《面向智能電網的需求響應及其電價研究》—智能電網下需求響應及相關電價研究(四)
5.4 階梯電價
5.4.1 階梯電價概述
1.階梯電價定義及實施意義
階梯電價令稱為“階梯式累進電價”,是將月用電量設置為若干個階梯,根據用戶月用電量的增長,電費價格將隨用電量階梯逐級遞增。現階段已經實施的階梯電價分為三個等級:第一個等級為照顧低收入人群如農村人口,為了維持基本的生活水平所需要的基數電量,電價最低;第二等級電量較高,電價同時相對應升高;第三等級執行最高電價。
由于我國居民電價長期偏低,一直處于工業用電補貼居民用電這種交叉補貼現象。近年來,我國能源供應緊缺、節能減排和環境壓力增加,但是居民生活用電處于較低水平,造成用電較多的用戶隱性獲得的交叉補貼越多,用電量少的居民反而補貼較少。
通過執行階梯電價,分段計量計價可以實現細分市場的差別定價,提高用電效率,并且能夠補貼低收入居民,從而符合我國未來經濟及能源發展的趨勢。
2.階梯電價定價機制
現已經實行階梯電價的省份包括浙江、福建、四川等,均取得較好的效果。以浙江省為例,從2004年開始試點“階梯電價”,結合2001年推行的峰谷電價,設置初級電量為50千瓦時。具體情況見表5-15。
表5-15 浙江省階梯電價表
階梯電量 |
O~50千瓦時 |
51~200千瓦時 |
201千瓦時以上 |
|||
時 段 |
峰 |
谷 |
峰 |
谷 |
峰: |
谷 |
電價(元) |
0.568 |
0.288 |
0.598 |
0.318 |
0.668 |
0.388 |
5.4.2上海現行居民用電用能情況及電價
1.上海居民用電情況
最近幾年,由于上海經濟水平的提升,居民用電量大幅增長,遠遠超過全社會用電量的增長幅度。在全部居民的用能中,電力消費占52.3%.電力是居民家庭用電的主要項目,電力消費比重提高非常明顯。但是根據紐約、東京和香港國際大都市的用電結構分析,其居民用電比例為22%~30%,所以上海居民用電節能的空間依舊很大。
表5-16 上海市2000~2010年居民用電量情況
年份 |
全市用電量 (億KW.h) |
比上年增長 |
居民用電量 (億KW.h) |
比上年增長 |
居民用電量占全市比率(%) |
2000 |
599.45 |
|
53.2 |
|
9.51 |
2001 |
593.00 |
6.00 |
56.99 |
7.12 |
9.61 |
2002 |
645.71 |
10.41 |
61.85 |
8.53 |
9.58 |
2003 |
745.97 |
15.53 |
82.87 |
33.q9 |
11.11 |
2004 |
812.44 |
10.27 |
90.64 |
9.38 |
11.03 |
2005 |
921.97 |
12.37 |
109.20 |
20.50 |
11.8 4 |
2006 |
990.15 |
7.49 |
122.37 |
12.06 |
12.36 |
2007 |
1 072.38 |
8.30 |
131.12 |
7.15 |
12.23 |
2008 |
1 138.22 |
6.1 |
135.83 |
11.7 |
11.93 |
2009 |
1 153.38 |
1.3 |
152.52 |
4.1 |
13.22 |
2010 |
1 295.87 |
12.4 |
157.00 |
10.5 |
12.11 |
平均 |
|
9.02 |
|
12.51 |
|
數據來源:上海市統計局。
2.上海居民用電特性
表5 -16顯示,上海市全市用電量逐年遞增,且速度維持在10%左右,且居民用電量在全市用電量的份額愈發增大。隨著生活水平的提高和住房條件的改善,上海市城鄉居民家用電器無論數量還是質量都逐年提高,其中空調數量的增加對家庭能耗影響較大。抽樣調查顯示,2002年,上海市城市居民家庭每百戶擁有空調118臺,但農村居民家庭只有24臺;而到了2007年,城市居民家庭空調擁有量達到每百戶189臺,增長60.2%,農村居民家庭空調擁有量也達到了每百戶120臺。因此,上海市居民用電的季節性特征也更加明顯。從消費支出的角度來看,2007年,上海市城市居民家庭人均電費支出379元,2009年人均電費支出為398元,分別比2002年增長40%和46.8%。從季節變動來看,2007年用電高峰的8月份人均電費支出達到58元,是當年月平均值的1.8倍,而2002年,這個倍數為1.6倍,同時2009年人均用電量為716.9KW.h,比2007年增長14.3%。
