陸 野,何永秀,張 巖,呂 媛,劉麗霞,余 蕾
(1.華北電力大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院,北京 102206;2.國網(wǎng)天津市電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院,天津 300000;3.國網(wǎng)寧夏電力公司,寧夏 銀川 750001)
輸配電價(jià)改革是新一輪電力體制改革的核心內(nèi)容之一。輸配電價(jià)改革的目標(biāo)是建立獨(dú)立的輸配電價(jià)體系,完善輸配電價(jià)監(jiān)管制度和方法,促進(jìn)電力市場化改革,實(shí)現(xiàn)全國輸配電價(jià)監(jiān)管的科學(xué)化、規(guī)范化和制度化。建立獨(dú)立、規(guī)范、透明的輸配電價(jià)機(jī)制,有利于政府加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)企業(yè)成本和收入的監(jiān)管,有利于激勵(lì)電網(wǎng)企業(yè)降低成本、提高效率,同時(shí)也是深化電力市場化改革的必然要求。
電網(wǎng)公司的基建投資首先要滿足電網(wǎng)的安全性要求,同時(shí)也要考慮電網(wǎng)基建項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益,以保障電網(wǎng)公司收回投資,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展[1]。電網(wǎng)基建項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益主要受到電量與輸配電價(jià)的影響。然而,當(dāng)前輸配電價(jià)改革的環(huán)境下,不僅輸配電價(jià)每3 年進(jìn)行核準(zhǔn),而且未來輸配電價(jià)監(jiān)管模式也存在變動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。
國內(nèi)外學(xué)者都對(duì)輸配電價(jià)定價(jià)與電網(wǎng)投資評(píng)價(jià)做了大量研究。文獻(xiàn)[2]提出了一種融合稅收補(bǔ)貼和價(jià)格上限約束的輸電定價(jià)機(jī)制;文獻(xiàn)[3]基于電力追蹤和長期平均增量成本,提出一種公平地反映地理位置和系統(tǒng)條件的泰國輸電定價(jià)方法;文獻(xiàn)[4]介紹了節(jié)點(diǎn)電價(jià)和區(qū)域電價(jià),并比較了基于容量和基于電量兩種類型的區(qū)域定價(jià)方法;文獻(xiàn)[5]基于巴西的輸電網(wǎng)介紹了4 種公用網(wǎng)絡(luò)定價(jià)方法,分析結(jié)果表明結(jié)合位置信息的輸電網(wǎng)的定價(jià)方法更為合理;文獻(xiàn)[6-7]研究了輸配電價(jià)與電網(wǎng)投資之間的影響關(guān)系及系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型;文獻(xiàn)[8]研究了直流輸電工程的成本分?jǐn)偱c回收機(jī)制;文獻(xiàn)[9]研究了技改類項(xiàng)目的投入效益,建立了效益評(píng)估指標(biāo)體系。
基于此,預(yù)測未來輸配電價(jià)監(jiān)管模式的改革趨勢,建立電網(wǎng)基建項(xiàng)目的全壽命周期投入產(chǎn)出模型,旨在給出一種適應(yīng)輸配電價(jià)改革的電網(wǎng)基建項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)方法。
