我國居民生活用電階梯電價設計優(yōu)化模型

普永德 楊捷

【摘 要】針對我國居民生活用電，實施階梯電價式收費，不但能更好地滿足居民基本用電要求，還能引導居民節(jié)約用電、規(guī)范自身用電行為，進而實現(xiàn)合理的電力資源配置。本文針對影響我國居民生活用電的因素進行了分析，包含家庭內(nèi)因素、家庭之外的因素。重點研究了居民生活用電階梯電價設計優(yōu)化模型中分檔次數(shù)優(yōu)化模型、分檔電量的優(yōu)化模型，為合理確定階梯電價模型收集理論資料。

【關(guān)鍵詞】居民生活用電;階梯電價;設計優(yōu)化

在新時代背景下，我國電力事業(yè)取得了更大的進步，居民生活的用電量逐漸增加。為更有效地實現(xiàn)能源的節(jié)約，我國更加積極地推行階梯式電價，意在督促人民群眾合理使用電能，樹立合理用電的意識。這不但提升人民群眾生活用電的質(zhì)量，也能促進我國電力事業(yè)發(fā)展。

1、影響居民生活用電的因素

1.1家庭內(nèi)因素

收入：一個家庭的收入增加，也就意味家庭消費水平提升，因此購買的家用電器數(shù)量會相對有所增加，也就增加了相應的用電量。但是收入這一因素對于居民有用電量所產(chǎn)生的影響程度，會因家用電器的飽和而呈下降的趨勢。

人口因素：家庭是居民生活用電的基本單位，因此，家庭人口的規(guī)模和結(jié)構(gòu)，會影響到用電的數(shù)量。設定其他因素不變，如果家庭的人口規(guī)模逐漸縮小，家庭戶型趨向原子化，如果基本的消費單位變多，也就表示總體的居民用電量增加。但是，家庭中老人居多，用電量消耗少;家庭有小孩，則用電量增加。

教育程度：此方面對于居民用電量的影響，可以總結(jié)為兩個方面，教育程度較高家庭，消費水平可能比較高，因此用電量增加;但是，這種家庭具備應環(huán)保意識，也能減少一些不必要的用電量。

家用電器：居民生活的用電量直接受到家庭中電器數(shù)量的影響。隨著居民生活水平的提升，居民對于電器的需要更加多樣化，裝飾性電器、娛樂性電器也被應用在家庭中，還有一些新型電器，像加濕器、電磁爐等，都被廣泛應用在家庭生活中。電器使用率提升，用電量也會提升。

用電習慣：正確用電習慣有利于電能的節(jié)約，對于低碳環(huán)保有著重要的意義?？墒?，人們在節(jié)約用電方面的意識，還不夠深入，因此在生活中，或多或少存在著電力浪費的問題。但也有部分人們具備節(jié)約用電的思想，能夠養(yǎng)成隨手關(guān)閉電源的良好習慣。

用電強度：用電強度也就是人均的用電量，而生活習慣、居民收入等因素，都能影響到用電頻率，這些因素的增加，使得用電強度提升。

居住條件：居民生活的用電量與人均住房的建筑面積有一定聯(lián)系，通常情況去看，如果有較大的人均住房建筑面積，則會消耗較大的電能。

1.2家庭之外的因素

家庭之內(nèi)的因素能影響居民用電量，除此之外，家庭之外的影響也能對其產(chǎn)生影響，包括氣溫、城市化程度、電價、電能替代品的價格。

氣溫：夏季氣溫非常高，人們需要采取一些降溫措施，使用空調(diào)、電風扇、冰箱等，用電量增加;冬季氣溫比較低，部分沒有室內(nèi)暖氣的地區(qū)會應用空調(diào)和其他電采暖措施，同樣增加了用電量。

城市化程度：此方面對于居民用電量的影響，表現(xiàn)的非常明顯。在經(jīng)濟發(fā)展的過程中，城市與鄉(xiāng)村的結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)出顯著的變化，鄉(xiāng)村人口大量遷移到城市中，城市化程度逐漸加深。城市化之后，人們生活方式有一定改變，家庭結(jié)構(gòu)也發(fā)生變化，這些都促使居民的家庭用電量增加。

電價和電能替代品價格：從價格理論的角度看，商品價格提升，或者其替代品的價格降低，可以影響到該商品供求，一般表現(xiàn)為減少。生活用電也可以看成是一種商品，因此價格理論同樣適用。