由上海市統計局資料顯示,上海負荷特性已向國際化大都市轉變。由圖5-6可知,原先的只有夏季一個負荷高峰已轉向為夏季、冬季兩個負荷高峰。日用電負荷曲線也有明顯變化,從早、晚兩個用電高峰轉向兩峰之間的負荷曲線趨向平坦,日高峰負荷持續時間延長。
3.上海地區居民電價
上海居民執行的依1日是由2009年上海市發改委滬發改價管[2009]019號《關于調整上海市電網電價的通知》中的價格,居民用電分為單一制電價和分時電價。詳細價格參考表5 -17。
表5 -17 上海地區居民用電銷售價格 單位:元,千瓦時
單一制電價
|
分時電價
|
||
不滿1千伏
|
10千伏
|
峰時段
|
符時段
|
0.617
|
0.612
|
0.617
|
0.307
|
注:分時電價時段劃分:峰時段(6 -22時);谷時段(22時~次日6時)。
5.4.3上海階梯電價設想
1.階梯電價定價方法
消費指數是指消費支出水平與個人可支出收入水平之間的關系。凱恩斯認為,總消費函數關系是一個比較穩定的函數。根據凱恩斯的消費函數,則一戶居民的電能消費方程式為:
式中,Y為居民人均收入,bE為居民的基本電能消費,BE為電能的邊際消費傾向.E為每戶居民年用電量,P為用電量為E時的需求電價,h為每戶的人口數.yn- yn-1,為居民的年人均收入的增加量。由式(5-69)可以看出,電能總消費等于基本電能消費bE加上隨居民收入增長而增加的電力消費量。
以下將根據上海統計局公布的居民人均收入資料,結合調查所得三種不同收入家庭的用電量和遞增電價,將低收入家庭的月用電量為第一階段、中等收入家庭用電量為第二階段、高收入家庭用電量為第三階段。
2.模型計算
(1)模型分段階數。參考現在已經實行階梯電價的省份,將遞增制階梯電價分為三層階梯。這里低收人人群包括上海城鎮居民低收人人群、農村居民;中等收入人群為上海城鎮居民中等收人人群與中高等收入人群;高等收入人群為上海城鎮居民高等收入人群。
(2)上海居民人均收入。根據2009年、2010年上海統計年鑒,所得居民的年人均收入y和每戶居民的年用電量E,如表5 -18所示:
表5-18 上海居民的年人均收入y
項 目
|
低等收人家庭
|
中等收入家庭
|
高等收入家庭
|
yn- yn-1
|
1 070.5
|
2 007.5
|
3 993
|
(3)上海居民用電基本情況。抽樣調查上海居民各收入層次的用電量E,每戶人口數h以及人均基本電費數據來自上海統計局。人均電費與低收人家庭人口系數相乘,得每戶年基本電能消費。
根據上海電力公司數據,上海居民峰時用電量基本為谷時用電量的2倍。鑒于農村居民尚未實行階梯電價,因此由農村居民電費計算全年電價時應用單價為0.617元/KW.h計算。由上海統計局公布的數據以及電價計算可得:
(4)電能邊際消費傾向。邊際消費傾向(Mpc)說明了收入變動量在消費變動和儲蓄變動之間變動的情況。電能邊際消費傾向( EMPc)表示是電能消費的增加量△C占收入增加量△Y的比例,電能邊際消費傾向是大于0、小于1。
一般認為,中等收人居民承受的最高邊際消費傾向是7.831%;高收入居民承受的最高邊際消費傾向是8.85%,兩者一般值為2.68%。本方案第一階段的電量按照現上海市執行的電價汁算。對于中等收入家庭的電能邊際成本取中間值5.7%,高收人家庭取8.85%。
(5)模型計算結果。結合上海現已經執行的峰谷電價,谷段電價為峰時段的50%。但是因為這種方法不方便階梯峰谷電價的計算,因此參照浙江省階梯峰谷電價的制定,每個階段峰谷電價增長量相同。根據定價公式以及上述數據.模型計算結果如表5-20所示:
根據計算可得,我們可以將上海第一段基本電量設定為85KW.h.按基本峰谷電價計算;第二階段為200KW.h;第三階段為250KW.h。
5.4.4模型結果分析
1.現行上海電價分析
我們調查了上海地區某幾戶典型居民2010年全年居民的用電量以及分時電量與電費,選擇的用戶是根據居民的住房面積、人口數量、空調數以及全年收入來決定。
3戶人家情況如表5- 21所示:
表5-21 上海地區典型居民2010年全年用電量以及分時電量與電費
人口數/(人) |
住房面積/( 平米) |
空調數 |
全年收入(萬元) |
家庭層次 |
4 |
77 |
9 |
6 |
低收人家庭 |
3 |
