不同电价决策模型对城市用电的影响研究：以哈尔滨市为例

李鹏雁，孙　硕

(哈尔滨工业大学 人文与社会科学学院，黑龙江　哈尔滨　150001)



不同电价决策模型对城市用电的影响研究：以哈尔滨市为例

李鹏雁，孙硕

(哈尔滨工业大学 人文与社会科学学院，黑龙江哈尔滨150001)

近年来，随着哈尔滨市人口的快速增长和轻、重工业的快速发展，电力资源的供需矛盾也随之加深。为了有效调节与平衡电力资源的供给与需求，政策制定者都将重心放到了电价的制定上。所以，本文根据哈尔滨市的电力资源数据，分别用全成本定价模型、阶梯式定价模型和需求弹性模型对哈尔滨市的居民生活用电和工业用电情况进行分析，最后通过对比三种模型，进而寻求哈尔滨市最为合理的定价方案。

1文献综述

电力作为国民经济发展中的重要组成部分，从20世纪80年代开始，许多学者就开始研究如何利用电价调节电力资源的供需矛盾。文献[1]指出了当前我国电价存在的问题，主要是由于现阶段我国对电力的生产和供应具有一定的垄断性，不利于形成市场价格竞争机制。在电能定价方面，峰谷分时电价模型和阶梯式电价模型在实证中得到广泛应用。文献[2]构建了一种日前市场时段电价矢量自回归(VAR)模型，并对时段电价之间的影响进行了分析。文献[3]认为实行阶梯式定价模型，有利于促进节能减排，保障低收入居民利益和有效解决交叉补贴的问题。文献[4]构建了一种新的电价模型，将阶梯电价与峰谷分时电价结合起来，提出梯度峰谷分时电价联合优化。文献[5]基于系统动力学，得出中低收入层次的居民对电价的变动反映最为强烈，可支配收入增长对人均生活用电量的影响随着居民收入水平的提升而增大。

国外学者对于电力资源的研究，尤其是在电价制定上，多倾向于根据不同情况采用不同的定价模型。例如，美国是将阶梯电价与其他电价策略相结合；法国的电力交易主要以买卖双方签订双边交易合同为主，充分尊重电力用户的选择权；英国采取的是将趸售电价和零售电价相结合的电价策略；而日本主要实施三阶段的阶梯电价为基础，并辅以特别电价机制来实施。

2电价分析结构构建

2.1　城市居民用电电价模型构建

(1)全成本定价模型

全成本计价模式将电价分为5个构成部分，旨在计算电价的成本，主要包括成本、利润和税金。其中，成本又包括发电成本、输送成本和交易成本。模型如下

P=Ppc+Ptc+Pdc+R+T

式中P——全成本电价;

Ppc——发电成本;

Ptc——输送成本;

Pdc——交易成本;

R——利润;

T——税收。

(2)阶梯式电价模型

根据哈尔滨市的用电情况，本文所选用的是阶梯式递增电价模型。即把用电量分为若干个阶梯分段或分档，来计量电价。模型可用n阶式计量电价体系来表示

F(an)=

式中an——实际用电量；

a1、a2、a3、…an——每一阶的分段电量；

p1、p2、p3、…pn——相对于分阶电量的各段用电单价。

(3)需求弹性模型

本文将用电量作为因变量，将用电电价和可支配收入作为自变量。借此来分析，自变量对因变量的影响程度。用电的需求弹性模型如下

式中Y——人均用电量；

k——常数；

X1——居民实际用电电价；

X2——人均可支配收入；

E1——价格需求弹性；

E2——收入需求弹性。

2.2　工业用电电价模型构建

首先考虑工业用电需求量对用电价格的反应程度，其价格弹性基本公式为

Q=gPE1

式中P——实际工业用电电价；

Q——工业用电电量；

g——常数；

E1——电力需求价格弹性。

在此基础上，考虑用电需求的收入弹性，可得

Q=gPE1VE2

式中V——实际工业总产值；

E2——收入需求弹性。

上式为可用来计算电力价格弹性和收入弹性的需求弹性模型。

3哈尔滨市居民生活用电电价分析

在本研究中，采用1994-2014年的居民用电数据进行分析，以1994年为基期，对每年数据进行平减，以保证数据之间的可比性。

3.1　全成本定价模型

通过调研哈尔滨市居民用电成本情况，得到哈尔滨市电价构成因素，如表1所示。

表12015年哈尔滨市居民生活用电价格(元)

