吉培榮 雷水平 姜 磊 張紹仙

（三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院，湖北宜昌 443002）

電價(jià)理論是電力市場(chǎng)的核心理論之一.傳統(tǒng)的電力市場(chǎng)中常用的電價(jià)計(jì)算方法有：統(tǒng)一出清法、兩部制電價(jià)法、英國(guó)電價(jià)法等.各種方法雖然存在一定的合理性，但缺點(diǎn)也比較明顯.如統(tǒng)一出清電價(jià)法在容量短缺的情況下，容易導(dǎo)致電價(jià)飛漲與供應(yīng)商故意持留容量等問(wèn)題［1］.按邊際成本設(shè)計(jì)、而容量投資回報(bào)由政府管制審批與擔(dān)保的兩部制電價(jià)法，并沒(méi)有因?yàn)榫哂腥萘侩妰r(jià)審批和擔(dān)保這一優(yōu)越條件使上網(wǎng)電價(jià)保持在理性的水平，卻出現(xiàn)了由于發(fā)電商持留容量不報(bào)及默契串謀、哄抬電價(jià)，使電價(jià)飛漲到上限的情況［2］.英國(guó)電價(jià)法雖然具有很多優(yōu)勢(shì)，但也出現(xiàn)了發(fā)電商不報(bào)全額容量和不按真實(shí)電量成本報(bào)價(jià)的問(wèn)題，而且還存在備用電力市場(chǎng)回報(bào)不充分等問(wèn)題［3］.

當(dāng)量電價(jià)理論［4－5］是一種新的電價(jià)理論，它試圖解決上述3種電價(jià)計(jì)算方法存在的問(wèn)題和缺陷，體現(xiàn)出市場(chǎng)的穩(wěn)健原則、可持續(xù)發(fā)展原則及公平原則.

當(dāng)量電價(jià)理論不僅是一種計(jì)算方法，更應(yīng)該理解為一種原理與體系.它以解決電力市場(chǎng)的效率與投資充分回報(bào)為根本，在電力短缺情況下自動(dòng)抑制電價(jià)的飛升，又可對(duì)發(fā)電廠商的不良市場(chǎng)行為實(shí)現(xiàn)有效而合理的懲罰［6］.當(dāng)量電價(jià)理論已經(jīng)形成了一個(gè)體系，覆蓋了發(fā)電上網(wǎng)市場(chǎng)、水電和備用及自動(dòng)發(fā)電控制市場(chǎng)、輸電市場(chǎng)以及阻塞管理等多個(gè)方面.

1 當(dāng)量電價(jià)理論原理與體系分析

當(dāng)量電價(jià)理論應(yīng)該理解為在電力市場(chǎng)各領(lǐng)域中引入價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)的一種原理與理論.當(dāng)量電價(jià)理論是將電力生產(chǎn)中的不同要素（例如電量成本和容量成本）綜合成一個(gè)可展開(kāi)公平競(jìng)爭(zhēng)的當(dāng)量，通過(guò)一個(gè)合適的優(yōu)化模型（例如電源優(yōu)化模型）體現(xiàn)，然后從優(yōu)化的模型中提取具有代表模型應(yīng)用與競(jìng)爭(zhēng)本質(zhì)的特征量（有限資源的影子量等），找出具有特征性質(zhì)的當(dāng)量，并且應(yīng)用經(jīng)濟(jì)學(xué)的原理，設(shè)計(jì)出一個(gè)定價(jià)規(guī)則和過(guò)程的體系.當(dāng)量電價(jià)法就是讓發(fā)電商的容量成本和發(fā)電成本都參與競(jìng)爭(zhēng)，然后在政府給出的“成本參考系”的宏觀調(diào)控下自動(dòng)評(píng)定出各機(jī)組用于還貸的“影子容量成本”，最后綜合成一個(gè)新的量——“當(dāng)量”，并由此得出各機(jī)組上網(wǎng)電價(jià)的方法.

