南方區域西電東送兩部制輸電定價機制

顧洪源，文福拴，鄒波，金小明，董楠，吳鴻亮

（1.華南理工大學電力學院，廣州 510640；2.浙江大學電氣工程學院，杭州 310027；3.南方電網科學研究院，廣州 510080）

南方區域西電東送自實施以來，有效地緩解了區域內能源分布和消費之間的不平衡問題，促進了東西部地區共同、可持續發展和資源優化配置，同時也在聯網省（區）內產生了顯著的經濟效益和社會效益[1～4]。

適當的輸電定價是保證回收輸電投資并有合理利潤，進而促進輸電系統可持續發展的基礎，對于南方區域西電東送線路也不例外。合理的西電東送輸電價格能夠引導西電東送主網架的健康發展，也有利于西部大開發戰略的貫徹和發展[5～6]。南方區域西電東送現行輸電價格是由國家發改委統一制定的，屬于計劃型電價機制，并以合同路徑為基礎的單一制電量輸電價格，且一線一價。

近年來，隨著西電東送電能交易規模的逐步擴大，多項新增跨省輸電工程投運，交易各方的供需形勢、送電構成及送電電源特性都發生了變化，現行的西電東送單一制電量輸電價格已不能適應西電東送現狀和未來的發展需求。主要存在以下兩個問題：

（1）西電東送主網架年輸送電量或輸送通道年利用小時數隨西部省份經濟情況和可用水電資源情況的變化而明顯波動。采用單一制電量輸電定價時，輸電收入與輸送電量密切相關，輸送電量的明顯波動會給輸電公司帶來很大的經營風險，難以滿足輸電企業補償成本、合理利潤和籌集電網建設資本金的需求，對西電東送的可持續發展不利。

（2）現行的西電東送線路的輸電價格是按單項工程確定的，采用這種方法與西電東送初期相對簡單的主網架結構（僅有兩條交流和一條直流輸電線路）有關。然而，隨著近年來多項輸電工程的興建和投入運行，按單項工程核定方法所得到的輸電價格難以反映主網架網絡化后的綜合輸電成本，已不能適應西電東送的現狀和未來發展。

與單一制電量輸電定價不同，兩部制輸電定價從總體上將輸電費用分為與輸電容量有關的容量費用和與輸電電量有關的電量費用兩部分，這樣可以減輕輸送電量對輸電收入的影響，更符合輸電環節的成本特性和其規模經濟特性。事實上，兩部制輸電定價已在國外得到廣泛應用。在英國電力市場中，輸電價格分為系統接網費和系統使用費；系統接網費主要用于回收變電站等接網設備的固定成本，采用郵票法分攤給連接在這些設備上的用戶，而系統使用費則采用基于節點邊際成本的方法，根據用戶對電網的使用程度進行收費[7－9]。在澳大利亞電力市場中，輸電費用按服務類型分別收取，對于接入和接出服務按容量大小每月對發電機和負荷收取；向發電機收取的使用費一般通過協商確定，向負荷收取的使用費則根據各負荷點對輸電設備的使用程度確定，使用程度以潮流跟蹤法計算得到的負荷節點在相關輸電設備上引起的潮流大小為基礎[10～12]。在北歐電力市場中，輸電費采用基于節點的兩部制電費模式，分為能量費和容量費；其中，能量費按照MW·h收取，主要用來補償網損成本，而容量費則補償剩余的費用，按照年度收費，對負荷根據峰值負荷收取，對發電機組則根據上網容量收取[12～13]。

在上述背景下，借鑒國外在兩部制輸電定價方面的理論成果與實踐情況，針對南方區域西電東送的發展現狀，本文研究了兩部制輸電定價機制。首先對西電東送的輸電工程按類型和價區進行劃分；之后根據各價區的輸電容量進行各類輸電工程投資分攤，按照經營期對各價區承擔的投資額計算其年準許收入；最后，結合各價區的年準許收入和不同的容量費用比例形成相應的兩部制輸電價格，并對采用單一制電量輸電價格和兩部制輸電價格的效果進行了比較分析。