我國輸配電價(jià)改革尚處于起步階段,當(dāng)前對(duì)輸配電價(jià)監(jiān)管所采取的準(zhǔn)許收入管制模式,仍存在一些不足,如成本核定的信息不對(duì)稱問題、電網(wǎng)管理的有效激勵(lì)問題、交叉補(bǔ)貼問題等[10]。因此,對(duì)未來輸配電價(jià)監(jiān)管模式進(jìn)行預(yù)測分析,預(yù)測未來輸配電價(jià)管制模式分為3 個(gè)階段,如圖1 所示。當(dāng)前我國輸配電價(jià)改革處于初期,輸配電價(jià)作為中間環(huán)節(jié)逐步獨(dú)立出來,采用準(zhǔn)許收入管制模式,每3 年作為一個(gè)監(jiān)管周期;改革深化期間,電力市場化交易占據(jù)較大份額,在準(zhǔn)許收入管制模式中加入激勵(lì)機(jī)制,每3年作為一個(gè)監(jiān)管周期;改革成熟期間,電網(wǎng)投資趨于飽和,轉(zhuǎn)變?yōu)閮r(jià)格上限管制模式,輸配電價(jià)趨于平穩(wěn),監(jiān)管方式變得寬松,預(yù)測每5 年作為一個(gè)監(jiān)管周期。
圖1 未來輸配電價(jià)監(jiān)管模式預(yù)測
當(dāng)前,我國處于輸配電價(jià)改革初期,實(shí)行準(zhǔn)許收入管制模式,電網(wǎng)總準(zhǔn)許收入為準(zhǔn)許成本、準(zhǔn)許收益和價(jià)內(nèi)稅金之和。準(zhǔn)許收益監(jiān)管模式下,電網(wǎng)企業(yè)能夠收回其投資成本和運(yùn)營成本,并得到合理的收益,便于電網(wǎng)公司擴(kuò)大投資,同時(shí)防止出現(xiàn)壟斷利潤,適合于電網(wǎng)快速發(fā)展階段。該監(jiān)管模式下,我國規(guī)定每3年為一個(gè)監(jiān)管周期,每3年核準(zhǔn)一次輸配電價(jià)。第S監(jiān)管周期輸配電價(jià)的計(jì)算如式(1)所示。
式中:Ps為輸配電價(jià);Cs為準(zhǔn)許成本;As為有效資產(chǎn);為準(zhǔn)許收益率;K s為價(jià)內(nèi)稅金;Qs為輸配電量。
隨著電力市場化交易的推進(jìn),輸配電價(jià)改革將由改革初期步入改革深化期,轉(zhuǎn)變?yōu)榭紤]激勵(lì)機(jī)制的準(zhǔn)許收入管制模式。在原有輸配電價(jià)核算模式的基礎(chǔ)上,增加一些激勵(lì)機(jī)制,引導(dǎo)電網(wǎng)公司提高效率與質(zhì)量。該模式下第S監(jiān)管周期輸配電價(jià)的計(jì)算公式如式(2)所示。
式中:Es為能效激勵(lì)因子;Ns為新能源并網(wǎng)消納激勵(lì)因子;Zs為創(chuàng)新激勵(lì)因子。
下面提出3種激勵(lì)機(jī)制并進(jìn)行分析。
1)提高能效激勵(lì)。
通過價(jià)格機(jī)制,將線損率與輸配電價(jià)聯(lián)動(dòng)起來,激勵(lì)電網(wǎng)企業(yè)不斷降低輸電損耗,提高能源利用效率。能效激勵(lì)因子計(jì)算公式為
式中:Ls為線損率;L0為線損率基準(zhǔn)值;λ1為能效激勵(lì)調(diào)整系數(shù)。
2)新能源并網(wǎng)消納激勵(lì)。
鼓勵(lì)電網(wǎng)公司通過技術(shù)創(chuàng)新、輸電通道建設(shè),加大新能源并網(wǎng)消納的投入與創(chuàng)新。因此,為彌補(bǔ)電網(wǎng)公司進(jìn)行新能源并網(wǎng)消納的成本,在輸配電價(jià)中加入新能源并網(wǎng)消納激勵(lì)因子。計(jì)算公式為
式中:Ds為新能源并網(wǎng)率;D0為新能源并網(wǎng)率基準(zhǔn)值;λ2為新能源并網(wǎng)消納調(diào)整系數(shù)。
3)創(chuàng)新激勵(lì)。
為鼓勵(lì)電網(wǎng)公司在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新,在輸配電價(jià)中加入創(chuàng)新激勵(lì)因子。計(jì)算公式為