實(shí)用當(dāng)量電價(jià)法中最具特色的是容量成本參考系，這個(gè)容量參考系是政府通過(guò)統(tǒng)計(jì)審計(jì)分析后根據(jù)平均成本給出的，可以引導(dǎo)電力市場(chǎng)的交易與投資方向，為政府監(jiān)管電力市場(chǎng)提供了一種很好的管理方式.當(dāng)量電價(jià)的基本模型［7］如圖1所示，定價(jià)步驟為：1）各發(fā)電廠商在當(dāng)日上報(bào)第2天各自的可用容量及電量成本的期望或者目標(biāo)價(jià)格，監(jiān)管部門按照?qǐng)?bào)價(jià)的順序把這些上報(bào)容量分為至少2段以上；2）電力庫(kù)根據(jù)自己的統(tǒng)計(jì)分析預(yù)測(cè)出次日時(shí)序負(fù)荷曲線（DLCC）和相應(yīng)的日持續(xù)負(fù)荷曲線（D－LDC），其中水電、核電不參與競(jìng)爭(zhēng)；3）通過(guò)電力監(jiān)管部門給出容量成本參考系，如圖中的直線族（cⅠ，bⅠ）、（cⅡ，bⅡ）、…所示（這里c為縱坐標(biāo)截距，b為斜率）.參考系的成本平面以單位容量成本c 為縱坐標(biāo)，以日持續(xù)時(shí)間為橫坐標(biāo)，所以參考系中得到的各直線斜率也就是單位電量成本b；4）對(duì)所報(bào)的次日可用容量根據(jù)電量成本報(bào)價(jià)由小到大在負(fù)荷軸上進(jìn)行排序，并找出其與縱坐標(biāo)相應(yīng)的位置和D－LDC上的分割點(diǎn)e、f、g、h、…，然后按照由大到小的斜率作斜線，并且要求折點(diǎn)的橫坐標(biāo)與D－LDC上分割點(diǎn)的橫坐標(biāo)保持一致，從成本平面的原點(diǎn)出發(fā)形成一條最小成本折線，把得到的最小成本折線向上平移直到與該參考系中的任何一條直線相切（圖中切點(diǎn)＠）為止.最后，延長(zhǎng)平移后的各機(jī)組斜線段（圖中成本平面的虛線）直到與成本平面的縱坐標(biāo)軸相交，由此計(jì)算得出各機(jī)組在這個(gè)參考系中的影子容量成本.當(dāng)量電價(jià)的基本模型也稱為影子容量成本技術(shù)模型.

計(jì)算容量的總成本公式為

計(jì)算電量的總成本公式為

計(jì)算容量的成本電價(jià)公式為

圖1 當(dāng)量電價(jià)的基本模型——影子容量成本技術(shù)模型

計(jì)算電量的成本電價(jià)公式為

計(jì)算容量的總效益公式為

計(jì)算容量的效益電價(jià)公式為

計(jì)算當(dāng)量電價(jià)的公式為

2 當(dāng)量電價(jià)理論與其他電價(jià)法的比較

當(dāng)量電價(jià)理論對(duì)容量成本和電量成本進(jìn)行綜合性研究，當(dāng)量電價(jià)體系中除了包括發(fā)電上網(wǎng)當(dāng)量電價(jià)，還包括備用、水電、輸電、過(guò)網(wǎng)、期貨等當(dāng)量電價(jià).計(jì)算當(dāng)量電價(jià)的具體方法包括：1）自報(bào)容量成本兩段排序的發(fā)電上網(wǎng)簡(jiǎn)易當(dāng)量電價(jià)法；2）自動(dòng)評(píng)估影子容量成本的發(fā)電上網(wǎng)實(shí)用當(dāng)量電價(jià)法；3）運(yùn)行備用輔助服務(wù)的事故備用概率當(dāng)量電價(jià)法；4）水電競(jìng)爭(zhēng)上網(wǎng)的水電上網(wǎng)當(dāng)量電價(jià)法；5）庫(kù)聯(lián)營(yíng)輸電服務(wù)的輸電服務(wù)當(dāng)量電價(jià)法；6）雙邊交易過(guò)網(wǎng)服務(wù)的過(guò)網(wǎng)服務(wù)當(dāng)量電價(jià)法；7）期貨與期權(quán)交易的遠(yuǎn)期合同當(dāng)量電價(jià)法.