1 西電東送輸電工程類型劃分和價區劃分

1.1 輸電工程類型劃分

根據國家發改委2005年發布實施的《輸配電價管理暫行辦法》（發改價格[2005]514號），跨省區的輸電工程可分為共用輸電網絡和專項輸電工程兩部分。南方區域西電東送輸電線路如圖1所示，圖中有一個變電站節點叫“天二”，是天生橋二級水電站的送出節點。目前的輸電通道為“八交四直”：天廣交流一二回（天二－平果－來賓－梧州－羅洞）；天廣交流三四回（馬窩－百色－永安－南寧－玉林－茂名）；貴廣交流一二回（施秉－黎平－桂林－賢令山）；貴廣交流三四回（青巖－獨山－河池－柳東－賀州－羅洞）；天廣直流、貴廣直流一二回和云廣直流。

1）共用輸電網絡

如圖1所示，天廣交流一二三四回和貴廣交流一二三四回均經過廣西再向廣東送電，部分西電在廣西境內被下網使用，因此這8條交流輸電線路在廣西境內的部分就屬于交流共用網絡。

天廣直流雖然是由天生橋點對點送廣東，但考慮到其位于云南和貴州的交流送出口，地理位置特殊，因此貴州、云南和天生橋均可利用天廣直流向廣東送電，所以可將天廣直流劃為天生橋送廣東、貴州送廣東、云南送廣東的共用輸電線路。

2）專項輸電工程

圖1 南方區域西電東送輸電網絡示意Fig.1 W est-to-eastpower transm ission network in the southern region of China

專項輸電工程指輸電企業為特定用戶提供專項服務的工程，可分為接網工程、交流專項輸電工程和直流專項輸電工程。

（1）接網工程。南方區域西電東送的接網工程主要包括云南為送廣東而建設的交流送出線路即羅天線、魯天線、羅百線以及滇南送出工程，貴州為送廣東而建設的交流送出線路天金線等，以及龍灘水電站的送出工程等。

（2）交流專項輸電工程。天廣交流一二三四回和貴廣交流一二三四回經過廣西向廣東送電，而廣西至廣東部分，如桂林-賢令山、柳東-賀州-羅洞、梧州-羅洞、玉林-茂名等交流輸電線路都屬于向廣東送電所專用的，因此可將這部分線路劃為向廣東送電的交流專項輸電工程。

（3）直流專項輸電工程。天廣直流、貴廣直流一二回和云廣直流都屬于點對點向廣東送電，因此可劃為向廣東送電的直流專項輸電工程。

1.2 價區劃分

目前南方區域西電東送所實施的價區包括貴州送天生橋、云南送天生橋、天生橋送廣西、天生橋送廣東、龍灘送廣西和龍灘送廣東。其中，云南送廣東的價格是由云南送天生橋和天生橋送廣東這兩個價區的價格疊加，貴州送廣東也是如此。采用價區疊加方式確定云南送廣東和貴州送廣東的輸電價格具有歷史原因，主要是由于西電東送初期建設天廣交流一二回以及天廣直流都是作為天生橋電廠向廣東送電的通道；然而，隨著西電東送的發展，云南和貴州也向廣東送電，但由于兩省沒有直接送往廣東的輸電線路，從而需要通過天生橋再送往廣東，因此存在云南送天生橋和貴州送天生橋這兩個價區。

近年來，隨著貴廣交流一二三四回、貴廣直流一二回、云廣直流以及云南送出線路的投產，各條跨省區線路不僅構成了點對網的形式，也形成了網對網的結構，云南和貴州向廣東送電不必再經過天生橋，所以云南和貴州送廣東的輸電價格不宜再采用兩個價區疊加的形式。