輸配電價(jià)改革步入改革成熟期,電網(wǎng)投資趨于飽和,轉(zhuǎn)變?yōu)榭紤]激勵(lì)機(jī)制的價(jià)格上限管制模式。其主要思想是限定一定時(shí)期內(nèi)的平均價(jià)格水平,由監(jiān)管者按照通貨膨脹率和技術(shù)進(jìn)步率在每個(gè)監(jiān)管周期進(jìn)行監(jiān)管價(jià)格的調(diào)整。該模式第S 監(jiān)管周期輸配電價(jià)的計(jì)算公式為
電網(wǎng)基建項(xiàng)目的特點(diǎn)是投資規(guī)模大、資金回收期長,主要以保證電網(wǎng)安全、滿足負(fù)荷需求為目標(biāo),但同時(shí)也應(yīng)兼顧項(xiàng)目投資的經(jīng)濟(jì)效益,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)公司的高質(zhì)量發(fā)展。主要對(duì)電網(wǎng)基建輸配電項(xiàng)目進(jìn)行投入產(chǎn)出分析,分析項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益,對(duì)電網(wǎng)投資決策提供支持[11-12]。投入產(chǎn)出分析過程如圖2所示。
圖2 輸變電項(xiàng)目投入產(chǎn)出分析流程
電網(wǎng)基建項(xiàng)目全壽命周期成本是指在項(xiàng)目投資建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)和報(bào)廢過程中所發(fā)生的費(fèi)用。電網(wǎng)基建全壽命周期成本計(jì)算公式為
式中:CLCC電網(wǎng)基建全壽命周期成本;T為壽命周期;t為運(yùn)行年;C1為初始投資成本,為 第t年的運(yùn)維成本;為第t年的公用成本分?jǐn)偅粸榈趖年的購電成本;為第t年的線損成本;為退役成為第t年的折現(xiàn)系數(shù)。
1)投資成本。
電網(wǎng)基建項(xiàng)目投資成本是指在建設(shè)、改造和調(diào)試期間內(nèi),在設(shè)備正式投入運(yùn)行前所要支付的一次性成本,包括設(shè)備購置成本、建筑工程費(fèi)、土地成本、基本預(yù)備費(fèi)及其他費(fèi)用支出。
2)運(yùn)維成本。
電網(wǎng)基建運(yùn)維成本,由材料費(fèi)、修理費(fèi)、人工費(fèi)和其他運(yùn)營費(fèi)用構(gòu)成。電網(wǎng)基建全壽命周期第t年運(yùn)維成本的計(jì)算公式為本;r為基準(zhǔn)收益率,
3)公用成本分?jǐn)偂?/p>
電網(wǎng)基建成本中,一些公用設(shè)備的投資、運(yùn)維、檢修、故障處置及退役報(bào)廢費(fèi)用是不可以直接歸集到設(shè)備本身的,要按照一定的分?jǐn)倷C(jī)制分配到各個(gè)基建項(xiàng)目中。分配比例按照電網(wǎng)基建項(xiàng)目在相關(guān)區(qū)域電網(wǎng)的固定資產(chǎn)原值占比確定。
4)線損成本。
線損率為損失電量與購電量的比值,本文中線損率指的是電網(wǎng)基建項(xiàng)目所在電壓等級(jí)的平均線損率。根據(jù)全部轉(zhuǎn)運(yùn)電量為基礎(chǔ)計(jì)算出全部線損成本,故電網(wǎng)基建項(xiàng)目第t年的線損成本公式為
5)退役成本。
退役成本指電網(wǎng)基建在壽命周期結(jié)束后拆解、回收等處理費(fèi)用,并減去電力設(shè)備退役時(shí)的殘值。
首先核算相關(guān)區(qū)域電網(wǎng)的收入,再乘以輸配電項(xiàng)目收入分配比例,即可得到電網(wǎng)基建項(xiàng)目的全壽命周期收入。