2.1 當(dāng)量電價(jià)法與統(tǒng)一出清電價(jià)法的對(duì)比

統(tǒng)一出清法，是發(fā)電商提供次日某一時(shí)段的容量和報(bào)價(jià)，在日前該時(shí)段將所報(bào)的容量按其報(bào)價(jià)由低到高排序，直到與該時(shí)段的平均負(fù)荷平衡，報(bào)價(jià)更高的容量則在該時(shí)段不能上網(wǎng)而出局或者被迫進(jìn)入備用市場(chǎng)，而最后與該時(shí)段負(fù)荷平衡的容量報(bào)價(jià)稱為邊際電價(jià)，并且以此邊際電價(jià)對(duì)該時(shí)段所有排上了序、上了網(wǎng)的容量統(tǒng)一清算.統(tǒng)一出清法是一種短期邊際成本方法，它在容量回報(bào)方面不能充分滿足市場(chǎng)的需求，容易出現(xiàn)容量短缺的情況，引起缺電，導(dǎo)致電能供不應(yīng)求，從而引起電價(jià)的大幅上漲與波動(dòng).所以，統(tǒng)一出清電價(jià)法不利于未來(lái)電力市場(chǎng)的可持續(xù)發(fā)展.可將當(dāng)量電價(jià)法與統(tǒng)一出清法從以下幾個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比.

1）在報(bào)價(jià)方面.統(tǒng)一出清法采用按時(shí)段報(bào)價(jià)，這樣會(huì)助長(zhǎng)發(fā)電商偏離成本虛報(bào)電價(jià)，如果發(fā)電商看到峰時(shí)段將要缺電，他們會(huì)蜂擁而至，不按真實(shí)的成本爭(zhēng)先報(bào)高價(jià)，這就會(huì)出現(xiàn)價(jià)格的尖峰；而當(dāng)量電價(jià)法采用日?qǐng)?bào)一價(jià)的模式，這樣如果發(fā)電商持留容量或者不按真實(shí)報(bào)價(jià)上報(bào)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)懲罰這些不良行為.

2）在容量回報(bào)方面.統(tǒng)一出清法是一種短期邊際成本的方法，它在容量回報(bào)方面不能充分滿足市場(chǎng)的需求，很容易出現(xiàn)容量短缺引起缺電，導(dǎo)致電價(jià)的大幅飛漲與波動(dòng)，產(chǎn)生電力短缺危機(jī)；而當(dāng)量電價(jià)法在政府給出的容量成本參考系下，如果發(fā)電商正常報(bào)價(jià)，他們能獲得額外的利潤(rùn)，如果一些擾亂市場(chǎng)的發(fā)電商虛報(bào)高價(jià)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)給予甚至負(fù)電價(jià)的懲罰，這體現(xiàn)了當(dāng)量電價(jià)理論的自動(dòng)補(bǔ)償和懲罰功能，能夠正確引導(dǎo)發(fā)電商的市場(chǎng)方向，使他們報(bào)出真實(shí)的成本價(jià)格.這種自動(dòng)調(diào)節(jié)的功能在電力短缺下也能實(shí)現(xiàn).電力短缺時(shí)政府用宏觀調(diào)控的手段提高容量參考系的參考點(diǎn)，平穩(wěn)地吸收投資，有效地控制電價(jià)飛漲與波動(dòng)，從而能適應(yīng)電力市場(chǎng)中出現(xiàn)的各種情況［7］.

3）在結(jié)算方式方面.統(tǒng)一出清法是用邊際電價(jià)對(duì)該時(shí)段所有排上了序、上了網(wǎng)的容量統(tǒng)一清算；而當(dāng)量電價(jià)理論中的計(jì)算電價(jià)是政府經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)審計(jì)分析后按平均成本給出容量成本參考系的參考位置，然后提升最小成本折線直到與該參考位置相切后得出的.在規(guī)模經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)下，邊際成本低于平均成本原始影子容量成本獲得自動(dòng)補(bǔ)償，所以機(jī)組能獲得足夠的投資回報(bào).