因此，根據南方區域西電東送現狀和未來發展規劃，西電東送主網架主要用于云南、貴州、天生橋電廠、龍灘電廠向廣東以及廣西送電，為此本文將西電東送輸電價格分為6個價區：天生橋送廣西、天生橋送廣東、貴州送廣東、云南送廣東、龍灘送廣西、龍灘送廣東。

2 西電東送輸電工程的投資分攤

以通道設計容量為基礎對西電東送輸電工程的投資成本進行分攤。首先將交流共用網絡的投資成本按送廣東和廣西的輸電通道容量的比例分攤給廣東和廣西，然后再將分攤后的交流共用網絡投資成本和其他專項輸電工程投資成本分攤到廣東和廣西的相應價區。

2.1 交流共用網絡的投資成本分攤

交流共用網絡指天廣交流一二三四回、貴廣交流一二三四回這些線路在廣西境內的部分，可將相關的投資成本按送廣東和廣西的輸電通道容量的比例分攤給廣東和廣西。設交流共用網絡總設計容量為PCOM，其中送廣東通道和廣西通道的設計容量分別為PCOM_GD和PCOM_GX，交流共用網絡的總投資成本為ECOM，則廣東和廣西分攤的交流共用網絡投資成本ECOM_GD和ECOM_GX分別為

2.2 送廣西的兩個價區各需分攤的投資成本

送廣西的兩個價區分別為天生橋送廣西和龍灘送廣西。天生橋向廣西送電是通過交流共用網絡實現的，因此天生橋送廣西價區分攤的投資成本ZTSQ_GX等于廣西分攤的交流共用網絡投資成本ECOM_GX。龍灘送出工程是為送廣東和廣西服務的，且龍灘向兩者的送電規模相同，因此可將龍灘送出工程總投資ELT按兩者各承擔一半的方式分攤，即龍灘送廣西價區分攤的投資成本ZLT_GX等于龍灘送出工程總投資成本的一半，則有

2.3 送廣東的4個價區各需分攤的投資成本

送廣東的4個價區分別為天生橋送廣東、貴州送廣東、云南送廣東和龍灘送廣東。

由于貴州、云南和天生橋均可利用天廣直流向廣東送電，所以將天廣直流列為天生橋送廣東、貴州送廣東、云南送廣東這3個送廣東價區的共用線路，從而可將廣東分攤的交流共用網絡投資成本和天廣直流的投資成本按照天生橋送廣東、貴州送廣東和云南送廣東3個價區中送電方的交流送出通道能力的比例進行分攤。

由于送廣東交流專項輸電工程在4個價區中均被使用，因此可將相關投資成本按照天生橋送廣東、貴州送廣東、云南送廣東和龍灘送廣東4個價區中送電方的交流送出通道能力的比例來分攤。

除此之外，各價區涉及的專項輸電工程投資由各價區單獨承擔。

這樣，天生橋送廣東價區、貴州送廣東價區、云南送廣東價區、龍灘送廣東價區所分攤的投資成本ZTSQ_GD、ZGZ_GD、ZYN_GD、ZLT_GD的計算式分別為

式中：PTSQ、PGZ、PYN和PLT分別為天生橋送廣東、貴州送廣東、云南送廣東和龍灘送廣東的交流送出通道能力；ETGZL為天廣直流的投資成本；EJLZX為送廣東的交流專項輸電工程投資成本；EGZZX為貴州送廣東的專項輸電工程投資成本，包括天金線和貴廣直流一二回；EYNZX為云南送廣東的專項輸電工程投資成本，包括羅天線、羅百線、魯天線、滇南送出工程和云廣直流。

3 價區年準許收入

根據各價區所需分攤的投資成本，在考慮經營期的基礎上計算各價區的年準許收入。確定經營期年準許收入的主要依據是資金的時間價值。在綜合考慮電力項目經營周期內各年度的各類成本變化情況的基礎上，通過計算項目每年的凈現金流量，以項目經營周期內各年度的凈現金流量能夠滿足給定的資本金內部收益率為條件測算年準許收入[14]。具體計算方法如下。

