岑 煒 翟 峰 趙 兵 李保豐 盧 艷

(中國(guó)電力科學(xué)研究院，北京 100192)

0 引言

近年來(lái)，隨著工業(yè)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，我國(guó)對(duì)電力、石油、煤炭等一次性能源的消耗也在不斷增加，能源緊缺和環(huán)境污染已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的主要矛盾。由于發(fā)電過(guò)程具有特殊性，即發(fā)電、輸電、配電和用電需在同一時(shí)間完成，電能在現(xiàn)階段不可存儲(chǔ)，而我國(guó)工廠、機(jī)關(guān)、學(xué)校以及居民生活等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門用電大都按同一作息時(shí)間運(yùn)作，這樣不可避免地出現(xiàn)了用電高峰和用電低谷。高峰用電使得電力供應(yīng)不足，不得不限電壓負(fù)荷運(yùn)行，而低谷時(shí)多余的電能又無(wú)法輸送出去，形成電力資源的極大浪費(fèi)。此外，由于長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)居民用電一直實(shí)行均一的、“福利型”低電價(jià)政策，導(dǎo)致居民用電價(jià)格低于供電成本，銷售電價(jià)交叉補(bǔ)貼問(wèn)題嚴(yán)重，居民用戶參與節(jié)約用電的積極性不高，電能資源配置效率較低，電能資源浪費(fèi)非常嚴(yán)重。為了合理制定電價(jià)水平，優(yōu)化電能資源配置，降低能源浪費(fèi)，使電力消費(fèi)合理化，在一定程度上節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境，科學(xué)促進(jìn)節(jié)能減排，電力部門提出了分時(shí)電價(jià)和階梯電價(jià)相結(jié)合的復(fù)費(fèi)率階梯電價(jià)方案。

1 當(dāng)前電價(jià)政策現(xiàn)狀

隨著工業(yè)和居民用電量的不斷增加，我國(guó)不同地區(qū)先后實(shí)施了固定電價(jià)、分時(shí)電價(jià)和階梯電價(jià)政策。

固定電價(jià)政策是在我國(guó)電力行業(yè)建立之初就已經(jīng)開始實(shí)行的電價(jià)政策，它不隨時(shí)間和用電量的變化而變化，并且這一電價(jià)政策實(shí)行對(duì)居民用戶優(yōu)惠補(bǔ)貼政策，這使得低廉的價(jià)格難以促進(jìn)節(jié)能減排的開展[1]。

分時(shí)電價(jià)政策是九十年代后期針對(duì)我國(guó)工業(yè)和居民用電負(fù)荷不平衡給電力資源造成極大浪費(fèi)這一現(xiàn)象制定的。分時(shí)電價(jià)又被稱為峰谷電價(jià)，是根據(jù)電網(wǎng)的負(fù)荷變化情況，將一天24小時(shí)劃分為尖、峰、平、谷等多個(gè)時(shí)段，對(duì)各時(shí)段分別制定不同的電價(jià)。

近年來(lái)，國(guó)家發(fā)改委又提出了階梯電價(jià)政策。階梯電價(jià)政策是一種較先進(jìn)的非線性電價(jià)政策，是將居民平均用電量劃分為若干個(gè)階梯，并根據(jù)消費(fèi)者需求差異、經(jīng)濟(jì)和心理承受能力制定各個(gè)階梯的電價(jià)。階梯電價(jià)制定的基本原則是：1)第一檔階梯電價(jià)以保障低收入家庭維持基本電力消費(fèi)水平為目的，這個(gè)電價(jià)水平應(yīng)當(dāng)以現(xiàn)行居民生活用電價(jià)格水平為基礎(chǔ)，通常低于單位居民生活用電量的實(shí)際供電成本；2)第二檔階梯電價(jià)以引導(dǎo)中等收入家庭合理用電、滿足電網(wǎng)公司成本回收為目的，覆蓋了絕大多數(shù)電力用戶，應(yīng)當(dāng)反映居民供電成本的真實(shí)水平；3)第三及以上檔階梯電價(jià)以鼓勵(lì)高收入家庭節(jié)約用電為目的，同時(shí)補(bǔ)償?shù)谝粰n電力用戶沒(méi)有承擔(dān)的供電成本，其電價(jià)水平可以在平均供電成本之上[2-4]。

