居民用电复费率阶梯电价方案的实现

岑 炜 翟 峰 赵 兵 李保丰 卢 艳

(中国电力科学研究院，北京 100192)

0 引言

近年来，随着工业的快速发展和人民生活水平的不断提高，我国对电力、石油、煤炭等一次性能源的消耗也在不断增加，能源紧缺和环境污染已成为制约我国经济社会可持续发展的主要矛盾。由于发电过程具有特殊性，即发电、输电、配电和用电需在同一时间完成，电能在现阶段不可存储，而我国工厂、机关、学校以及居民生活等国民经济各部门用电大都按同一作息时间运作，这样不可避免地出现了用电高峰和用电低谷。高峰用电使得电力供应不足，不得不限电压负荷运行，而低谷时多余的电能又无法输送出去，形成电力资源的极大浪费。此外，由于长期以来，我国居民用电一直实行均一的、“福利型”低电价政策，导致居民用电价格低于供电成本，销售电价交叉补贴问题严重，居民用户参与节约用电的积极性不高，电能资源配置效率较低，电能资源浪费非常严重。为了合理制定电价水平，优化电能资源配置，降低能源浪费，使电力消费合理化，在一定程度上节约资源，保护环境，科学促进节能减排，电力部门提出了分时电价和阶梯电价相结合的复费率阶梯电价方案。

1 当前电价政策现状

随着工业和居民用电量的不断增加，我国不同地区先后实施了固定电价、分时电价和阶梯电价政策。

固定电价政策是在我国电力行业建立之初就已经开始实行的电价政策，它不随时间和用电量的变化而变化，并且这一电价政策实行对居民用户优惠补贴政策，这使得低廉的价格难以促进节能减排的开展[1]。

分时电价政策是九十年代后期针对我国工业和居民用电负荷不平衡给电力资源造成极大浪费这一现象制定的。分时电价又被称为峰谷电价，是根据电网的负荷变化情况，将一天24小时划分为尖、峰、平、谷等多个时段，对各时段分别制定不同的电价。

近年来，国家发改委又提出了阶梯电价政策。阶梯电价政策是一种较先进的非线性电价政策，是将居民平均用电量划分为若干个阶梯，并根据消费者需求差异、经济和心理承受能力制定各个阶梯的电价。阶梯电价制定的基本原则是：1)第一档阶梯电价以保障低收入家庭维持基本电力消费水平为目的，这个电价水平应当以现行居民生活用电价格水平为基础，通常低于单位居民生活用电量的实际供电成本；2)第二档阶梯电价以引导中等收入家庭合理用电、满足电网公司成本回收为目的，覆盖了绝大多数电力用户，应当反映居民供电成本的真实水平；3)第三及以上档阶梯电价以鼓励高收入家庭节约用电为目的，同时补偿第一档电力用户没有承担的供电成本，其电价水平可以在平均供电成本之上[2-4]。

分时电价和阶梯电价虽然在优化电能资源配置，降低能源浪费方面取得了不少进步，但两者各有优缺点：实施分时电价，虽然可以引导用户错峰用电、平衡电网负荷、提高负荷率、削峰填谷以及减少发电设备投资[5-9]，但对于连续用电企业和用电居民却没有起到节约用电意识的作用。而实施阶梯电价虽然能够发挥价格杠杆的作用，引导电力用户尤其是用电量多的用户调整用电行为，促进合理、节约用电，保护环境；但它无法引导居民用电需求的昼夜平衡，无法调节用电量的峰谷。因此，为了既引导居民节约用电，又引导居民合理用电，可在分时电价和阶梯电价基础上，兼顾两者的优点，实施复费率阶梯电价。

2 复费率阶梯电价的制定

2.1 分时电价计费方法

制定分时电价的关键是合理划分用电时段和确定各时段电价的比价关系。其中，用电时段可结合电力负荷曲线的分布特征，建立时段划分模型，并在此基础上制定合理的用电时段。以北京地区为例，其分时电价时段费率划分如表1所示。其中，a表示平时段费率电价，β表示各时段费率变化率。

表1分时电价方案

若某户居民1月份的总用电量为W，其峰、平、谷各时段的用电量比为：a:b:c，则分时电价计费方式如下，其中分时电价用Q1表示，设

Q1=W[φaa(1+β)(+φba+φca(1-β)]

(1)

2.2 阶梯电价计费方法

理论上可以根据全部居民用户的用电量和收入水平来确定分档数和各档的分段电量，但由于目前这些信息的获取非常困难，可采用居民家庭电器设备估算法和电力用户月均用电量样本数据估算法两种方法分别计算，然后再相互修正、确定各档的分段电量。仍以北京地区为例，综合考虑该地区居民的用电量，收入水平及电力公司电价成本，其阶梯电价制定方案如表2所示，其中W1，W2，W3为每一阶梯的分段电量节点电量值，g为每一阶梯的电价增长率。

