，其停電的機會成本不同。按照機會成本法，對供電可靠性要求越高的用戶，其停電的機會成本越大；對供電可靠性要求較低的用戶，其停電的機會成本也較小。因此，用電可靠性不同的用戶，其適用的可靠性電價也應(yīng)該有所差別。為了衡量不同用戶用電的可靠性差異，本文擬運用加權(quán)可靠率這一指標(biāo)評價電力用戶的用電可靠性差異。

（一）加權(quán)可靠率

目前，衡量供電可靠性的指標(biāo)主要有供電可靠率和失負(fù)荷概率比等指標(biāo)，其中供電可靠率是指在統(tǒng)計期間內(nèi)，對用戶有效供電時間總小時數(shù)與統(tǒng)計期間小時數(shù)的比值，以λi表示i用戶的供電可靠率，其計算公式為：

在中國各地區(qū)的實際操作中，各類用戶的優(yōu)先供電機會往往更多地由限電序位表確定，限電序位表是電力系統(tǒng)發(fā)生局部或電網(wǎng)事故時，為保障電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運行而采取的拉閘限電方案。在某一時期，供電可靠率相同的用戶，由于在限電序位表中的排位不同，其供電的可靠性是完全不同的。限電序位表示例見表1。

如表1所示，用戶在限電序位表中的排序是根據(jù)該電力用戶的行業(yè)和在經(jīng)濟社會中的重要性而確定的。在限電序位表中，首先按照供電可靠性，將用戶劃分為高中低三類，在每一類中，又按照A、B、C、D進(jìn)行限電先后次序排位。

從停電的機會成本看，高可靠性用戶的停電損失大，其中D1用戶的停電損失最大，低可靠性用戶的停電損失較小，其中A3用戶的停電損失最小。當(dāng)電網(wǎng)需要拉閘限電時，低可靠性的A3用戶最先限電，一般可靠性用戶居中限電，高可靠性的D1用戶最后限電。

根據(jù)限電序位表，本文在供電可靠率的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了加權(quán)可靠率指標(biāo)，該指標(biāo)在電網(wǎng)實際運行中，能更準(zhǔn)確地衡量用戶的供電可靠性，從而更加合理地分?jǐn)偢黝愑脩舻目煽啃猿杀?，制定可靠性電價，達(dá)到優(yōu)化銷售電價的目的。

按照限電序位表1對不同可靠性用戶可賦予不同的權(quán)重，如表2所示。

高中低的電力用戶都對應(yīng)了不同的權(quán)重比例，采取電網(wǎng)實際運行中的樣本用戶數(shù)據(jù)，根據(jù)式（2）可計算出供電可靠率，再根據(jù)式（3）可計算出加權(quán)可靠率，具體的計算過程參看本文后面的測算實例計算結(jié)果表格。

（二）可靠性電價的測算公式

以加權(quán)可靠率作為可靠性成本的分?jǐn)偤涂煽啃噪妰r計算的依據(jù)，采用按比例分?jǐn)偟脑瓌t，用戶的可靠性電價Pi（λ′i）的計算公式如下：

四、可靠性電價測算模型的應(yīng)用實例

選取中國西南某地區(qū)電力公司所轄的電力用戶作為樣本用戶的來源，在電壓等級為10KV的用戶中，按照高中低可靠性分三類，每類用戶中抽取30個樣本，每個樣本采集2011-2013年的實際運行數(shù)據(jù)，得到測算結(jié)果如表3所示。

可靠性電價中的平均成本，即基準(zhǔn)可靠性單位成本C0=022元/千瓦時，是由電力公司財務(wù)部在平均成本定價和盈虧平衡的前提下，在現(xiàn)行電價的成本中，將可靠性成本單獨分離計算得到的。

根據(jù)測算結(jié)果，進(jìn)行終端用戶的可靠性電價改革，其調(diào)整電價為：（1）將高可靠性用戶的電價，在現(xiàn)有執(zhí)行電價的基礎(chǔ)上，上調(diào)004至008元/千瓦時；（2）將一般可靠性用戶的電價，在現(xiàn)有執(zhí)行電價的基礎(chǔ)上，上下浮動002元/千瓦時；（3）將低可靠性用戶的電價，在現(xiàn)有執(zhí)行電價的基礎(chǔ)上，減少004至008元/千瓦時對其進(jìn)行補貼。

五、結(jié)論與展望

本文從機會成本的角度來測算和設(shè)計可靠性電價，這對于降低中國終端用戶使用電能的成本，提升整個社會的用電經(jīng)濟效益，具有重要的意義。關(guān)于終端用戶的可靠性電價測算，對比文獻(xiàn)[12]、文獻(xiàn)[13] 和文獻(xiàn)[14]，本文在社會經(jīng)濟福利最大化的標(biāo)準(zhǔn)下，構(gòu)建加權(quán)可靠率指標(biāo)，并用實例進(jìn)行了測算，使可靠性電價的實施在實踐中更具有可操作性。

隨著新能源和智能電網(wǎng)的發(fā)展，電網(wǎng)公司在提升供電可靠性的投資與挖潛改造方面，將在未來面臨越來越多的挑戰(zhàn)。新型終端電力用戶的出現(xiàn)，如電動汽車用戶，會對電網(wǎng)的可靠性與安全性造成沖擊。對于新型用戶的用電成本和適用電價測算，本文基于機會成本的終端用戶可靠性電價測算方法，具有一定的參考價值。

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