分時(shí)電價(jià)和階梯電價(jià)雖然在優(yōu)化電能資源配置，降低能源浪費(fèi)方面取得了不少進(jìn)步，但兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)：實(shí)施分時(shí)電價(jià)，雖然可以引導(dǎo)用戶錯(cuò)峰用電、平衡電網(wǎng)負(fù)荷、提高負(fù)荷率、削峰填谷以及減少發(fā)電設(shè)備投資[5-9]，但對(duì)于連續(xù)用電企業(yè)和用電居民卻沒(méi)有起到節(jié)約用電意識(shí)的作用。而實(shí)施階梯電價(jià)雖然能夠發(fā)揮價(jià)格杠桿的作用，引導(dǎo)電力用戶尤其是用電量多的用戶調(diào)整用電行為，促進(jìn)合理、節(jié)約用電，保護(hù)環(huán)境；但它無(wú)法引導(dǎo)居民用電需求的晝夜平衡，無(wú)法調(diào)節(jié)用電量的峰谷。因此，為了既引導(dǎo)居民節(jié)約用電，又引導(dǎo)居民合理用電，可在分時(shí)電價(jià)和階梯電價(jià)基礎(chǔ)上，兼顧兩者的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)施復(fù)費(fèi)率階梯電價(jià)。

2 復(fù)費(fèi)率階梯電價(jià)的制定

2.1 分時(shí)電價(jià)計(jì)費(fèi)方法

制定分時(shí)電價(jià)的關(guān)鍵是合理劃分用電時(shí)段和確定各時(shí)段電價(jià)的比價(jià)關(guān)系。其中，用電時(shí)段可結(jié)合電力負(fù)荷曲線的分布特征，建立時(shí)段劃分模型，并在此基礎(chǔ)上制定合理的用電時(shí)段。以北京地區(qū)為例，其分時(shí)電價(jià)時(shí)段費(fèi)率劃分如表1所示。其中，a表示平時(shí)段費(fèi)率電價(jià)，β表示各時(shí)段費(fèi)率變化率。

表1分時(shí)電價(jià)方案

若某戶居民1月份的總用電量為W，其峰、平、谷各時(shí)段的用電量比為：a:b:c，則分時(shí)電價(jià)計(jì)費(fèi)方式如下，其中分時(shí)電價(jià)用Q1表示，設(shè)

Q1=W[φaa(1+β)(+φba+φca(1-β)]

(1)

2.2 階梯電價(jià)計(jì)費(fèi)方法

理論上可以根據(jù)全部居民用戶的用電量和收入水平來(lái)確定分檔數(shù)和各檔的分段電量，但由于目前這些信息的獲取非常困難，可采用居民家庭電器設(shè)備估算法和電力用戶月均用電量樣本數(shù)據(jù)估算法兩種方法分別計(jì)算，然后再相互修正、確定各檔的分段電量。仍以北京地區(qū)為例，綜合考慮該地區(qū)居民的用電量，收入水平及電力公司電價(jià)成本，其階梯電價(jià)制定方案如表2所示，其中W1，W2，W3為每一階梯的分段電量節(jié)點(diǎn)電量值，g為每一階梯的電價(jià)增長(zhǎng)率。

表2階梯電價(jià)方案

若某戶居民1月份的總用電量仍為W，則階梯電價(jià)計(jì)費(fèi)方式如下，其中階梯電價(jià)用Q2表示：

若W

Q2=W·a

(2)

若W1

Q2=W1·a+(W-W1)·a·(1+g)

(3)