表2阶梯电价方案

若某户居民1月份的总用电量仍为W，则阶梯电价计费方式如下，其中阶梯电价用Q2表示：

若W

Q2=W·a

(2)

若W1

Q2=W1·a+(W-W1)·a·(1+g)

(3)

若W>W2，则

Q2=W1·a+(W2-W1)·a·(1+g)

+(W-W2)·a·(1+2g)

(4)

2.3 复费率阶梯电价的计费方法

结合2.1和2.2的电价制定方法，复费率阶梯电价的制定除要考虑某一地区电力用户的用电量，居民收入水平，电网使用效率及电力公司电价成本外，还应考虑电力用户不同时区的用电差异(比如季节性用电差异)，应根据不同的时区制定不同的梯度电量及梯度费率电价，下面仍以北京地区为例，其复费率阶梯电价制定方案如表3所示。

表3复费率阶梯电价方案

若某户居民1月份的总用电量仍为W，其峰、平、谷各时段的用电量比为：a:b:c，则复费率阶梯电价计费方式如下，其中复费率阶梯电价用Q3表示，设

关节扭伤后，在皮肤无破损的情况下，局部可用冰块或湿毛巾冷敷，以便促进毛细血管收缩，减轻肿胀疼痛现象。扭伤时不能立即热敷或乱揉，以免加重伤痛。扭伤24小时后，方可采取局部热敷，以促进受伤部位血液循环，尽快消肿。必要时可使用一些活血化瘀、消肿止痛的中成药。对于重症的关节扭伤，应及时到医院诊疗。（来源：科普中国）

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，则

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 复费率阶梯电价对智能电能表的改进要求

实行复费率阶梯电价对电能表的性能、精确性及抄表程序有严格的要求，特别是在前一费率时段与后一费率时段或前一个月最后一天与后一个月第一天零点交接时，抄表不能提前、也不能推后，否则将会导致用电复费率阶梯式计价结果的不准确，直接影响电力公司或电力用户的利益。

传统电能表由于功能较为单一，缺少费控功能，不能适应推进复费率阶梯电价的要求。因此，要求能够出现一种新型智能电能表，来满足复费率阶梯电价政策实施的要求。该新型智能电能表应能够使电力用户直接通过电能表上的液晶显示屏查询电费、报警信息、用电历史记录、实时电价、用电费率时段及用电阶梯档段等信息，了解自家在不同时间段的用电情况，可以在用电高峰时候关闭某些电器，用电量较多时注意节约用电，这样有助于电力用户将用电量控制在合适的费率时段和阶梯档段，在明明白白中节约用电[10]。

为了有力地支持复费率阶梯电价结算，该新型智能电能表应具有以下功能[11]：

1)具有良好的通信功能：可支持RS485通信，红外通信，低压电力线载波通信，公网通信等多种通信方式，且通信信道物理层必须独立，任意一条通信信道的损坏都不得影响其他信道正常工作，当有重要事件发生时，应支持主动上报。

3)具有支持阶梯电价功能：具有两套阶梯电价，并可在设置的时间点启用另一套阶梯电价计费；电能表内部在每个结算周期内累计的阶梯电量，要求仅在结算周期期满结算时清零。

4)具有同时支持复费率、阶梯电价功能：当电价政策对复费率、阶梯电价等有明确要求时，电能表必须能够设置相关参数以满足电价政策的要求；

5)具有计量功能：具有正向、反向有功电能量和四象限无功电能量计量功能，能存储其数据，并可以据此设置组合有功和组合无功电能量；具有分时计量功能，有功、无功电能量应对尖、峰、平、谷等各时段电能量及总电能量分别进行累计和存储，并能够实时显示并记录当前用电量所在的阶梯档段；

6)具有数据存储功能：至少应能存储上12个结算日的单向或双向总电能、各费率电能、最大需量和各费率最大需量数据，数据转存分界时刻为月末24时，或在每月1日至28日内的任意整点时刻；电能表在电源断电的情况下，所有与结算有关的数据应至少保存10年，其他数据至少保存3年。

7)具有冻结功能：可支持定时冻结、瞬时冻结、日冻结、约定冻结和整点冻结。

4 结论

为了优化电能资源配置，降低能源浪费，本文在分时电价和阶梯电价的制定及计费方法基础上结合两者优点，研究了复费率阶梯电价的制定，计费方法，及为了有力地支持复费率阶梯电价结算提出了智能电能表应做的相应改进和应具备的功能要求。复费率阶梯电价政策既可以实现削峰填谷平衡电网负荷的作用，也可以增强居民节约、合理用电的意识，对于建立合理的电价体系，实现国家的能源战略目标具有积极意义。

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

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