6.2 智能電網(wǎng)下IL電價的制定

6.2.1 IL電價理論建模遵循原則

1.利益共享、風(fēng)險平攤原則

IL電價政策是為了滿足需求側(cè)管理的需要，所以研究IL/電價政策的前提條件就是必須首先滿足需求側(cè)管理的總體目標(biāo)。也就是說，要滿足社會效益、電力部門和用戶三方的或幾方的利益不受損害，使積極采取措施實施IL電價體系的用戶和電力部門從中受益。這是制定IL電價時要遵循的最重要的準(zhǔn)則之一。其次，在電力市場環(huán)境下，IL電價政策要合理規(guī)避因發(fā)電側(cè)競價、需求側(cè)博弈可能引起的電網(wǎng)運營企業(yè)的經(jīng)營風(fēng)險。

當(dāng)前我國實行的是“廠網(wǎng)分離，競價上網(wǎng)”的政策，供電企業(yè)是自主經(jīng)營、自主盈虧的獨立經(jīng)濟實體，所以在制定IL電價政策時要考慮供電企業(yè)的經(jīng)營風(fēng)險，盡可能地規(guī)避不確定的風(fēng)險因素。

2.用戶響應(yīng)曲線的確定原則

決定價格的因素不僅有成本，還要考慮供需狀況。采用邊際成本定價理論雖然可以使社會效益最大，但是實際操作中會面臨各種問題：

(1)市場的參與者多種多樣，無法事先準(zhǔn)確預(yù)測各參與者在市場中的博弈行為;

(2)無法狹取所有參與者的全部信息，無法事先對大量信息進行正確采集和傳送;

(3)無法滿足電力系統(tǒng)大量實時計算的要求

計算電價首先要有確定的負(fù)荷曲線，同時電價對負(fù)荷又具有控制作用，負(fù)荷會隨著電價的變化而發(fā)生變化，也就是需求側(cè)響應(yīng)。若不考慮負(fù)荷曲線變化進行電價的確定，那么只會導(dǎo)致電力系統(tǒng)運行方向偏離正軌。所以.在考慮如何制定可中斷電價的模型時，要考慮用戶響應(yīng)對其的影響。

3.斷電時段劃分原則

IL電價合同的重要內(nèi)容之一，是在滿足合同的規(guī)定條件下.在用電高峰期.對參與項目的企業(yè)拉閘限電，緩解用電高峰期的電網(wǎng)負(fù)荷，將其生產(chǎn)時間轉(zhuǎn)移至用電負(fù)荷低的時間段。所以，怎么劃分高峰段還是低峰段是T作的重心所在，要做到這一點，就要對電網(wǎng)實時的電力負(fù)荷要有數(shù)據(jù)的即時反饋.同時又要有一定的預(yù)測技術(shù).這樣才可以及時有效地進行削峰填谷，保證電網(wǎng)系統(tǒng)安全有效穩(wěn)定地運行，并保證電網(wǎng)公司的利益不受到損害。

6.2.2基于失負(fù)荷價值的IL負(fù)荷定價研究

顯然，IL電價是實施可中斷負(fù)荷管理的關(guān)鍵。為了激勵用戶積極參與可中斷負(fù)荷管理.IL電價應(yīng)至少可以補償用戶負(fù)荷的中斷成本，因此，需要對影響用戶可中斷負(fù)荷成本的類型、負(fù)荷特性、中斷能力和停電損失等因素做大量的調(diào)查統(tǒng)計與數(shù)據(jù)分析。

目前主要有宏觀經(jīng)濟方法和用戶調(diào)查方法。宏觀經(jīng)濟方法比較簡單.不能對各因素、各產(chǎn)業(yè)和各用戶的實際影響程度詳細闡述;用戶調(diào)查法能夠真實地反映電力用戶的意愿，同時可以詳細獲得各行業(yè)的負(fù)荷信息及何種因素的影響，是現(xiàn)在國際上流行的一種方法。但是無論何種方法，都必須明確影響了IL成本的主要因素及其影響程度，在我國當(dāng)前的電力市場環(huán)境下，要實現(xiàn)這一點，其工作量和工作難度部很大，想要建立準(zhǔn)確模型比較困難。