若W>W2，則

Q2=W1·a+(W2-W1)·a·(1+g)

+(W-W2)·a·(1+2g)

(4)

2.3 復(fù)費(fèi)率階梯電價(jià)的計(jì)費(fèi)方法

結(jié)合2.1和2.2的電價(jià)制定方法，復(fù)費(fèi)率階梯電價(jià)的制定除要考慮某一地區(qū)電力用戶的用電量，居民收入水平，電網(wǎng)使用效率及電力公司電價(jià)成本外，還應(yīng)考慮電力用戶不同時(shí)區(qū)的用電差異(比如季節(jié)性用電差異)，應(yīng)根據(jù)不同的時(shí)區(qū)制定不同的梯度電量及梯度費(fèi)率電價(jià)，下面仍以北京地區(qū)為例，其復(fù)費(fèi)率階梯電價(jià)制定方案如表3所示。

表3復(fù)費(fèi)率階梯電價(jià)方案

若某戶居民1月份的總用電量仍為W，其峰、平、谷各時(shí)段的用電量比為：a:b:c，則復(fù)費(fèi)率階梯電價(jià)計(jì)費(fèi)方式如下，其中復(fù)費(fèi)率階梯電價(jià)用Q3表示，設(shè)

關(guān)節(jié)扭傷后，在皮膚無(wú)破損的情況下，局部可用冰塊或濕毛巾冷敷，以便促進(jìn)毛細(xì)血管收縮，減輕腫脹疼痛現(xiàn)象。扭傷時(shí)不能立即熱敷或亂揉，以免加重傷痛。扭傷24小時(shí)后，方可采取局部熱敷，以促進(jìn)受傷部位血液循環(huán)，盡快消腫。必要時(shí)可使用一些活血化瘀、消腫止痛的中成藥。對(duì)于重癥的關(guān)節(jié)扭傷，應(yīng)及時(shí)到醫(yī)院診療。（來(lái)源：科普中國(guó)）

若W

Q3=W[φaa(1+β)+φba+φca(1-β)]

(5)

若W1

Q3=W1[φaa(1+β)+φba+φca(1-β)]

+(W-W1)[φaa(1+g)(1+β)

+φba(1+g)+φca(1+g)(1-β)]

(6)

若W>W2，則

Q3=W1[φaa(1+β)+φba+φca(1-β)]

+(W2-W1)[φaa(1+g)(1+β)

+φba(1+g)+φca(1+g)(1-β)]

+(W-W2)[φaa(1+2g)(1+β)

+φba(1+2g)+φca(1+2g)(1-β)]

(7)

3 復(fù)費(fèi)率階梯電價(jià)對(duì)智能電能表的改進(jìn)要求

實(shí)行復(fù)費(fèi)率階梯電價(jià)對(duì)電能表的性能、精確性及抄表程序有嚴(yán)格的要求，特別是在前一費(fèi)率時(shí)段與后一費(fèi)率時(shí)段或前一個(gè)月最后一天與后一個(gè)月第一天零點(diǎn)交接時(shí)，抄表不能提前、也不能推后，否則將會(huì)導(dǎo)致用電復(fù)費(fèi)率階梯式計(jì)價(jià)結(jié)果的不準(zhǔn)確，直接影響電力公司或電力用戶的利益。

傳統(tǒng)電能表由于功能較為單一，缺少費(fèi)控功能，不能適應(yīng)推進(jìn)復(fù)費(fèi)率階梯電價(jià)的要求。因此，要求能夠出現(xiàn)一種新型智能電能表，來(lái)滿足復(fù)費(fèi)率階梯電價(jià)政策實(shí)施的要求。該新型智能電能表應(yīng)能夠使電力用戶直接通過(guò)電能表上的液晶顯示屏查詢電費(fèi)、報(bào)警信息、用電歷史記錄、實(shí)時(shí)電價(jià)、用電費(fèi)率時(shí)段及用電階梯檔段等信息，了解自家在不同時(shí)間段的用電情況，可以在用電高峰時(shí)候關(guān)閉某些電器，用電量較多時(shí)注意節(jié)約用電，這樣有助于電力用戶將用電量控制在合適的費(fèi)率時(shí)段和階梯檔段，在明明白白中節(jié)約用電[10]。

