峰谷电价对典型大用户影响的分析

熊长虹，马 体

（唐山供电公司，河北 唐山 063000）

伴随着经济的快速发展与用电需求的不断攀升，电力供需不平衡日益凸显，特别是多地出现淡季用电短缺，电力供需矛盾已成为社会各界关注的焦点。在当前土地、水源、环境等资源约束加剧的背景下，如何通过电力需求侧管理实现有效的资源配置，提高能源利用效率，改善供需不平衡成为不可回避的问题。

众所周知，电价是电力市场最有效的经济调节杠杆，电价的制定是电力工业改革与发展的关键，分时电价作为电力需求侧管理的重要手段之一，在世界各国电力工业经济管理中正在发挥着越来越大的作用[1]。运用峰谷电价可以实现削峰填谷，降低用户电能成本，有效地减少电网备用容量，减少和延缓电源及电网投资，对于提高电网经济运行水平具有重要意义。本文通过对唐山地区不同用电性质的典型大用户峰谷电价执行数据分析，阐述了政策实施过程中存在的主要问题，并对峰谷电价政策调整提出了建设性意见。

1 典型大用户峰谷电价响应特性分析

业、煤炭行业和建材行业等几类典型用户，着重分析峰谷电价对大工业用电影响。

1.1 大用户负荷数据采集和归一化处理

为获得足够的数据支撑，通过负荷控制系统连续采集典型大用户每日24个时点负荷数据，以月为时间窗口，处理得到各用电企业的各月平均负荷曲线，据此进行分析评估。

为了将不同企业的负荷进行横向比较，以便分析大用户在一天中的负荷变化特性和响应行为，凸现用户的负荷变化特性，首现将负荷曲线中去除各日的平均负荷，拟对各时点的负荷按照公式（1）进行归一化处理

式中：X实测为实测负荷；Xave为平均负荷；Xmax为最大负荷。式（1）计算结果在（-1,+1）之间，即可清晰表示出一天中的负荷变动趋势。以唐山国丰钢铁有限公司（简称“唐山国丰”）为例，其2011年4月20日最高时点负荷为251 753 kW，最低时点负荷为231 655 kW，1：00的负荷为237 780 kW，做归一化处理，得到结果为0.304 8；2：00的负荷为237 573 kW，归一化结果为0.294 5，依此类推。

取2011年4月1日至5月31日连续2个月的负荷数据，对于不同时点、不同企业的负荷数据做归一化处理，构成平均日用电负荷特性曲线，结果如图1、图2所示。

经过归一化处理后可以清晰地比较不同企业的用电特性，其中4家钢铁企业的用电特性大致相同，在0：00～9：00之间负荷较高，10：00～16：00之间

根据价格部门文件，目前全国除去北京、浙江、上海、四川、江苏等地对居民生活用电执行峰谷电价外，大部分地区主要对除居民生活、农业生产用电以外的用电类别执行峰谷电价。研究大用户对峰谷电价机制的响应特性，可以深入研究峰谷电价机制的实施效果，对进一步改进峰谷电价机制有重要的指导意义。

图1 唐山地区典型钢铁企业日均用电特性

图2 唐山地区其他典型企业日均用电特性

本文分别选取唐山地区具有代表性的钢铁行负荷较低，17：00～24：00之间负荷较高，与峰谷电价时段划分基本相符，负荷峰值均发生在低谷时段。但由于企业生产调节与峰谷电价时段划分不能完全一致，企业在生产过程中不能够完全响应价格政策，显示企业负荷调节有一定局限性和滞后性。

对于水泥企业和煤炭企业而言，其用电特性与钢铁企业有别，唐山冀东水泥股份有限公司（简称“冀东水泥”）在 12：00～22：00 之间负荷较低，22：00～8：00之间负荷高，开滦集团（煤炭行业）在 23：00～7：00、12：00～15：00 之间负荷高，7：00～12：00、17：00～23：00、15：00～17：00之间负荷低，2类用户负荷峰值都较好躲避了电网高峰时段，并在低谷时段呈现逐步走高态势。

1.2 典型用户峰谷电价政策响应情况

表1所示为唐山地区钢铁、煤炭、建材3类典型用户全天时段负荷情况分析，显示不同类型用户用电特性的区别。虽然不同企业在响应峰谷电价政策上有一定差异，调峰力度各不相同，但在谷时段都达到了负荷的峰值，显示较好的响应效果，实现了有效地将高峰负荷转移至低谷时段，享受低谷电价带来的调峰收益。

表2显示唐山地区6个大用户2011年度平均峰平谷用电量比例依次为32.55%、33.30%、34.16%，谷段电量比例已经超过峰段和平段的比例，反映出各类用户不仅有效地响应峰谷电价政策，转移了高峰负荷，而且达到反峰谷效果，在一定程度上有利于调节其他用户以及整个地区的电力供需关系，为跨区供电提供了可能。