1）確定測算的基本參數

（1）投資參數包括投資總額、資本金比例、貸款利率、還貸年限、資本金內部收益率、經營期年限等。

（2）成本參數包括折舊率、經營成本、所得稅稅率、增值稅稅率、城市建設及教育附加稅率等。

2）計算項目經營期內各年的成本

（1）折舊費是采用將投資成本按給定的折舊率平均分攤到各年的方法。

（2）還貸本息是根據貸款金額、還貸年限和貸款利率采用現值換算等額年金的方法[15]確定，即

式中：A為年金；R為現值；j為年貸款利率；m為還貸年限。

（3）運營成本是由投資額與給定的運營成本占總投資成本的比例確定。

（4）增值稅是由各年的不含稅年收入乘以增值稅率確定。

（5）城市建設及教育附加費是由增值稅額乘以城市建設及教育附加費稅率確定。

（6）所得稅是由年準許收入減去以上各項成本再乘以所得稅稅率確定。

3）計算項目經營期內各年凈現金流和年準許收入

輸電公司的各年現金流入即輸電費收入，現金流出即為各項成本，包括折舊費、還貸本息、運營成本、增值稅、城市建設及教育附加費、所得稅等，年凈現金流為年現金流入減去現金流出。基于給定的資本金內部收益率，令各年凈現金流折算現值后的累加值等于零來求解年準許收入，其計算式為

式中：VNP為凈現值；It為第t年現金流入，即所求的年準許收入；Ot為第t年現金流出；i為資本金內部收益率；n為經營期年限。

4 單一制電量輸電定價和兩部制輸電定價

4.1 單一制電量輸電定價

假設某個價區的年準許收入為I，根據該價區的輸電容量P、網損率ΔP以及核價利用小時數T，則單一制電量輸電價格Cone為

4.2 兩部制輸電定價

采用占年準許收入一定比例的方式確定容量費用。假設該比例為K，則兩部制輸電定價的容量電價Cc和電量電價Ce分別為

4.3 兩種輸電定價機制的對比分析

假設實際利用小時數為T′，采用單一制電量輸電定價時輸電公司的實際收入為

而采用兩部制輸電定價時輸電公司的實際收入Itwo為

（1）分析采用兩部制輸電定價與單一制電量輸電定價時輸電公司的收入差值隨輸電線路實際利用小時數T′的變化情況

根據式（14）和式（15）有

由式（16）可知，當T′=T時，ΔI=0，即在這種情況下采用單一制電量輸電定價或兩部制輸電定價時輸電公司的收入是相同的。當T′>T時，ΔI<0，即當實際輸電量大于核價利用小時數對應的輸電量時，輸電公司的收入在采用兩部制輸電定價時比單一制電量輸電定價時小；當T′0，即當實際輸電量小于核價輸電量時，輸電公司的收入在采用兩部制輸電定價時比單一制電量輸電定價時大。

（2）分析單一制電量輸電定價與兩部制輸電定價對輸電線路實際利用小時數T′的靈敏度

假設實際利用小時數T′=T+ΔT，則有

由式（17）和式（18）可知，當實際利用小時數較核價利用小時數T變化ΔT時，采用兩部制輸電價格時輸電公司的收入變化量為I（1-K）ΔT/T，這較采用單一制電量輸電價格時其收入變化量IΔT/T要小。這樣，采用兩部制輸電定價時能較好地抑制由于輸電線路實際利用小時數波動所導致的輸電公司收入波動。

（3）分析在輸電線路實際利用小時數T′不變的情況下，采用兩部制輸電價格時輸電公司實際收入Itwo隨著容量分攤比例K的變化情況

由式（15）求取Itwo對容量費用比例K的導數，可得

這樣，可得

由式（20）可知，當輸電線路實際利用小時數T′大于核價利用小時數T時，當采用兩部制輸電價格時輸電公司實際收入Itwo始終高于年準許收入I，但隨著容量費用比例K的增大，實際收入Itwo會逐步減小從而使得超出年準許收入的額外部分減少；當T′小于T時，Itwo始終低于I，但隨著K的增大，Itwo會逐步增加從而使得Itwo少于I的部分隨之減少。

