基于共贏策略下的居民階梯電價設置的定量評估

王強

摘 要：針對階梯電價收費標準的制定問題和節水設備能否降低居民水電費的判別問題，以雙收益雙贏策略和費用較小化原則為切入點，通過最佳雙向滿意度的方法，建立了最佳收費標準模型；運用Matlab和Excel軟件，得出了適合A、B兩小區最佳的收費標準，并利用差值法建立費用較小化模型，得到節水設備可降低居民水電費的判別方法。

關鍵詞：階梯電價；滿意度；最佳收費標準模型；共贏策略；Matlab

中圖分類號：C931.1 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2014）23-0277-04

引言

由于歷史的原因，我國長期實行工業電價補貼居民電價的交叉補貼制度。從我國居民電力消費結構看，5%的高收入家庭消費了約24%的電量，這就意味著低電價政策的福利更多地由高收入群體享受。這既不利于社會公平，無形中也助長了電力資源的浪費。本文旨在探究居民階梯電價收費標準的合理制定和節水設備的有效性分析。

一、原始分檔下收費標準的合理性檢驗

（一）建模準備

1.數據說明

為分析居民階梯電價收費標準的合理性和數據的可得性，選取了山東省濟南市A、B兩小區居民的用電數據。

2.山東省階梯電價的標準[1]

第一檔：電量每戶每月210度及以下，執行現行電價，每度0.546 9元；

第二檔：電量每戶每月210—400度之間，在現行電價基礎上，每度加價0.05元，即每度0.596 9元；

第三檔：電量每戶每月400度以上，在現行電價基礎上，每度加價0.3元，即每度0.846 9元。

（二）模型的建立與求解

1.階梯電價單位收費標準的檢驗策略—改變差價。

其中，居民戶滿意度最大所使用的單位收費標準是相對于按照發改委公布的其覆蓋80%居民戶的用電量即為一檔用電居民戶，95%居民戶的用電量為二檔用電居民戶所確定每檔使用電量的收費標準而定的。

2.原始分檔下收費標準的不合理性

先將一檔收費界限定位為a元，二檔界限在一檔界限的基礎之上加0.05元，三檔在一檔收費界限上的基礎上加0.5元，以適當的提高三檔收費水平，來檢驗原有的分檔水平是否可行。通過Matlab程序解得a值為0.546 4元，其他分析如下。

原有檔次不變新的收費標準：

第一檔：電量每戶每月210度及以下，每度0.546 4元；

第二檔：電量每戶每月210—400度之間，超過一檔度數，每度加價0.05元，即每度0.596 4元；

第三檔：電量每戶每月400度以上，超過二檔度數每度加價0.5元，即每度1.046 4元。

由上述原始分檔可知，即使第三檔的價格在第一檔的價格基礎上增加0.5元，第一檔也只比原來降低0.000 5元，調整后的新的收費標準幾乎對一二檔不起作用，而三檔人數又是非常的少，導致最終的收費標準和原來山東省的收費標準差異不大，檢驗出不能繼續沿用原來的分檔界限，可以重新進行收費標準的分檔。

二、重新分檔之后收費標準的定量評估—雙收益雙贏策略

（一）用電收費標準分檔界限的確定

濟南市A、B兩小區居民戶四季度用電量數據總數為904個，先通過發改委公布的其覆蓋80%居民戶的用電量即為一檔用電居民戶，95%居民戶的用電量為二檔用電居民戶，得到該小區每檔次的居民戶數分別為：一檔725人，二檔135人，其904個居民戶數所對應的年度月平均用電量按升序排列，第725個居民戶用戶所對應的200度電即為一檔收費標準的臨界線，然后第860個居民戶用戶所對應的270度電即為二檔收費標準的臨界線[2]。

其中可以看出，A、B兩小區二檔收費下限不超過270度，遠小于原來山東省的居民用電戶的400度，原因在于兩小區的居民年度月平均用電量水平都比較低，所以對于高質量用電居民戶還是比較少的。而A、B兩個小區一檔收費下限為200度，也低于原來的收費標準界限。

（二）A、B兩小區新的收費標準

于是按照原來的收費標準，對于供電局來說，要保持總的收取電費不變，就需要依據現行A、B兩小區的904所居民年度月平均月用電量，屬于210度電范圍之內的數據直接乘0.546 9元，屬于210—400度電之間的，除了現行電價基礎上，超過210的數據乘以0.596 9元，屬于400度電以上的，除了現行電價基礎上，超過400的數據乘以0.846 9元，即：