為了有力地支持復(fù)費(fèi)率階梯電價(jià)結(jié)算，該新型智能電能表應(yīng)具有以下功能[11]：

1)具有良好的通信功能：可支持RS485通信，紅外通信，低壓電力線載波通信，公網(wǎng)通信等多種通信方式，且通信信道物理層必須獨(dú)立，任意一條通信信道的損壞都不得影響其他信道正常工作，當(dāng)有重要事件發(fā)生時(shí)，應(yīng)支持主動(dòng)上報(bào)。

3)具有支持階梯電價(jià)功能：具有兩套階梯電價(jià)，并可在設(shè)置的時(shí)間點(diǎn)啟用另一套階梯電價(jià)計(jì)費(fèi)；電能表內(nèi)部在每個(gè)結(jié)算周期內(nèi)累計(jì)的階梯電量，要求僅在結(jié)算周期期滿結(jié)算時(shí)清零。

4)具有同時(shí)支持復(fù)費(fèi)率、階梯電價(jià)功能：當(dāng)電價(jià)政策對(duì)復(fù)費(fèi)率、階梯電價(jià)等有明確要求時(shí)，電能表必須能夠設(shè)置相關(guān)參數(shù)以滿足電價(jià)政策的要求；

5)具有計(jì)量功能：具有正向、反向有功電能量和四象限無(wú)功電能量計(jì)量功能，能存儲(chǔ)其數(shù)據(jù)，并可以據(jù)此設(shè)置組合有功和組合無(wú)功電能量；具有分時(shí)計(jì)量功能，有功、無(wú)功電能量應(yīng)對(duì)尖、峰、平、谷等各時(shí)段電能量及總電能量分別進(jìn)行累計(jì)和存儲(chǔ)，并能夠?qū)崟r(shí)顯示并記錄當(dāng)前用電量所在的階梯檔段；

6)具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能：至少應(yīng)能存儲(chǔ)上12個(gè)結(jié)算日的單向或雙向總電能、各費(fèi)率電能、最大需量和各費(fèi)率最大需量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存分界時(shí)刻為月末24時(shí)，或在每月1日至28日內(nèi)的任意整點(diǎn)時(shí)刻；電能表在電源斷電的情況下，所有與結(jié)算有關(guān)的數(shù)據(jù)應(yīng)至少保存10年，其他數(shù)據(jù)至少保存3年。

7)具有凍結(jié)功能：可支持定時(shí)凍結(jié)、瞬時(shí)凍結(jié)、日凍結(jié)、約定凍結(jié)和整點(diǎn)凍結(jié)。

4 結(jié)論

為了優(yōu)化電能資源配置，降低能源浪費(fèi)，本文在分時(shí)電價(jià)和階梯電價(jià)的制定及計(jì)費(fèi)方法基礎(chǔ)上結(jié)合兩者優(yōu)點(diǎn)，研究了復(fù)費(fèi)率階梯電價(jià)的制定，計(jì)費(fèi)方法，及為了有力地支持復(fù)費(fèi)率階梯電價(jià)結(jié)算提出了智能電能表應(yīng)做的相應(yīng)改進(jìn)和應(yīng)具備的功能要求。復(fù)費(fèi)率階梯電價(jià)政策既可以實(shí)現(xiàn)削峰填谷平衡電網(wǎng)負(fù)荷的作用，也可以增強(qiáng)居民節(jié)約、合理用電的意識(shí)，對(duì)于建立合理的電價(jià)體系，實(shí)現(xiàn)國(guó)家的能源戰(zhàn)略目標(biāo)具有積極意義。

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