5 算例

南方區域西電東送輸電工程投資情況如表1所示。在計算價區年準許收入時，貸款利率采用我國商業銀行2012年基準中長期貸款利率即6.55%，所得稅稅率、增值稅稅率、城市建設及教育附加費稅率采用稅務局目前征收的稅率，資本金內部收益率取7%，其余參數采用“計價格[2002]781號文件”中所給定的值，如表2所示。

共用輸電網絡天廣交流一二三四回和貴廣交流一二三四回的總通道設計容量為670萬kW，其中分配給廣西和廣東分別為60萬kW和610萬kW。

表1 南方區域西電東送輸電工程投資情況Tab.1 Investment data of west-to-east transmission projects in the southern region of China

表2 年準許收入計算參數Tab.2 Parameters of annual permitted revenue

天生橋一二級水電站總裝機容量為250萬kW，其送出通道設計容量為250萬kW，其中送廣西和廣東分別為60萬kW和190萬kW。貴州交流送出線路為貴廣交流一二三四回，通道設計容量為300萬kW；直流送出線路為貴廣直流一二回，通道設計容量為600萬kW；交直流通道均為送廣東。云南交流送出線路為羅天線、魯天線、羅百線和滇南送出工程（硯山－崇左－南寧），總通道設計容量為320萬kW；直流送出線路為云廣直流通道，設計容量為500萬kW；交直流通道均為送廣東。龍灘送出工程通道設計容量為420萬kW，送廣東和廣西均為210萬kW。

基于表1所列出的南方區域西電東送輸電工程的投資數據和上述各價區的通道設計容量數據，根據式（1）～（8）可計算出各價區所分攤的投資成本。根據各價區分攤的投資成本，基于表2的計算參數，采用式（10）可求取各價區的年準許收入。龍灘送廣西和送廣東采用其送出工程設計利用小時數即3 700 h，云廣直流采用其設計利用小時數5 000 h，其余采用利用小時數4 250 h，各價區的線損率采用‘計價格[2002]781號文件’中給定的數值并在表3中給出，采用式（11）可得到單一制電量輸電價格。各項計算結果如表3所示。

由表3可知，所測算的西電東送各價區單一制電量輸電價格均比現行單一制電量輸電價格高。這是由于西電東送輸電價格自2002年實施以來，僅在2005年進行過一次小幅度提價調整，至今已有8年時間，而在這8年間西電東送新建設并投產多項輸電工程和配套設施，而對新增的這些輸電工程和配套設施的投資回收需求并未在現行輸電定價中反映出來，這樣在考慮了目前西電東送所有輸電工程投資情況之后，年準許收入得以提高，從而使得測算的單一制電量輸電價格較現行水平要高。還有，測算的送廣東的單一制電量輸電價格水平的增加幅度大于送廣西的，這是因為廣東作為西電的主要消納省份，新建的輸電工程和配套設施主要服務于西電送廣東，因此大部分新建工程由投資導致的準許收入由送廣東的各價區承擔。

表3 各價區分攤的投資成本、年準許收入及測算的單一制電量輸電價格Tab.3 Allocated investment cost，annual permitted revenue and one-part transmission price in each price zone

根據各價區的年準許收入水平，可求得在不同容量費用比例K情況下的各價區兩部制輸電價格水平，相應的容量電價Cc和電量電價Ce如表4所示。各價區容量電價Cc和電量電價Ce隨K的變化情況如圖2和圖3所示。

表4 不同K情況下各價區兩部制輸電價格Tab.4 Two-part transmission prices in each price zone under different K′s

圖2 各價區容量電價隨容量費用比例變化Fig.2 Capacity price variations in each price zone with the change of K