表1 唐山地区典型用户用电峰谷时段

表2 典型大用户2011年用电比例及平均电度电价

1.3 典型大用户响应分析

对于典型大用户，不考虑与设备利用水平紧密相关的基本电价及尖峰电量电价影响，采用平均电度电价这一指标进行评估分析，如式（2）

该指标体现用户某一结算周期平均电度电价水平，是反映用户实施峰谷电价效果的重要指标。

选择的6个大用户全部为110 kV电压等级用户，计算典型大用户的平均电度电价在上述表2中所示，按平均电度电价从高到低的顺序排序。

由式（2）可知，在电价确定的条件下，用户平均电度电价水平取决于峰平谷电量分布。在营销工作中，供用电双方最关心的是在峰平谷电量比例达到什么水平时，能够实现峰谷电价的盈亏平衡。在这一盈亏平衡点上，电网企业较不执行峰谷电价，并不会增减电费收入，对于用户，同样也不会增减电费支出。因此，峰谷平衡点应满足式（3）条件

式中各代数式含义同式（2）。

以唐山地区110 kV大工业非优待用户为例，计算峰谷电量平衡点，即在该平衡点用户执行峰谷电价的平均电度电价与平段电价持平，根据110 kV各时段电价，即

计算得：Q1/Q2=0.930 6。即在峰电量与谷电量之比达到0.930 6时，用户执行峰谷电价的平均电度电价与平段电价持平，既不增加电费也不会减少电费。当峰谷电量比小于0.930 6时，用户执行峰谷电价的平均电度电价小于平段电价，相应减少电费，反之则增加电费。

同时说明，对于用户只有呈现峰谷倒置（峰电量小于等于谷电量的0.930 6倍），才能实现执行峰谷电价的盈亏平衡。按照现行电价，不同电压等级、不同用电性质的用户有不同的峰谷平衡点，但所有行业都是在谷段电量高出峰段电量时才能达到峰谷电价的盈亏平衡。详见表3。

表3 不同用电类别执行峰谷电价的电量平衡点

（1）对于连续生产、负荷平稳的用户，按照每日峰平谷各8 h时间计算，峰平谷电量比例应为33.33∶33.33∶33.33，即峰平谷时间段发生的电量相当。但从选取的典型大用户2011年度峰平谷电量比例完成看，所有大用户峰段和平段电量比例都低于33.33%，谷段比例则高于33.33%，反映出用户都进行了生产负荷的调整，都对峰谷电价作出了积极响应，谷段电量比例均高出平段和峰段电量比例。

（2）开滦集团和唐山钢铁集团有限责任公司（简称“唐钢”）峰谷比分别为0.579 71和0.931 51（见表2），低于电量平衡点比例，因此平均电度电价低于平段电价，其中开滦集团谷段电量比例达到了41.92%，峰段电量比例只有24.30%，该户平均电度电价仅为0.491 76元/kWh，远低于0.525 7元/kWh的平段电价水平，反映出用户转移负荷的较大力度，因此响应峰谷电价的效果最为明显。

（3）河北首钢迁安钢铁有限责任公司（简称“迁安钢铁”）等3个钢铁企业用户的平均电度电价高出平段电价。其中，迁安钢铁调峰效果好于津西钢铁和唐山国丰，虽同属钢铁企业，由于企业产品及生产工艺的区别，不同企业连续生产能力不同，导致钢铁企业调峰效果有别。

由此可以看出，对于同一类企业，调峰效果也有区别。除去生产过程、产品工艺对于调峰的制约，不同的钢铁企业对峰谷电价机制的重视程度、以及改进生产管理以调控负荷等方面采取的措施都影响峰谷电价执行效果。此外峰谷电价价差的大小，节约的电费能否足额补偿用户转移用电时间耗费的综合成本，都直接影响用户避峰填谷的积极性。针对不同行业、不同类型的企业，电网企业加强政策宣传的同时，应定期发布该行业大用户的用电响应信息，给企业管理者提供参考建议，从而引导大用户合理用电，进一步挖掘需求侧管理空间。

2 峰谷电价实施中存在的主要问题及建议

峰谷电价的实施为削峰填谷、缓解高峰时段用电紧张局面，提高用电负荷率，保证电网安全经济运行，提高电能的社会效益起到了很大的作用，成为实施需求侧管理的重要政策支持，但在长期执行过程中也暴露出一些问题，主要表现在以下几个方面。

2.1 峰谷电价时段调整机制有待建立

当前全国大部分地区峰谷时段分为高峰、非峰谷和低谷3个时段，部分地区实行时段性尖峰电价，但峰谷时间段确定后保持固定，没有调整，对所有行业类别所有执行范围内的用户时段的划分是统一的。在实际执行过程中，不同行业、不同用电性质的用户既受到生产流程、工作环节影响，也受到诸如经济运行环境、季节特点、气候等外部因素影响，因而表现出多维、时变性。

固化单一的峰谷时段划分，灵活性不足，不能真实反映电网负荷特点和供电成本变化情况，在一定程度上影响了峰谷电价的实施效果。为保证峰谷电价政策对系统负荷的控制效果，综合平衡经济发展、产业结构调整以及用户对电价政策的响应程度，有必要对已执行的峰谷电价时段建立调整机制，以便及时跟踪反映不同行业间、不同性质用户的行业特点，更为精细的调节电力负荷，更好地发挥峰谷电价需求侧管理作用。随着智能电网的快速发展，数字化、信息化、智能化的高级量测系统得到广泛应用，友好的、具备双向互动的计量表计为峰谷电价时段的及时调整提供了硬件支撑。