當(dāng)量電價(jià)法符合電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)，與統(tǒng)一出清法一樣能夠提供豐富的經(jīng)濟(jì)學(xué)信號(hào)，并且保持了與統(tǒng)一出清法一樣的短期邊際成本特性.

2.2 當(dāng)量電價(jià)法與兩部制電價(jià)法的對(duì)比

兩部制電價(jià)法由“電量電價(jià)”和“容量電價(jià)”兩部分組成，所以稱之為兩部制電價(jià).其中“電量電價(jià)”是通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)，由市場(chǎng)報(bào)價(jià)形成的邊際電價(jià)來(lái)結(jié)算；用于還貸的“容量電價(jià)”，則是由政府計(jì)劃審批下來(lái)的容量電價(jià)來(lái)結(jié)算［8］.兩部制電價(jià)運(yùn)用價(jià)格的杠桿作用，使客戶合理地分擔(dān)電力生產(chǎn)中的容量成本（固定成本），以保證電力企業(yè)中的電廠機(jī)組能獲得合理成本補(bǔ)償和收益，穩(wěn)定電力企業(yè)資金的回收，特別是以需求量計(jì)算基本電費(fèi)的方法，提高了用電負(fù)荷率和促進(jìn)合理使用電能，同時(shí)，有助于電力企業(yè)提高發(fā)供電設(shè)備的利用率和系統(tǒng)的供電能力，降低損耗.兩部制電價(jià)法的突出優(yōu)點(diǎn)是帶來(lái)的還貸期短，這樣能促進(jìn)大型火電機(jī)組的投資與運(yùn)營(yíng)；缺點(diǎn)是發(fā)電商在完成還貸任務(wù)后就失去了前進(jìn)的動(dòng)力，無(wú)法充分利用現(xiàn)有機(jī)組的資源來(lái)獲得更多的回報(bào)，往往使得自然壽命應(yīng)該在四五十年的機(jī)組，在運(yùn)行十幾年后就過(guò)早地退役，造成資源的浪費(fèi)，違背了資源充分利用的原則.所以兩部制電價(jià)體制難以在大多數(shù)國(guó)家應(yīng)用［9］.可將當(dāng)量電價(jià)法與兩部制電價(jià)法從以下方面進(jìn)行對(duì)比.

1）電力生產(chǎn)成本結(jié)構(gòu)方面.兩部制電價(jià)法中的電價(jià)由容量成本和發(fā)電成本組成，并且按照裝機(jī)容量來(lái)結(jié)算基本電費(fèi)（容量成本），這樣易于助長(zhǎng)客戶為降低平均電價(jià)而比拼設(shè)備用電，從而影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行并且造成基本電費(fèi)的流失，扭曲了實(shí)際的電力生產(chǎn)成本結(jié)構(gòu)，無(wú)法反映電價(jià)的真實(shí)面貌；而當(dāng)量電價(jià)理論中除了容量成本與發(fā)電成本外，還加入了一個(gè)在政府的“成本參考系”中給出的“影子容量成本”，這個(gè)“影子容量成本”能夠協(xié)調(diào)容量成本與發(fā)電成本之間的比例與結(jié)構(gòu)，從而能更好地反映真實(shí)的電量成本.

2）在容量成本補(bǔ)償方面.兩部制電價(jià)中的容量市場(chǎng)的發(fā)展和投資由政府或者社會(huì)機(jī)構(gòu)來(lái)管理，而常用的邊際成本定價(jià)理論與其有沖突不能直接應(yīng)用，所以會(huì)出現(xiàn)事前拍板決定以及靈活性小的一些問(wèn)題，以至于發(fā)電商虛報(bào)了高價(jià)后卻不知道能不能得到容量補(bǔ)償?shù)那闆r；而當(dāng)量電價(jià)理論以政府給出的容量參考系為依據(jù)，對(duì)不同的報(bào)價(jià)進(jìn)行自動(dòng)的調(diào)整，通過(guò)公平競(jìng)爭(zhēng)，自動(dòng)補(bǔ)償與懲罰，并且在這期間的得失都由發(fā)電商自己承擔(dān)，改變了以往“一機(jī)一價(jià)一批”的情況.