2、居民生活用電階梯電價設計優(yōu)化模型

2.1分檔次數(shù)優(yōu)化模型理論

對電價進行階梯化的設計模型中，分檔次數(shù)優(yōu)化是整個電價方案優(yōu)化的基礎(chǔ)。設置分檔電量和分檔電價優(yōu)化，都要以分檔次數(shù)為基礎(chǔ)，并且不同類型分檔次數(shù)形成之后，也就有與之相對應的分檔電量和分檔電價的方法出現(xiàn)。我國在居民生活用電階梯電價方面，一般分成兩種，其中之一分成三擋，還有一種則分成四擋，但是在國外很多國家，都將電量分成了四擋到六檔。而從實際角度去看，想要合理確定出分檔次數(shù)，需要對本地居民真實的生活用電分布情況進行分析，結(jié)合實際情況，然后才能科學地確定出。如果這一地區(qū)的居民用電量，并沒有很大的差異，可以相對設置少一些分檔次數(shù);如果這一地區(qū)的居民用電量，存在著較大的差異，則要豐富居民生活用電的檔次，這樣就能反應出當?shù)鼐用裆钣秒姶嬖诘牟煌?，從而發(fā)揮出階梯電價的積極作用。

2.2建立分檔次數(shù)優(yōu)化模型

對于分檔次數(shù)為方向的階梯電價設計優(yōu)化模型，必須要用到秩和比法，找出本地區(qū)居民用電的標準正態(tài)分布，進行概率單位計算，并檢驗此次模型中樣本分布情況，之后對樣本的檔次進行劃分，從而確定出最佳分檔。在最佳分檔確定中，要秉承一個原則，那就是各個檔的方差要一致，同時檔與檔之間相差的量，表現(xiàn)出顯著性。這就要求，分檔的過程中，必須以方差的一致性，對各個分檔效果進行檢驗，檢驗出劃分效果的質(zhì)量，然后才能確定出最佳的分檔數(shù)。

階梯電價優(yōu)化模型的確定中，需對于不同范圍內(nèi)的居民生活用電的真實水平相差程度做詳細劃分，選取出分檔次數(shù)的決策指標，這個指標要能考慮到可以直接或間接對居民用電量差異性進行體現(xiàn)。像居民生活分段用電的比例、居民生活用電量的方差、居民生活用電量的離散系數(shù)等，這些都是決策指標。同時，要考慮其他問題，居民的生活用電數(shù)量同收入水平呈現(xiàn)為正比例關(guān)系，居民收入比較高，在用電量上，常常會高出那些收入比較低的居民。所以，居民的生活用電量數(shù)量的差異，也能以居民的收入分布情況和基尼系數(shù)作為反映用電量差異的指標，進行相應的度量。

2.3確定最佳分檔

經(jīng)過一系列的分析、檢驗之后，可以得出;如果該地區(qū)的居民的生活用電量的離散系數(shù)比較小，則可以應用3個檔次模式的階梯電價;如果該地區(qū)的居民的生活用電量的離散系數(shù)處于中等范圍內(nèi)比較小的，則可以采用4檔次模式的階梯電價;如果本地區(qū)的居民的生活用電量的離散系數(shù)處于中等范圍內(nèi)偏高位置，則可以采用5檔次模式的階梯電價;如果一個地區(qū)的居民生活用電量的離散系數(shù)非常高，則應使用6檔次模式的階梯電價。

2.4分檔電量的優(yōu)化模型

以分檔次數(shù)的階梯電價優(yōu)化模型為基礎(chǔ)，設計出不同檔次下用電量階梯電價模型。針對不同的檔次區(qū)分用電的電量，一定要保證每種生活水平下居民生活的基本用電要求得到滿足。假設分檔的電量不能合理設置，則能引發(fā)居民用電不滿，這就與設計階梯電價的初衷相違背。當居民使用電能的戶數(shù)足夠的情況下，把居民生活用電量分布情況設定為用電量的變化連續(xù)變量，進而得到電量分檔優(yōu)化的目標，優(yōu)化設計出相應的模型

2.5階梯電價優(yōu)化后最終模型

以鼓勵居民節(jié)約用電、避免電能浪費、推動節(jié)能減排工作為目的。設計出分檔次數(shù)優(yōu)化模型、分檔電量優(yōu)化模型，然后融合在一起，構(gòu)成以戶均電能的消耗最少為目標的階梯電價優(yōu)化模型。

結(jié)束語

綜上所述，在電力事業(yè)蓬勃發(fā)展的今天，居民的用電行為也不能沒有限制，為此提出了優(yōu)化的階梯電價設計模型。該模型從居民生活用電量的實際要求出發(fā)，為能逐漸降低居民對于電量的提供不滿程度，也為了維護電力企業(yè)的經(jīng)濟利益。

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（作者單位：云南電網(wǎng)有限責任公司昆明供電局）