基于共赢策略下的居民阶梯电价设置的定量评估

王强

摘 要：针对阶梯电价收费标准的制定问题和节水设备能否降低居民水电费的判别问题，以双收益双赢策略和费用较小化原则为切入点，通过最佳双向满意度的方法，建立了最佳收费标准模型；运用Matlab和Excel软件，得出了适合A、B两小区最佳的收费标准，并利用差值法建立费用较小化模型，得到节水设备可降低居民水电费的判别方法。

关键词：阶梯电价；满意度；最佳收费标准模型；共赢策略；Matlab

中图分类号：C931.1 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2014）23-0277-04

引言

由于历史的原因，我国长期实行工业电价补贴居民电价的交叉补贴制度。从我国居民电力消费结构看，5%的高收入家庭消费了约24%的电量，这就意味着低电价政策的福利更多地由高收入群体享受。这既不利于社会公平，无形中也助长了电力资源的浪费。本文旨在探究居民阶梯电价收费标准的合理制定和节水设备的有效性分析。

一、原始分档下收费标准的合理性检验

（一）建模准备

1.数据说明

为分析居民阶梯电价收费标准的合理性和数据的可得性，选取了山东省济南市A、B两小区居民的用电数据。

2.山东省阶梯电价的标准[1]

第一档：电量每户每月210度及以下，执行现行电价，每度0.546 9元；

第二档：电量每户每月210—400度之间，在现行电价基础上，每度加价0.05元，即每度0.596 9元；

第三档：电量每户每月400度以上，在现行电价基础上，每度加价0.3元，即每度0.846 9元。

（二）模型的建立与求解

1.阶梯电价单位收费标准的检验策略—改变差价。

其中，居民户满意度最大所使用的单位收费标准是相对于按照发改委公布的其覆盖80%居民户的用电量即为一档用电居民户，95%居民户的用电量为二档用电居民户所确定每档使用电量的收费标准而定的。

2.原始分档下收费标准的不合理性

先将一档收费界限定位为a元，二档界限在一档界限的基础之上加0.05元，三档在一档收费界限上的基础上加0.5元，以适当的提高三档收费水平，来检验原有的分档水平是否可行。通过Matlab程序解得a值为0.546 4元，其他分析如下。

原有档次不变新的收费标准：

第一档：电量每户每月210度及以下，每度0.546 4元；

第二档：电量每户每月210—400度之间，超过一档度数，每度加价0.05元，即每度0.596 4元；

第三档：电量每户每月400度以上，超过二档度数每度加价0.5元，即每度1.046 4元。

由上述原始分档可知，即使第三档的价格在第一档的价格基础上增加0.5元，第一档也只比原来降低0.000 5元，调整后的新的收费标准几乎对一二档不起作用，而三档人数又是非常的少，导致最终的收费标准和原来山东省的收费标准差异不大，检验出不能继续沿用原来的分档界限，可以重新进行收费标准的分档。

二、重新分档之后收费标准的定量评估—双收益双赢策略

（一）用电收费标准分档界限的确定

济南市A、B两小区居民户四季度用电量数据总数为904个，先通过发改委公布的其覆盖80%居民户的用电量即为一档用电居民户，95%居民户的用电量为二档用电居民户，得到该小区每档次的居民户数分别为：一档725人，二档135人，其904个居民户数所对应的年度月平均用电量按升序排列，第725个居民户用户所对应的200度电即为一档收费标准的临界线，然后第860个居民户用户所对应的270度电即为二档收费标准的临界线[2]。

其中可以看出，A、B两小区二档收费下限不超过270度，远小于原来山东省的居民用电户的400度，原因在于两小区的居民年度月平均用电量水平都比较低，所以对于高质量用电居民户还是比较少的。而A、B两个小区一档收费下限为200度，也低于原来的收费标准界限。

（二）A、B两小区新的收费标准

于是按照原来的收费标准，对于供电局来说，要保持总的收取电费不变，就需要依据现行A、B两小区的904所居民年度月平均月用电量，属于210度电范围之内的数据直接乘0.546 9元，属于210—400度电之间的，除了现行电价基础上，超过210的数据乘以0.596 9元，属于400度电以上的，除了现行电价基础上，超过400的数据乘以0.846 9元，即：