其中，y：年度月平均用電量；w：供電局收取總費用。

于是通過Matlab軟件，得出A、B兩小區供電局收取總費用為w=67 609元/月。通過表2得知，現設A、B兩小區新的收費標準界限為：

第一檔：電量每戶每月200度及以下，執行現行電價，每度a元；

第二檔：電量每戶每月200—270度之間，在現行電價基礎上，每度加價0.05元，即每度（a+0.05）元；

第三檔：電量每戶每月270度以上，在現行電價基礎上，每度加價0.4元，即每度（a+0.4）元。

在新的收費標準界限得知的情況下，通過Matlab編程[3]，得到A、B兩小區供電局所收取的最后總電費用與收費標準界限的關系為：w=1 464.8+122 710a

于是，在維持A、B兩小區總的收取費用保持不變，供電局收益達到最大滿意度的情況下，可以得到如下等式：67 609=1 464.8+122 710a。得a=0.5390：

所以對于A、B兩小區收費標準為：第一檔每度電0.5390元，第二檔超出的部分每度電0.5890元，第三檔超出的部分每度電0.9390元。具體的A、B兩小區新的收費標準如下[4]：

三、節水設備的有效性分析

節水設備在節水的同時，也會帶來一定的電量消耗，而居民用電量所需繳納的電費，可通過山東省階梯電價標準實施，于是可以研究在沒有節水設備和使用節水設備時，兩者導致居民戶的水電費總費用如何改變，并考慮如何有效的安裝節水設備[5]。

得到的是一個居民戶年水電費的總費用與每月用電量之間的三檔分段函數，然后再考慮到當安裝節水設備后，因節水設備可節水10%和節水設備會帶來用電量的增加，可得到如下的居民戶在節水設備使用壽命期限內的t年水電費總費用：（不考慮因為水費與電費之間存在相關性）

其中，m：節水設備每月的耗電量；y+m：每月總耗電量；c：安裝成本；r：每年的維護費用；W2：在節水設備使用的t年里水電費的總費用。

通過差值法，將居民戶安裝節水設備所產生的水電費總費用與沒有節水設備時的水電費總費用作差值比較，如下：

使用壽命t年后：

得到的是五段分段函數，其中，該分段函數是按居民月用電量來劃分的，由于節水設備會同時帶來電費的增加，所以按照五檔劃分是比較合理的。

居民所關心的是在什么情況下使用節水設備，可以降低居民戶水電費的總費用。而且可以根據自身目前月使用水量的情況下，何時安裝節水設備方可產生效益。由差值法：W2-t×W1<0，得：

由于居民戶在考慮是否購買節水設備時，安裝成本c值可以估計得出，節水設備的使用壽命t已知，維護費用r可以有經驗得出，節水設備導致的耗電量m每月固定，單位水價p也是固定的，于是可以得到在不同的居民月用電量y的情況下，居民月用水量的取值范圍，也就是可以安裝節水設備時月用水量的臨界線。表示的意義為：居民戶根據自身的情況出發，在得知月用電量屬于哪一檔的情況下，若月用水量超過上面（1）式中的臨界線時，就表明節水設備可以降低居民水電費的總費用，可以安裝節水設備；反之，表明節水設備的使用會增加總費用，就不應該安裝節水設備。

四、總結

本文根據濟南市兩小區的現實情況對居民階梯電價收費標準進行了適當的調整，滿足了更多人群的接受程度，可以推廣于不同地區根據當地的實際情況對電價、水價及醫療保險收費方面進行合理的調整。

參考文獻：

[1] 網上資源：http：//www.docin.com/p-655937551.html.

[2] 阮偉.關于我國實行居民階梯電價的探討[J].管理論壇，2012，（4）：38-41.

[3] 李柏年，吳禮斌.Matlab數據分析法[M].北京：機械工業出版社，2012：1.

[4] 宋藝航.我國居民生活用電階梯電價設計優化模型[D].北京：華北電力大學，2011：6.

[5] 鄧雙淵.高校水電節能項目管理模式的應用研究[D].成都：西南交通大學，2008：12.

Quantitative assessment of the flight electrovalency setting based on the win-win strategy of residents

WANG Qiang

（Finance College ，Anhui Finance and Economics University，Bengbu 233030，China）

Abstract：For the price ladder charging standards can reduce discrimination problems and water-saving equipment residential utilities，to double income win-win strategy and cost less principle as the breakthrough point，through the method of the best mutual satisfaction，establish the standard model of optimal charge；use Matlab and Excel software，the suitable A，B two area the best charging standards，and establish the cost of smaller model using differential method，get the water-saving equipment can reduce the discrimination method of residential utilities.

Key words：the flight electrovalency；satisfaction；standard model of optimal charge；win-win strategy；Matlab

[責任編輯 仲 琪]