2.3 當(dāng)量電價(jià)法與英國(guó)電價(jià)法的對(duì)比

英國(guó)定價(jià)法中發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)的計(jì)算表達(dá)式為：RPPP＝RSMP＋PLOLP（RVOLL－RSMP），（PLOLP表示電力不足概率；RVOLL表示負(fù)荷損失價(jià)值；RSMP表示系統(tǒng)邊際電價(jià)）［10］.

英國(guó)定價(jià)方法的一個(gè)明顯特點(diǎn)就是以系統(tǒng)零邊際容量為經(jīng)濟(jì)學(xué)基礎(chǔ)［11］.這種定價(jià)方法很適合英國(guó)電力市場(chǎng)發(fā)電容量充足的國(guó)情，在英國(guó)取得了很好的成效.但是這種定價(jià)法中的零邊際容量成本的特點(diǎn)，有限制發(fā)電容量發(fā)展的局限性，會(huì)使電力市場(chǎng)中的供需發(fā)展不平衡，容易出現(xiàn)拉閘限電的情況.更嚴(yán)重的是零邊際容量成本的邊際條件在其他很多國(guó)家難以達(dá)到.因此，英國(guó)定價(jià)法在很多國(guó)家的電力市場(chǎng)中發(fā)揮不了很大的作用，所以英國(guó)定價(jià)法不能作為未來(lái)的電力市場(chǎng)中長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的電價(jià)計(jì)算方法.可將當(dāng)量電價(jià)法與英國(guó)定價(jià)法從以下方面進(jìn)行對(duì)比：

1）在經(jīng)濟(jì)學(xué)基礎(chǔ)方面.英國(guó)定價(jià)方法的經(jīng)濟(jì)學(xué)基礎(chǔ)是系統(tǒng)的零邊際容量，零邊際容量不再鼓勵(lì)發(fā)電容量的擴(kuò)展，導(dǎo)致電力供需的矛盾日漸凸顯；而當(dāng)量電價(jià)理論是從電力市場(chǎng)的三大基本原則出發(fā)，克服了邊際成本理論在電力市場(chǎng)中的主要問(wèn)題，即便在寡頭市場(chǎng)和缺電環(huán)境下，也能保持市場(chǎng)的穩(wěn)健性.

2）在容量效益方面.英國(guó)定價(jià)法的容量效益電價(jià)在同一時(shí)段對(duì)于不同機(jī)組是完全一樣的，它忽略了峰機(jī)組利用小時(shí)數(shù)少而難以從這一項(xiàng)中得到回報(bào)的情況，反而使基電源成為主要獲利者；而當(dāng)量電價(jià)理論，采用與利用小時(shí)數(shù)成反比的權(quán)量在各機(jī)組間分配容量效益，從而向峰機(jī)組傾斜.參與調(diào)峰的電能品質(zhì)優(yōu)于不參與調(diào)峰的電能品質(zhì)，使得當(dāng)量電價(jià)法更具優(yōu)勢(shì).

3）在定價(jià)結(jié)構(gòu)方面.英國(guó)定價(jià)法沒(méi)有充分計(jì)入容量成本和效益；而當(dāng)量電價(jià)法充分計(jì)入了容量成本和容量效益，并在機(jī)組間進(jìn)行合理分?jǐn)?，使得市?chǎng)效益分配更加合理.