從表4、圖2和圖3可知，隨著K的增加，各價區通過容量費用回收的輸電成本相應提高，這樣需要通過電量費用回收的輸電成本就相應減少，從而導致各價區的容量電價逐漸增加，電量電價逐漸下降。當K=100%時，電量電價變為零，即單一制容量電價，輸電費用按年準許收入全部通過容量費用回收，與輸電量無關。

以南方區域西電東送2012年的實際交易電量為基礎，可得到在現行單一制電量輸電價格、測算的單一制電量輸電價格與不同容量比例下兩部制輸電價格等場景下，輸電公司的輸電收入，相關結果如圖4和表5所示。

圖3 各價區電量電價隨容量費用比例變化Fig.3 Energy price variations in each price zone with the change of K

圖4 各種輸電定價機制下輸電公司的收入Fig.4 Revenues of the transmission company under various transmission pricing mechanisms

表5 各種輸電定價機制下各價區支付的輸電費用和輸電公司收入Tab.5 Transmission charges for various pricing zones and the revenue of the transmission company under different transmission pricing mechanisms

從圖4和表5可以看出，對于輸電公司，由于考慮了新增項目的投資成本，其年準許收入提高了，這樣測算的單一制電量輸電價格高于現行的價格水平。基于2012年南方區域西電東送實際輸電量，按照測算的單一制電量輸電價格水平，計算得到輸電公司的收入為81.77億元，高于實際收入（實際收入為75.63億元）。2012年西電東送線路總體實際利用小時數低于核價利用小時數，這樣實際輸電量少于核價時的基準輸電量，因此采用所測算的單一制電量輸電價格時輸電公司的收入為81.77億元，采用容量費用比例為20%至80%之間的兩部制輸電價格時，輸電公司的收入均低于其準許收入（準許收入為85.97億元），但采用兩部制輸電價格時輸電公司的收入要比采用測算的單一制電量輸電價格時高，并且隨著容量費用比例的提高，輸電公司的收入增加，逐漸趨向于年準許收入，并在K=100%時達到年準許收入。

在天生橋送廣西和云南送廣東這兩個價區中，采用測算的單一制電量輸電價格時輸電公司的收入高于其年準許收入，而在采用各容量費用比例下的兩部制輸電價格時輸電公司的收入低于采用測算的單一制電量輸電價格的情形。這是由于這兩個價區的實際輸電量大于核價的基準輸電量，當采用單一制電量輸電價格時，輸電公司的收入大于年準許收入，而在采用兩部制輸電價格時，由于容量費用不隨輸電量變化，這樣就在一定程度上減緩了實際輸電量波動對輸電公司收入的影響，有利于限制因輸電量明顯超出核定電量而使其獲得超額利潤或輸電量明顯低于核定電量而導致虧損。

綜上所述，當采用單一制電量輸電定價時，輸電公司的收入完全取決于實際輸電量，在實際輸電量明顯低于核定電量時無法保證合理利潤甚至無法回收成本，而在實際輸電量明顯大于核定電量時又能獲得超額利潤。采用兩部制輸電價格則有利于減緩實際輸電量波動對輸電公司收入的影響，降低其經營風險。此外，采用兩部制輸電價格時，實際輸電量越大受電方支付的折合單位電量的費用就越低，從而可降低受電方的購電成本，這樣不僅能有效限制輸電公司的超額收入，也有利于提高受電方購買西電的積極性。

6 結語

南方區域西電東送現行的單一制輸電價格已經無法適應西電東送的現狀和未來的發展需求，不利于西電東送的可持續發展。本文針對南方區域西電東送的實際情況，將西電東送輸電工程投資在各價區間進行了分攤，并以此為基礎計算了各價區的年準許收入，在此基礎上測算了單一制電量輸電價格和兩部制輸電價格并進行了比較分析，結果表明兩部制輸電價格能緩解實際輸電量波動對輸電公司造成的經營風險，同時能夠提高受電方購買西電的積極性，有利于西電東送的可持續發展。

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