其中，y：年度月平均用电量；w：供电局收取总费用。

于是通过Matlab软件，得出A、B两小区供电局收取总费用为w=67 609元/月。通过表2得知，現设A、B两小区新的收费标准界限为：

第一档：电量每户每月200度及以下，执行现行电价，每度a元；

第二档：电量每户每月200—270度之间，在现行电价基础上，每度加价0.05元，即每度（a+0.05）元；

第三档：电量每户每月270度以上，在现行电价基础上，每度加价0.4元，即每度（a+0.4）元。

在新的收费标准界限得知的情况下，通过Matlab编程[3]，得到A、B两小区供电局所收取的最后总电费用与收费标准界限的关系为：w=1 464.8+122 710a

于是，在维持A、B两小区总的收取费用保持不变，供电局收益达到最大满意度的情况下，可以得到如下等式：67 609=1 464.8+122 710a。得a=0.5390：

所以对于A、B两小区收费标准为：第一档每度电0.5390元，第二档超出的部分每度电0.5890元，第三档超出的部分每度电0.9390元。具体的A、B两小区新的收费标准如下[4]：

三、节水设备的有效性分析

节水设备在节水的同时，也会带来一定的电量消耗，而居民用电量所需缴纳的电费，可通过山东省阶梯电价标准实施，于是可以研究在没有节水设备和使用节水设备时，两者导致居民户的水电费总费用如何改变，并考虑如何有效的安装节水设备[5]。

得到的是一个居民户年水电费的总费用与每月用电量之间的三档分段函数，然后再考虑到当安装节水设备后，因节水设备可节水10%和节水设备会带来用电量的增加，可得到如下的居民户在节水设备使用寿命期限内的t年水电费总费用：（不考虑因为水费与电费之间存在相关性）

其中，m：节水设备每月的耗电量；y+m：每月总耗电量；c：安装成本；r：每年的维护费用；W2：在节水设备使用的t年里水电费的总费用。

通过差值法，将居民户安装节水设备所产生的水电费总费用与没有节水設备时的水电费总费用作差值比较，如下：

使用寿命t年后：

得到的是五段分段函数，其中，该分段函数是按居民月用电量来划分的，由于节水设备会同时带来电费的增加，所以按照五档划分是比较合理的。

居民所关心的是在什么情况下使用节水设备，可以降低居民户水电费的总费用。而且可以根据自身目前月使用水量的情况下，何时安装节水设备方可产生效益。由差值法：W2-t×W1<0，得：

由于居民户在考虑是否购买节水设备时，安装成本c值可以估计得出，节水设备的使用寿命t已知，维护费用r可以有经验得出，节水设备导致的耗电量m每月固定，单位水价p也是固定的，于是可以得到在不同的居民月用电量y的情况下，居民月用水量的取值范围，也就是可以安装节水设备时月用水量的临界线。表示的意义为：居民户根据自身的情况出发，在得知月用电量属于哪一档的情况下，若月用水量超过上面（1）式中的临界线时，就表明节水设备可以降低居民水电费的总费用，可以安装节水设备；反之，表明节水设备的使用会增加总费用，就不应该安装节水设备。

四、总结

本文根据济南市两小区的现实情况对居民阶梯电价收费标准进行了适当的调整，满足了更多人群的接受程度，可以推广于不同地区根据当地的实际情况对电价、水价及医疗保险收费方面进行合理的调整。

参考文献：

[1] 网上资源：http：//www.docin.com/p-655937551.html.

[2] 阮伟.关于我国实行居民阶梯电价的探讨[J].管理论坛，2012，（4）：38-41.

[3] 李柏年，吴礼斌.Matlab数据分析法[M].北京：机械工业出版社，2012：1.

[4] 宋艺航.我国居民生活用电阶梯电价设计优化模型[D].北京：华北电力大学，2011：6.

[5] 邓双渊.高校水电节能项目管理模式的应用研究[D].成都：西南交通大学，2008：12.

Quantitative assessment of the flight electrovalency setting based on the win-win strategy of residents

WANG Qiang

（Finance College ，Anhui Finance and Economics University，Bengbu 233030，China）

Abstract：For the price ladder charging standards can reduce discrimination problems and water-saving equipment residential utilities，to double income win-win strategy and cost less principle as the breakthrough point，through the method of the best mutual satisfaction，establish the standard model of optimal charge；use Matlab and Excel software，the suitable A，B two area the best charging standards，and establish the cost of smaller model using differential method，get the water-saving equipment can reduce the discrimination method of residential utilities.

Key words：the flight electrovalency；satisfaction；standard model of optimal charge；win-win strategy；Matlab

[责任编辑 仲 琪]