銷售電價長期邊際成本定價及峰荷責任法

黃海濤

(上海電力學院電力與自動化工程學院，上海 200090)

隨著世界電力工業市場化進程，歐美發達國家電力零售價格的形成機制正經歷著重大變革:由市場化前壟斷市場中電價的政府管制，到市場初期發電競爭市場中電價的政府嚴格監管，再到批發競爭市場中電價的政府監管，最后到當今零售競爭市場中電價的完全由市場決定.但我國和一些發展中國家的電力零售價格在相當長一段時期內仍將由政府管制或者嚴格監管，科學的政府定價模型和方法依舊是銷售電價定價理論和實踐研究的重要內容.

銷售電價長期邊際成本定價方法由于能夠提供合理的經濟信號，理論上能獲得最大的經濟效率，而備受經濟學家的推崇，它是最為經典的銷售電價政府定價模型和方法，并在世界各國政府制定電力價格的實踐中得到了最廣泛的應用［1，2］.該定價方法具有嚴密的理論體系，它首先根據各類用戶的供電電壓和用電時間計算增加單位千瓦用電而引起的系統成本增加值，以此確定系統長期邊際容量成本和邊際電量成本，并結合用戶負荷特性設計和制訂分類用戶目標電價，然后從財務分析的角度對目標電價水平進行調整，以滿足成本回收需求，制訂出合理的電價體系［3］.文獻［4］到文獻［9］指出了該方法在容量成本分攤方面的不足:分攤結果只與單一時刻用戶用電負荷的大小有關，不能合理地反映出不同用戶用電負荷時變特性對系統容量成本影響的差異.

本文分析了該定價方法的基本原理和計算模型，指出峰荷責任法是導致該方法在容量成本分攤方面產生不足的根本原因，并應用經濟學聯合產能決策理論和高峰負荷定價方法，剖析了峰荷責任法推導過程中的不合理假設及其結果，揭示出長期邊際成本法本質上不可能將不同時期需求與系統容量成本的分攤責任相分離，因而難以合理反映不同用戶用電負荷的時變特性.

1 銷售電價長期邊際成本定價法

1.1 基本模型原理

若完全按長期邊際成本定價不可能回收全部成本，更多地是以滿足成本回收需求為目標對完全長期邊際成本定價結果進行調整.根據世界銀行組織工作報告 No.340《電力定價政策》［1］，其定價步驟如圖1所示.

圖1 銷售電價長期邊際成本定價步驟

1.2 系統長期邊際供電成本的計算模型

該方法的關鍵是長期邊際供電成本的計算.由于電力生產技術特性復雜，既涉及生產成本特性各異的發電、輸電、配電、售電各個環節，又涉及不同時期負荷需求波動的聯合產能問題，致使長期邊際供電成本計算十分復雜.

就發電環節而言，由于在峰、平、谷時期為滿足新增負荷的邊際發電機組不同，所以各時段長期邊際發電成本不同，并與各時段邊際發電機組的容量成本和電量成本相對應;此外，低谷時段(或平段)為滿足新增負荷需增加邊際發電機組成本——基荷(或腰荷)機組，即基荷(或腰荷)機組替代腰荷(或峰荷)機組發電潛在地節約了腰荷(或峰荷)機組的發電成本，所以邊際成本應扣除這部分替代成本，扣除后恰好等于邊際機組的電量成本［10］.因此，各時段的邊際電量成本，等于對應邊際機組的電量成本;高峰時段邊際容量成本等于對應邊際機組的容量成本，平、谷時段為零，即容量成本應按峰荷責任分攤.

輸配電投資具有典型的超前性特征，長期邊際成本一般按測算期平均投資成本計算，同時考慮各電壓等級間的成本傳遞關系，一般也按峰荷責任由高峰時段承擔;邊際電量成本主要是網損成本，也存在電壓等級間的成本傳遞關系.售電環節主要包括用戶接入、計量和結算費用——稱為用戶成本，邊際成本主要與用戶數有關，多以接入費形式回收.綜上所述，將各環節供電成本進行加總，就得出各電壓等級的系統長期邊際容量成本、電量成本和用戶成本.