2.2 价格策略引导与实际不能完全吻合

峰谷电价时段策略是以历史年度负荷曲线的加权平均来划分形成的。一般情况下，峰谷电价在时段划分策略上是适用的，可是在加权情况下的平均曲线很难做到精细化调整，有时甚至会出现价格策略引导与实际情况相背离的情况[2]。

以唐山地区为例，唐山电网峰谷电价时段划分为：峰时段 8：00～11：00、18：00～23：00；谷时段 23：00～7：00；平段7：00～8：00、11：00～18：00。2011年12月4日17：22唐山电网瞬时最大负荷达到9 072.5 MW。按照时段划分，此时对用户实施的为平段电价。换言之，在日负荷需求达到最高极值的时候，执行的电价却为平段价格，价格策略引导与实际情况不能吻合。

2.3 峰谷价差偏小，用户响应不充分

峰谷电价作为鼓励电价的一种有效方式，其通过价格信号引导电力消费者采取合理的用电结构和用电方式，从而有效缓解峰期用电紧张局面[3]。价格激励是用户积极响应峰谷电价政策的基础，合理的峰谷价差能够有效调动用户调峰积极性。

合理的峰谷电价比是获得用户响应的关键，由于地区的经济发展程度和用电结构差异很大，不同性质用户对峰谷电价的响应程度不同。从目前看，我国一般地区峰谷价差（峰价/谷价）在2～3倍之间，河北北网大工业保持在2.36～2.51倍之间[4]，河北南网为3倍[5]。在以高耗能行业为支撑的唐山地区，由于电能成本占据成本比重较高，用户调峰显著，峰谷电价的执行呈现出反峰谷的特点，即峰段负荷向谷段漂移，形成峰谷倒置现象。而在一些地区价差信号引导用户削峰填谷的效果并不明显，用户削峰填谷的积极性还没有完全释放，峰谷价差还不能够激励用户根据价格改变自己的用电方式[6]。参照国外做法，将峰谷电价差拉大到8～10倍，充分运用价格杠杆调动用户调峰积极性，合理引导用户峰谷电价响应程度。

2.4 峰谷电价执行仍有提升潜力

目前大部分地区居民生活以及农业生产用电都未纳入峰谷电价执行范围。尽管在重工业化过程中，居民和农业负荷水平不居主导，但随着经济的发展和城镇化水平的不断提高，以及国家一系列农业扶持政策延伸扩大，农业生产和居民生活用电发展前景可期，已经成为电网峰荷不可忽视的因素之一。针对居民及农业生产生活用电集中于高峰时段特性，将其逐步纳入峰谷电价的实施范围，一方面借助于智能家电的推广应用，使部分家用电器负荷具备调整至低谷时段的条件，从而实现高峰负荷的有效转移；另一方面改变农业生产现有用电方式，实现部分负荷转移，继而进一步拓展峰谷电价空间。

3 结束语

在以相同成本和供电条件向用户供电的情况下，节约1 kWh的电力要比通过发电、输电、配电系统供应1 kWh的电力合算得多[7]。虽然我国在执行峰谷电价以来在优化资源配置、降低电源投资、缓解供需失衡等方面获得一定收益，但是时段划分调整机制的缺失以及幅度偏小的峰谷价差，不能完全体现不同用户用电特点，加之有限的执行范围都在一定程度上制约了该项政策的作用发挥。

从电力市场发展看，完善峰谷电价运行机制，需要综合考虑用户电力需求的价格弹性，峰谷时段划分必须正确反映实际负荷曲线的峰谷特性，并与电力需求有效衔接，合理制定价差，充分调动各类用户削峰填谷的用电积极性，加大峰谷电价实施的灵活度，以快速应对发供电成本变化的市场需求，达到灵活有效调节的目的[8]，最终实现改善供需平衡，提高资源效率，推动节能减排工作的不断深入。

［1］ 孙琳，刘俊勇.基于博弈均衡购电电价的分时电价[J].四川电力技术，2009，32（4）：52-56.

［2］ 殷树刚，苗文静.准实时电价策略探析[J].电力需求侧管理，2011，13（1）：20-23.

［3］ 刘昌，姚建刚.基于DSM的分时电价的确定与分析[J].继电器，2005（15）：57-60.

［4］ 熊长虹.唐山地区执行峰谷电价效益分析[J].电力需求侧管理，2011，13（2）：44-47.

［5］ 冯喜春.河北南部电网电力需求侧管理实证研究[J].中国电力教育，2007(S4)：277-279.

［6］ 赵娟，谭忠富.我国峰谷分时电价的状况分析[J].现代电力，2005，22（4）：82-85.

［7］ 庄学斌.再谈峰谷分时电价[J].中国电力企业管理，2006（11）：50-52.

［8］ 吴运生，钟文.分时电价的改进与完善[J].中国电力企业管理，2004（9）：35.