1)電網(wǎng)基建項(xiàng)目相關(guān)區(qū)域電網(wǎng)輸配電收入的計(jì)算。
市場交易電量的輸配電收入包括大工業(yè)用戶輸配電收入和一般工商業(yè)及其他用戶輸配電收入,如式(10)所示。
其中,大工業(yè)用戶采用兩部制電價(jià),其輸配電收入計(jì)算公式為
式中:m為月份;為第t年第m月大工業(yè)用戶的變壓器容量或最大需用量為相對(duì)應(yīng)的基本電價(jià);h為一年中的8 760 個(gè)時(shí)段,包括尖峰、高峰、平段、低谷、雙蓄時(shí)段;v為電壓等級(jí),取1~5分別代表220 kV、110 kV、35 kV、10 kV、1 kV及以下5個(gè)電壓等級(jí);為大工業(yè)用戶第t年第v電壓等級(jí)的輸配電價(jià);為大工業(yè)用戶第t年第v電壓等級(jí)h時(shí)段的負(fù)荷值;大工業(yè)用戶第t年第v電壓等級(jí)的市場化交易占比。
一般工商業(yè)及其他用戶的輸配電收入計(jì)算公式為
2)電網(wǎng)基建項(xiàng)目相關(guān)區(qū)域電網(wǎng)售電收入的計(jì)算。
售電收入模型可以用式(13)表示。
大工業(yè)用戶的售電收入計(jì)算公式為
一般工商業(yè)及其他用戶的售電收入計(jì)算公式為
居民用戶的輸配電收入計(jì)算公式為
居民一戶一表售電收入為
居民合表售電收入為
農(nóng)業(yè)用戶的售電收入計(jì)算公式為
3)電網(wǎng)基建項(xiàng)目相關(guān)區(qū)域電網(wǎng)收入分?jǐn)倷C(jī)制研究。
現(xiàn)行輸變電項(xiàng)目的收入,以項(xiàng)目固定資產(chǎn)原值占區(qū)域電網(wǎng)固定資產(chǎn)原值的比例為基礎(chǔ)進(jìn)行分?jǐn)?。分?jǐn)偰P蜑椋?/p>
4)電網(wǎng)基建項(xiàng)目全壽命周期收入模型的構(gòu)建。
綜合上述對(duì)電網(wǎng)基建全壽命周期收入的分析,得到收入模型為
式中:Ip為電網(wǎng)基建項(xiàng)目總收入。
電網(wǎng)基建全壽命周期收入主要與電網(wǎng)收入有關(guān),經(jīng)過成本分?jǐn)倷C(jī)制,得到電網(wǎng)基建項(xiàng)目的收入。在新電改形勢下,電網(wǎng)收入主要分為售電收入、輸配電收入,構(gòu)建兩類收入的計(jì)算模型,經(jīng)過電網(wǎng)基建全壽命周期收入模型的計(jì)算,得出全壽命周期內(nèi)電網(wǎng)基建的收入。
電網(wǎng)基建全壽命周期成本是指在電網(wǎng)基建全壽命周期內(nèi),項(xiàng)目投資建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)和報(bào)廢過程中所發(fā)生的成本費(fèi)用,分別建立投資成本、運(yùn)維成本退役成本模型,計(jì)算得出全壽命周期內(nèi)電網(wǎng)基建的成本。
1)凈現(xiàn)值模型。
凈現(xiàn)值(Net Present Value,NPV)VNP是指投資方案所產(chǎn)生的現(xiàn)金凈流量以資金成本為貼現(xiàn)率折現(xiàn)之后與原始投資額現(xiàn)值的差額。凈現(xiàn)值大于零則方案可行,且凈現(xiàn)值越大,方案越優(yōu),投資效益越好。凈現(xiàn)值指標(biāo)是反映項(xiàng)目投資獲利能力的指標(biāo)。決策標(biāo)準(zhǔn):VNP≥0,方案可行;VNP<0,方案不可行;凈現(xiàn)值最大的方案為最優(yōu)方案。凈現(xiàn)值考慮了資金時(shí)間價(jià)值,增強(qiáng)了投資經(jīng)濟(jì)性的評(píng)價(jià),同時(shí)考慮了全過程的凈現(xiàn)金流量,體現(xiàn)了流動(dòng)性與收益性的統(tǒng)一。綜合電網(wǎng)基建全壽命周期收入現(xiàn)金流與支出現(xiàn)金流,構(gòu)建電網(wǎng)基建全壽命周期的凈現(xiàn)值模型,如式(23)所示。