3 當(dāng)量電價(jià)理論的優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié)與展望

當(dāng)量電價(jià)方法具有很多其它電價(jià)方法所不具有的優(yōu)勢(shì)，主要優(yōu)點(diǎn)有：1）當(dāng)量電價(jià)理論中的容量參考系，具有自動(dòng)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償和懲罰的功能.在電力短缺情況下，可以自動(dòng)抑制電價(jià)的飛升，又可以對(duì)發(fā)電商的不良市場(chǎng)行為自動(dòng)實(shí)現(xiàn)有效而合理的懲罰，不會(huì)出現(xiàn)統(tǒng)一出清電價(jià)法在容量短缺時(shí)存在的問(wèn)題.容量成本參與現(xiàn)貨交易競(jìng)爭(zhēng)，克服了兩部制電價(jià)法存在的管制容量市場(chǎng)的弊病.既具有電價(jià)的多變性，又不像英國(guó)電價(jià)法那樣壓抑電力工業(yè)的發(fā)展，適用于大多數(shù)國(guó)家.當(dāng)量電價(jià)法能夠更加有效地對(duì)電力市場(chǎng)中存在的不平衡問(wèn)題進(jìn)行宏觀調(diào)控，能促進(jìn)電廠的投資與運(yùn)行，降低發(fā)電成本，從而降低電價(jià)，使得電力市場(chǎng)能更加穩(wěn)健高效地發(fā)展.2）在當(dāng)量電價(jià)法下，不僅實(shí)現(xiàn)了第一市場(chǎng)原則，在電力規(guī)模經(jīng)濟(jì)不容忽視的管制競(jìng)爭(zhēng)階段，滿足了市場(chǎng)的效率與充分的投資回報(bào)，保持了市場(chǎng)的穩(wěn)健性.同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了市場(chǎng)的第二原則，能夠滿足可持續(xù)發(fā)展的要求.該法能夠很好地滿足“新廠”與“老廠”的效益與利益問(wèn)題，對(duì)“老廠”注入了容量?jī)r(jià)值，便于“老廠”擁有更多的資金來(lái)重組與發(fā)展，而“新廠”在短期還貸完成后成為自主的電能生產(chǎn)者，是一個(gè)具有可持續(xù)發(fā)展優(yōu)點(diǎn)的體制.

但用當(dāng)量電價(jià)法計(jì)算電價(jià)也會(huì)出現(xiàn)統(tǒng)一出清電價(jià)法中存在的缺點(diǎn)，在“新廠”與“老廠”的容量補(bǔ)償問(wèn)題上有失公平，“新廠”獲得容量補(bǔ)償收益是用來(lái)還貸，這無(wú)可厚非，但是“老廠”卻也能獲得與“新廠”一樣的容量補(bǔ)償收益，而“老廠”已沒(méi)有還貸任務(wù)，故這筆收益對(duì)于“老廠”來(lái)說(shuō)是一筆額外的收益，所以當(dāng)量電價(jià)法在容量補(bǔ)償收益的問(wèn)題上還存在待改進(jìn)之處.當(dāng)量電價(jià)法還存在的缺點(diǎn)有：可能在區(qū)域引起阻塞，不能充分保障運(yùn)行的安全穩(wěn)定性.

雖然當(dāng)量電價(jià)理論存在一些問(wèn)題，但其優(yōu)點(diǎn)也很突出，如何克服當(dāng)量電價(jià)法存在的缺點(diǎn)是一個(gè)值得研究的課題.若能解決當(dāng)量電價(jià)法存在的問(wèn)題，當(dāng)量電價(jià)法必能在電力市場(chǎng)中發(fā)揮積極作用.

［1］ 李玉平，謝賢亞，言茂松.統(tǒng)一出清定價(jià)體制助長(zhǎng)發(fā)電商默契串謀的機(jī)理分析［J］.電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化，2005，29（22）：1－3.

［2］ 金明成，金福國(guó)，張鍵男.淺談兩部制電價(jià)［J］.東北電力技術(shù)，2006（8）：1－4.

［3］ 宋衛(wèi)東.開(kāi)放電力市場(chǎng)使英國(guó)電價(jià)持續(xù)下降［J］.中國(guó)電力企業(yè)管理，2000（11）：1－5.

［4］ 李曉剛，言茂松，謝賢亞.當(dāng)量電價(jià)自動(dòng)抑制廠商不良持留行為的自律新機(jī)制［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2004，28（11）：1－3.

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