1.3 分類用戶長期邊際供電成本的計算模型

按負荷率高低進行用戶分類，根據樣本用戶統計數據進行曲線擬合，得到各電壓等級的系統負荷率-同時率曲線，見圖2.計算內容包括兩部分:一是計算各類用戶邊際供電成本——考慮用戶間錯峰效應，各類用戶邊際容量成本等于該類用戶用電同時率d與本電壓等級系統邊際容量成本的乘積，邊際電量成本均等于系統邊際電量成本，邊際用戶成本則等于該類用戶的接入、計量和結算費用;二是確定各類用戶基本電費和電度電費的比重——容量成本中與用電量(或負荷率f)無關的部分通過容量電費回收，其比重OB/OC可以根據圖2中系統負荷率-同時率曲線確定，比重為BC/OC的剩余容量成本和電量成本則可通過電度電費回收，詳見文獻［2］.

圖2 分類用戶長期邊際成本定價模型

1.4 銷售電價長期邊際成本定價法存在的問題

長期邊際成本定價法以峰谷分時電價反映不同時間用電所需系統電量成本的差異，以峰荷責任法反映用戶不同用電負荷特性所需系統容量成本的差異，以分電壓等級電價反映不同位置用電所需輸配電成本的差異，較好地解決了銷售電價制定過程中供電成本公平分攤的關鍵問題，較為合理地反映了用戶用電負荷特性與供電成本之間的關系.長期邊際成本定價法負荷曲線見圖3.

圖3 長期邊際成本定價法負荷曲線示意

但在容量成本分攤方面有以下兩種情況不能合理反映用戶用電負荷的時變特性［4］:一是假設用戶最大負荷產生在系統最大負荷時，最大負荷持續時間不同的用戶分攤的容量成本相同，其沖擊負荷與持續負荷的情況見圖3a;二是移峰、同形負荷曲線用戶銷售電價水平完全相同，不能合理反映用戶對系統的削峰填谷效應及所需系統容量成本的差異，如圖3b所示.

2 峰荷責任法

2.1 峰荷責任法的理論推導過程及問題分析

峰荷責任法的理論推導是以電力系統發電環節的長期邊際成本為研究對象的.以電源最優規劃和最優運行為基本假設條件，發電環節峰、平、谷各時段的長期邊際成本的理論推導如下:假設峰、平、谷各時段負荷為常數，各時段負荷單位增量引起的系統發電成本增加值即為相應的長期邊際成本，平、谷時段應考慮扣除基荷(或腰荷)機組替代腰荷(或峰荷)機組發電而節約的發電替代成本，則峰、平、谷各時段的長期邊際成本的計算式為:

峰荷責任法的理論推導過程見圖4.

圖4 峰荷責任法的理論推導示意

圖4中，縱坐標為單位裝機容量的平均發電成本ACCap，發電機組平均成本曲線的交點處兩類機組替代而增加的容量成本與燃料節約成本恰好相等，即各類機組容量和電量成本之間滿足:

將式(4)和式(5)代入式(2)和式(3)整理后得:

式(1)，式(6)，式(7)表明，在峰荷責任法中峰、平、谷時段長期邊際容量成本除高峰時段等于峰荷機組容量成本外其他時段均為零.邊際電量成本應等于峰荷、腰荷和基荷機組的電量成本.

在峰荷責任法上述理論推導中，隱含了一個假設條件——峰、平、谷時段的負荷是不變的常數，而實際電力系統中負荷是每時每刻都在不斷波動變化的.因此，系統年負荷持續曲線的形狀不應當是圖4中分段水平線段，而應是單調遞減的曲線.式(1)至式(3)是根據峰、平、谷不同時期增加單位負荷時系統所需增加的發電成本推導得到的.當上述假設不成立時，式(1)至式(3)顯然不成立，則峰荷責任法的結論也不成立.