2)內(nèi)部收益率模型。
內(nèi)部收益率(Internal Rate of Return,IRR)RIR是凈現(xiàn)值等于零時(shí)的折現(xiàn)率,用于衡量不同投資方案的獲利能力大小,內(nèi)部收益率越大,單位投資的收益越高,當(dāng)內(nèi)部收益率高于基準(zhǔn)收益率時(shí),方案可行。構(gòu)建電網(wǎng)基建全壽命周期的內(nèi)部收益率模型,如式(24)所示。
3)投入產(chǎn)出比模型。
根據(jù)項(xiàng)目全壽命周期的現(xiàn)金流量表,建立輸配電項(xiàng)目動(dòng)態(tài)投入產(chǎn)出比模型,投入產(chǎn)出比為項(xiàng)目產(chǎn)出現(xiàn)金流的現(xiàn)值與項(xiàng)目投入現(xiàn)金流的現(xiàn)值的比值。
式中:H為電網(wǎng)基建項(xiàng)目全壽命周期投入產(chǎn)出比。
A 變電站位于N 地區(qū),變電站現(xiàn)有規(guī)模無法滿足區(qū)域負(fù)荷發(fā)展,為此,建設(shè)啟動(dòng)A 變電站是非常必要的。本期建設(shè)2 臺(tái)240 MVA 主變壓器,新建2回220 kV 架空線路,電源線工程新建線路路徑長度14.17 km。
基于上述輸配電價(jià)的監(jiān)管模式,預(yù)測N地區(qū)未來25年的輸配電價(jià)。預(yù)計(jì)2020—2028年仍執(zhí)行現(xiàn)有準(zhǔn)許收入管制模式,輸配電價(jià)的變化主要受到準(zhǔn)許收入和輸配電量的影響。預(yù)計(jì)2029—2037 年在現(xiàn)有模式下加入激勵(lì)機(jī)制,輸配電價(jià)的變化主要受到準(zhǔn)許收入、輸配電量和激勵(lì)機(jī)制的影響。預(yù)計(jì)2038—2047年進(jìn)入價(jià)格上限管制模式,輸配電價(jià)的變化主要受到通貨膨脹率、生產(chǎn)效率、激勵(lì)機(jī)制的影響。綜合考慮管制模式、投資聯(lián)動(dòng)、激勵(lì)機(jī)制、交叉補(bǔ)貼的影響,預(yù)測出未來25年N地區(qū)輸配電價(jià)變化趨勢,如圖3 和圖4 所示。在改革初期和改革深化期,大工業(yè)和一般工商業(yè)輸配電價(jià)隨著電網(wǎng)投資的增加而增高;到改革成熟期,大工業(yè)和一般工商業(yè)輸配電價(jià)將隨著交叉補(bǔ)貼的減少而小幅下降。
圖3 N地區(qū)大工業(yè)用戶輸配電價(jià)預(yù)測
圖4 N地區(qū)一般工商業(yè)用戶輸配電價(jià)預(yù)測
1)相關(guān)區(qū)域電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測。
結(jié)合N 地區(qū)發(fā)展情況,預(yù)測2020—2022 年負(fù)荷增長率為7%,2023—2032 年負(fù)荷增長率為5%、2033—2040 年負(fù)荷增長率為2%、2041—2044 年負(fù)荷增長率為0。
2)相關(guān)區(qū)域電網(wǎng)規(guī)劃前后供電能力。
規(guī)劃前地區(qū)供電能力為17 MW,A 輸變電工程新增變電容量480 MW,按容載比1.6 計(jì)算,得到新增供電能力300 MW。規(guī)劃后地區(qū)供電能力為317 MW。供電能力始終大于負(fù)荷需求,表明此工程具有滿足地區(qū)未來電力需求的能力。
3)增供電量預(yù)測。
結(jié)合負(fù)荷預(yù)測及現(xiàn)有地區(qū)供電能力,A 輸變電工程全壽命周期增供電量變化趨勢如圖5 所示,到2041 年,該區(qū)域用電量預(yù)計(jì)達(dá)到飽和,基本不再增長。