電力失負(fù)荷價值(Value of Iost Load.VOLL)是指由于停電而對國民經(jīng)濟等造成的損失，這也正是電力的經(jīng)濟價值。顯然.這也可以作為可中斷負(fù)荷定價的基本依據(jù)。科學(xué)地確定VOLL,可以為確定電網(wǎng)運行階段與規(guī)劃階段的備用與可靠性水平、制定電價和需求側(cè)管理等提供決策依據(jù)。但是我國缺乏關(guān)于VOLL的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，基于我國國情開展的有關(guān)VOLL的系統(tǒng)研究較少。采用投入產(chǎn)出法計算大負(fù)荷價值(Value of Lost Load，VOLL。).這種方法考慮了不同類型用戶用電效益差別.但文中VOLL計算模型是以部門為個體的，并不能用來反映具體到某一IL用戶的切負(fù)荷損失。

下文將提出一種基于投入產(chǎn)出研究VOLI。的拓展方法①，并以此為基礎(chǔ)進行IL定價。以投入產(chǎn)出法計算的電力經(jīng)濟價值反映部門差異，考慮每單位電力的邊際價值。基于此，結(jié)合消費者剩余理論推導(dǎo)需求曲線線性化后具體到某一用戶的VOLL公式，提出了適應(yīng)我國當(dāng)前電力市場實際的實用IL定價模型。

1.電力需求與需求價格彈性系數(shù)

電力作為一種商品，其不同時刻的需求是隨電價變化而變化的。其變化規(guī)律是電價上升時，用電需求隨之下降，通常采用需求函數(shù)或曲線表示這種變化趨勢。

南經(jīng)濟學(xué)理論知，電力邊際價值曲線即電力需求曲線，由于電力的邊際價值曲線是遞減的，所以用戶用電需求曲線右下方傾斜。對于某一用戶而言，某一時刻電力是唯一可變的投入。假設(shè)企業(yè)以追求利潤最大化為目標(biāo)，則最優(yōu)用電需求必然位于電力的邊際價值等于其邊際成本的點上，即用電平衡點(P。，Q。)。需求曲線與價格曲線之間的面積表示消費者剩余，可以衡量該時刻的用電收益。

電力需求價格彈性表示用電需求量對電價變化的反應(yīng)裎度，其函數(shù)公式為：

式中，e為電力需求價格彈性系數(shù);P為電價;Q為用電需求量;%△Q為電量變動百分比;% △P為電價變動百分比;△P為電價變化量;△Q為電價變化引起的電量變化量。

由于電力需求曲線一般是抽象的非線性函數(shù)，一般很難或不可能量化，研究時通常在某一平衡點作線性化處理，需求曲線表示為：

2.VOLL分析

(1)基于投入產(chǎn)出法的電力經(jīng)濟價值評估。VOLL是指由于斷電而造成的經(jīng)濟損失，這也是電力的經(jīng)濟價值。目前，確定VOLL的常用方法有市場調(diào)查法統(tǒng)計、產(chǎn)電比法等。前一種方法要調(diào)查和統(tǒng)計大量數(shù)據(jù)，難度很大;后一種方法只能從宏觀角度對停電損失作近似估計，不能反映不同部門用電效用的差異。投入產(chǎn)出法研究系統(tǒng)內(nèi)(如經(jīng)濟系統(tǒng))進行各項活動的投入與產(chǎn)出之間的數(shù)量規(guī)律，投入產(chǎn)出表則以部門為界限，反映地區(qū)各個部門在產(chǎn)品生產(chǎn)和消耗之間的數(shù)量依存關(guān)系，表中增加值一項是某年度部門進行生產(chǎn)活動所創(chuàng)造的價值。因此，可以用增加值項衡量斷電的機會成本，該方法能夠區(qū)分不同行業(yè)的用電效用差異。

以部門為劃分依據(jù)，假設(shè)同一部門用戶有相同電力需求價格彈性，且部門內(nèi)用戶面臨相同的電價。將各個用戶和該部門在平衡點處作線性化處理，則可以得到該部門的“需求曲線簇”，公式為：

式中，P。為該部門的電價;e為部門電力價格彈性;(P。Qll)為某用戶用電平衡點;(P。，Q。)為部門用電平衡點。

以部門增加值為N來衡量該收益，部門的全年電力消耗為G。則該部門每kW.h電量對增加值的貢獻為N/G元，即每kW.h電量的電力經(jīng)濟價值為V。=N/G元。應(yīng)當(dāng)指出，該電力經(jīng)濟價值VL是部門或用戶每kW.h電量的電力平均價值，且部門內(nèi)用戶有相同的VL。