143 |
4 |
14 |
中收人家庭 |
3 |
208 |
6 |
27 |
高收人家庭 |
由圖5-26可知,上海居民用電習慣現從以前的夏季一個高峰轉變成夏季一個大高峰不變,冬季形成小高峰。因此選定某幾個特殊月份進行分析,分別為2月(冬季)、8月(夏季)、5月(春季),代表用電小高峰、用電大高峰以及中間的平谷期(見表5-22)。
表5-22 2010年上海地區典型居民用電量 單位:度;元
電量 |
|
低收人家庭 |
中收人家庭 |
高收人家庭 |
|||||
月份 |
峰時段 |
谷時段 |
電費 |
峰時段 |
谷時段 |
電費 |
峰時段 |
谷時段 |
電費 |
2 |
76 |
33 |
57.0 |
161 |
47 |
113.8 |
521 |
77 |
345.1 |
5 |
34 |
11 |
24.4 |
107 |
67 |
86.6 |
139 |
33 |
5.9 |
8 |
104 |
88 |
91.2 |
376 |
162 |
281.7 |
564 |
259 |
27.5 |
2.方案電價分析
由表5-23分析可知,在因天氣原因導致耗能較高的月份電費有所增加,其余時段,依舊在生活所需的電能消耗范圍之內。因此可見,實行改革方案后對低收人家庭電費影響不大。
表5-23 低收入家庭實行階梯電價后電費
電量 |
低收人家庭 |
|||||
月份 |
一段電量 (度) |
二段電量 (度) |
三段電量 (度) |
階梯電費 (元) |
增長電費 (元) |
增長率 |
2 |
85 |
24 |
O |
58.1 |
1.1 |
1.9% |
5 |
45 |
O |
O |
24.4 |
O |
O |
8 |
85 |
107 |
0 |
96.2 |
5.1 |
5.5% |
表5-24 中收入家庭實行階梯電價后電費
電量
|
中收入家庭
|
|||||
月份 |
一段電量 (度) |
二段電量 (度) |
三段電量 (度) |
階梯電費 (元) |
增長電費 (元) |
增長率 |
2月
|
85
|
11 5
|
8
|
121.1
|
7.3
|
6.4%
|
5月
|
85
|
89
|
O
|
90.7
|
4.2
|
4.6%
|
8月
|
85
|
1 15
|
338
|
369.2
|
87.5
|
23.6%
|
申收人家庭在實行階梯電價之后,由于夏季降溫需要,電費增長較高。但是因為空調能耗產生的費用屬于非基本生活用電。因此,在實行階梯電價后,中收人家庭交叉補貼減少。
表5-25 高收入家庭實行階梯電價后電價
電量
|
高收人家庭
|
||||||||||
月份 |
一段電量 (度) |
二段電蜒 (度) |
三段電量 (度) |
階梯電費 (元) |
增長電費 (元) |
增長率 |
|||||
2
|
85
|
115
|
398
|
447.2
|
102.1
|
22,8%
|
|||||
5
|
85
|
87
|
0
|
100
|
4.1
|
4.1%
|
|
||||
8
|
85
|
1 15
|
623
|
584.3
|
l-6.H
|
26.8%
|
|
||||
高收入家庭在實行階梯電價之后.由于生活水平較高,所產生的調溫費用比較大,因此實行階梯電價后產生的額外電費比較高,這正符合了多用電多交錢、減少居民之間的交叉補貼的預期效果。
5.4.5結論
本方案結合上海市自身情況,采用凱恩斯消費函數建步模型后計算得出的電價方案為:
(1)月用電量低于85KW.h部分,按基本的峰谷電價計算。
(2)月用電量在85~200KW.h的部分,每千瓦時的電價提升0.04 7元。
(3)月用電量超過200KW.h的部分,每下瓦時電價提升0.2.13元。
分析比較三個層次不同收入居民因實行階梯電價后的電費增長情況.可以發現,低收入居民在夏冬兩個用電高峰時電費增長不多,中、高層收入居民增長幅度較大:在平常的春秋季節,在實行改革方案后,增長幅度不多。這就有效利用了電價市場杠桿,使居民電價不再只是單調的峰谷電價,用電量較多的居民不會因為用電量的增加獲得更多的交叉補貼,而是多用多付。而基準量的制定,也保證了低收人家庭的基本生活所需,即使在用電量最高的夏季也不會受到實行階梯電價后產生巨大影響。
責任編輯:繼電保護
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