圖5 A輸變電工程全壽命周期增供電量預(yù)測
1)建設(shè)成本。A 輸變電工程建設(shè)投資23 058.70萬元。
2)運(yùn)維成本。A 輸變電工程年運(yùn)維成本設(shè)定為初始投資的2%,即每年461萬元。
3)線損成本。預(yù)計(jì)A 輸變電工程線損率為1%,線損成本為線損電量與平均購電價(jià)格之積。
4)公用成本分?jǐn)傊?。預(yù)計(jì)相關(guān)區(qū)域電網(wǎng)年公用成本為800 萬元,A 輸變電項(xiàng)目的固定資產(chǎn)原值占區(qū)域電網(wǎng)總資產(chǎn)的比例為15%。故A 輸變電工程年公用成本分?jǐn)傊禐?20萬元。
5)退役成本。退役成本包括退役處置費(fèi)用和設(shè)備殘值收入,設(shè)退役處置費(fèi)用占工程初始投資的4.5%,設(shè)備殘值收入占工程初始投資的4%,故退役年退役成本為115萬元。
綜合上述各項(xiàng)成本,得出A輸變電工程運(yùn)行期總投入,結(jié)果如圖6 所示,線損成本隨著輸電量的增多而增加。
圖6 A輸變電工程運(yùn)行期各年總投入
根據(jù)上文測得的輸配電價(jià)數(shù)據(jù),運(yùn)用輸配電收入模型,測算各年輸配電收入。A 輸變電項(xiàng)目的固定資產(chǎn)原值占相關(guān)區(qū)域電網(wǎng)總資產(chǎn)的比例為15%,以此比例作為分配的依據(jù)。輸配電收入到如圖7所示。由于輸配電量和輸配電價(jià)的影響,輸配電收入增長最終趨于平穩(wěn)。
圖7 A輸變電工程全壽命周期輸配電收入
在基準(zhǔn)收益率為8%情況下,A輸變電工程投入產(chǎn)出指標(biāo)如表1 所示。凈現(xiàn)值VNP=3 147 萬元,內(nèi)部收益率RIR=9.26%,投入產(chǎn)出比H=1.43。
表1 A輸變電工程投入產(chǎn)出指標(biāo)計(jì)算結(jié)果
為反映A輸變電工程的風(fēng)險(xiǎn)承受能力,對(duì)影響投資收益的主要因素進(jìn)行敏感性分析。選取增供電量、輸配電價(jià)和運(yùn)維成本3個(gè)指標(biāo),令3個(gè)指標(biāo)分別變化±10%和±5%,計(jì)算得出相應(yīng)的內(nèi)部收益率,進(jìn)行敏感性分析,結(jié)果如圖8所示。
圖8 A輸變電工程敏感性分析
通過圖8可以看出,3個(gè)指標(biāo)中,輸配電價(jià)的變化所引起的項(xiàng)目內(nèi)部收益率的變化幅度最大,為7.5%~10.9%,是最敏感的因素。增供電量的變化所引起的項(xiàng)目內(nèi)部收益率的變化幅度也較大,為8.05%~10.4%,是較為敏感的因素。運(yùn)維成本的變化所引起的項(xiàng)目內(nèi)部收益率的變化幅度最小,為9.08%~9.44%,是最不敏感因素。因此,須重點(diǎn)關(guān)注輸配電價(jià)風(fēng)險(xiǎn)和增供電量,當(dāng)輸配電價(jià)下降7%或增供電量下降10%時(shí),項(xiàng)目收益率等于基準(zhǔn)收益率。
分析我國未來輸配電價(jià)監(jiān)管模式的變化趨勢,既可以為電價(jià)監(jiān)管部門提供參考,也可以用來預(yù)測未來的輸配電價(jià)。給出一種適應(yīng)輸配電價(jià)改革的電網(wǎng)基建項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)方法,分析電網(wǎng)基建項(xiàng)目全壽命周期的投入與產(chǎn)出,建立了動(dòng)態(tài)投入產(chǎn)出模型。實(shí)例分析結(jié)果表明,該模型能夠適應(yīng)未來輸配電價(jià)的動(dòng)態(tài)變化,反映電網(wǎng)基建項(xiàng)目的投入產(chǎn)出情況,為電網(wǎng)公司投資決策提供支持。