(2)用戶中斷損失分析。顯然，用戶切負(fù)荷損失是制定IL電價的最好依據(jù)，該損失可以用用戶VOLL衡量。根據(jù)經(jīng)濟學(xué)理論，每一單位功率的價值是不同的，因為缺電時用戶可以關(guān)閉掉次要的用電負(fù)荷，保留重要負(fù)荷，以減少缺電損失。對用戶的斷電賠償應(yīng)基于每一單位切除功率的邊際價值而不是完全斷電的平均價值VI.。由于邊際價值遞減規(guī)律，切除部分負(fù)荷時的電力平均價值要小于VL，如果依據(jù)IL補償用戶切除部分負(fù)荷時的損失，將產(chǎn)生很大的過補償(參見圖6-6)。

面積即消費者剩余，表示用戶在當(dāng)前平衡點下的用電收益，即正常負(fù)荷下生產(chǎn)1h所創(chuàng)造的價值。用電緊張需要實施IL時，用戶會按照負(fù)荷的重要性大小切除負(fù)荷，假設(shè)用戶切除負(fù)荷功率g，則面積S表示切負(fù)荷損失，也是電網(wǎng)公司需要賠償?shù)牟糠郑杀硎緸槭ж?fù)荷價值V，.(g)，其公式如下：

此時，切除部分的平均失負(fù)荷價值為：

由分析可知，平均失負(fù)荷價值即賠償價格不是一個常量，由于邊際價值遞減，平均失負(fù)荷價值隨切負(fù)荷量增加而增加。對上述失負(fù)荷價值與平均失負(fù)荷價值通過增加值N用貨幣量化：

3.IL合同與優(yōu)化調(diào)度

(1)IL合同模型。IL管理的實施主要以合同形式實現(xiàn)，合同內(nèi)容包括影響用戶中斷損失的主要因素，如中斷提前通知時間、中斷發(fā)生時間、中斷持續(xù)時間以及中斷容量。基于我國實際，采用標(biāo)準(zhǔn)化的IL合同，不對中斷容量和中斷持續(xù)時間做硬性規(guī)定，上述電價模型已將這兩種因素考慮在內(nèi);IL用于負(fù)荷平衡時，由于不同的用戶有不同的用電生產(chǎn)特性，故提前通知時間也應(yīng)不同，可分別采用提前1h、4h和24h的通知時間;IL也可以用來進行頻率控制，秒級可中斷負(fù)荷(seconds level interruptible loads，SIL)可以對系統(tǒng)故障瞬時響應(yīng)，保持頻率穩(wěn)定，此時提前通知很短，一般安裝負(fù)荷調(diào)節(jié)控制裝置對系統(tǒng)調(diào)度信號作出響應(yīng);投入產(chǎn)出法計算的電力經(jīng)濟價值本身就是一種平均價值，且對于大型工業(yè)用戶而言一般是24小時連續(xù)生產(chǎn)，負(fù)荷平穩(wěn)，所以不考慮中斷發(fā)生時間的影響;中斷持續(xù)時間南電網(wǎng)公司決定，這里設(shè)定為小時的整數(shù)倍，用戶可以決定中斷持續(xù)時間的上下限;此外，一些用戶的重要負(fù)荷不允許停電，否則可能造成較大的損失和生產(chǎn)過程的紊亂，所以應(yīng)避免對用戶完全斷電。負(fù)荷中斷比例也因行業(yè)和生產(chǎn)特性不同而不同，中斷容量的上限和下限可由用戶決定。

式(6-8)印為用戶中斷一定容量下的單位小時補償費用，該模型考慮了用戶減少用電的生產(chǎn)性損失。如果將用戶因調(diào)整用電方式的成本或瞬時斷電帶來的損失也考慮在內(nèi)，可在式(6-8)的基礎(chǔ)上疊加附加補償費用C，作為用戶響應(yīng)的額外激勵，該費用可由電網(wǎng)公司決定。所以，對IL用戶中斷一定容量和一定時間下的補償費用為：

綜上，設(shè)計的IL管理合同靈活性較強，方便電網(wǎng)公司在高峰負(fù)荷期及時中斷所需容量，保證系統(tǒng)安全運行，且考慮用戶中斷損失，激勵用戶積極參與，合同簡單易行適合我國實際。