2.2 峰荷責任法問題成因的經濟學分析

根據經濟學聯合產能決策理論——對于技術上不可存儲、不同時期需求波動對企業生產能力需求不一樣的一類特殊產品的生產，最優產能綜合取決于各時期的需求［11］，且各時期單位需求對最優產能的分攤責任不同.電力系統負荷需求每時每刻都在波動且技術上不可大量存儲，因此電力系統容量成本應當由各個時刻用戶的用電負荷共同分擔，且不同時刻單位負荷對系統容量的分攤責任應當不同.發電生產技術決定了電力系統發電容量成本分攤既與發電機組類型有關，也與各類機組裝機容量有關;前者分攤責任可以按長期邊際成本來確定，后者卻無法通過長期邊際成本體現.

針對各類機組的裝機容量，聯合產能決策理論通過綜合各時刻的不同需求構造聯合產能需求曲線［12］，在解決最優產能決策問題的同時，也為各時期需求對最優產能分攤責任的確定提供了解決途徑.對此研究者提出了高峰負荷定價方法［13，14］，其分析思路為:由于長期邊際成本取決于聯合產能需求曲線和供給曲線的交點，這就導致理論上無法計算得到單一時期需求的長期邊際成本.因而可根據聯合產能需求曲線的構造方法，確定各時期需求對聯合產能需求的貢獻度，指出各時期的產能成本分攤責任取決于各時期的時間長短及在最優產能處的邊際產能支付意愿.但現實中難以獲取邊際產能支付意愿的信息.

由于峰荷責任法是基于長期邊際成本來分攤系統容量成本的，根據上述分析可知，理論上它無法分離不同時期負荷需求的容量成本分攤責任.就峰荷責任法理論推導過程來看，由于假設峰、平、谷時段的負荷為常數，則任意時刻增加單位負荷就相當于在該時刻所在的峰、平或谷時段內增加了一個單位負荷.也就是說，假設峰、平或谷同一個時段內中任意時刻增加單位負荷是完全等同的，則無法差別化同一時段內不同時刻的長期邊際供電成本.因此，峰荷責任法在回避各時期需求對最優產能分攤責任難點問題的同時，無法避免不能反映同一時段內不同時刻新增單位負荷對系統發電成本影響差異的缺陷.各類用戶是用電負荷在時間維度上的橫向組合，所以說峰荷責任法也不能合理反映不同用戶用電負荷的時變特性.

2.3 峰荷責任法的應用

根據長期邊際成本定價模型中的理論推導，除系統峰荷外其他時段邊際容量成本為零，即容量成本按峰荷責任承擔，則各類用戶的邊際容量成本取決于在系統最大負荷時該類用戶的總負荷水平.而長期邊際成本定價模型中，則是以該類用戶總負荷乘以用電同時率來表示該類用戶的最大負荷，而忽略了各類用戶與系統之間最大負荷發生的時差［5］.

3 結論

(1)長期邊際成本定價法以分時電價反映了不同時段用電所需系統電量成本的差異，以分電壓等級電價反映了不同位置用電所需輸配電成本的差異，峰荷責任法在一定程度上反映了用戶不同用電負荷特性所需系統容量成本的差異.

(2)長期邊際成本定價法以峰荷責任法分攤容量成本，不能合理地反映不同用戶負荷的時變特性，導致最大負荷持續時間不同的用戶分攤的容量成本相同.就理論推導來看，其成因在于假設峰、平、谷時段的負荷為常數;就經濟學聯合產能決策理論來看，按長期邊際成本法來分攤容量成本就已決定了它不可能分離出不同時間用電的容量成本分攤責任.

(3)長期邊際成本定價法忽略了各類用戶與系統之間發生最大負荷時存在的時差，導致向移峰、同形負荷曲線用戶銷售的電價完全相同，因此不能合理反映用戶對系統削峰填谷效應及所需系統容量成本的差異.

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