购电成本(含税收)输配电费用(输配电损耗、输配电价)政府性基金及附加费用用户最终负担0.38640.04170.08190.51

从表1中可以得出，居民生活用电电价的构成基本遵循全成本定价模型。但在计算电价时没有包含利润，说明电力资源仍是作为一种资源，尚且没有商品属性。

3.2　阶梯式电价模型

本文采用三阶电价模型为居民生活用电制定合理电价。主要是根据国家发改委公布的《阶梯电价改革(征求意见稿)》为基准，并且结合哈尔滨本地的具体特点来制定电量分档和电价制定。根据有关统计，第一档电量，设置为低于每月170 kW·h(含170kW·h)，覆盖了哈尔滨本地92.4%的居民用户；第二档电量设置为每月171~260 kW·h(含260 kW·h)，覆盖了6.9%的居民用户；第三档电量设置为高于260 kW·h的部分，这档电量居民用户覆盖率为0.7%。

(1)第一档电价确定

居民用电量主要受收入的影响，且与收入近似保持正比的关系。第一级电价通过分析哈尔滨低保户家庭的用电情况制定。

表2哈尔滨市低保户家庭电费支出占收入的比率

年份月人均最低保障收入/元月人均用电量/kW·h电费支出占收入的比率/[%]201236039.315.57201341040.174.50201446040.824.53平均值41040.104.87

考虑到对城市低收入家庭的电费开支不造成太大的冲击，电费支出占收入的比率做适当调整，具体顺序为5%、5.5%和6%。根据表2数据计算得出一档电价的上调顺序为0.51元/kW·h、0.56元/kW·h和0.61元/kW·h。

(2)第二档电价确定

电费开支是消费支出的组成部分，与收入变化成正比例关系。第二档阶梯电价水平的制定，不仅要立足于供电成本，还要充分考虑各地区居民经济和心理承受能力等。根据相关统计和借鉴国外做法，居民用电的电费支出应不超过家庭可支配收入的6%。通过哈尔滨市用电数据得到，1994-2013年哈尔滨市居民平均月电费支出占人均月消费支出百分比介于1.88%~4.5%之间。

所以，根据国家发改委公布的《阶梯电价改革(征求意见稿)》中对于阶梯电价的建议，综合其中的两种方案，并且结合哈尔滨本地的用户收入情况和心理承受能力等来制定第二档电价，即第二档电价相对于第一档电价，加收0.05元/kW·h，计算得出第二档电价上调顺序为0.56元/kW·h、0.61元/kW·h和0.66元/kW·h。

(3)第三档电价确定

这一部分电价主要是满足居民用电特殊需要，一方面要保证收回全部供电成本，即弥补低收入家庭没有负担的用电成本；另一方面也可以征收附加费用，例如城市建设附加费用、能源再生费用和环境治理费用等。参考《阶梯电价改革(征求意见稿)》中对于第三档电价相对于第二档电价的提价标准，不低于0.2元/kW·h的规定，因此，第三档电价为0.76元/kW·h、0.81元/kW·h和0.86元/kW·h。

综上所述，哈尔滨市居民用电阶梯式电价方案如表3所示。

表3哈尔滨市居民用电阶梯式电价方案

月用电量/kW·h人-1备选单价/元·(kW·h)-1方案一方案二方案三0~1700.510.560.61171~2600.560.610.66260以上0.760.810.86

3.3　需求弹性模型

(1)模型建立

将第二部分的模型取对数得到

lnY=E1lnX1+E2lnX2+lnk

令y=lnY,x1=lnX1，x2=lnX2，c=lnk，则上式可以变为

y=E1x1+E2x2+c

式中y——对人均用电量对数化后的数据;

x1——对居民实际用电电价对数化后的数据;

x2——对人均可支配收入对数化后的数据。

(2)数据处理

本文选用哈尔滨市1994-2013年板数据进行分析，考虑物价水平的变化，以1994为基年，对数据进行处理，见图1。

图1　1994-2013年哈尔滨市居民用电趋势

从图1中可以看出，人均用电量和居民实际电价基本上呈缓慢增长的趋势，人均可支配收入从1994年开始，呈逐年上升趋势，尤其从2002年开始，增长速度较快。图1表明，一方面，哈尔滨市经济发展较快，随着居民可支配收入的上涨，居民用电量也随之上升，但是幅度较小；另一方面，居民实际用电电价缓慢增长的同时，也在一定程度上抑制了居民用电量。

(3)计量结果分析

对构建的回归模型进行分析，结果如下

统计分析结果显示决定系数为0.977，说明方程的拟合程度非常高，且方程在5%的检验水平上显著，说明电价制定基本满足需求弹性模型。电价和人均可支配收入都对居民生活用电需求量有明显影响，收入弹性为0.530，即人均可支配收入增长1%，用电量增加0.530%；价格弹性为-0.028，即电价增加1%，用电量下降0.028%。对数据进行标准化处理得到如下方程

Zy=-0.022Zx1+1.009Zx2

通过上述方程可知，调整电价对生活用电需求的抑制作用比收入增加的促进作用要小，相同幅度下，后者是前者的45.863倍。说明用电量的增加主要原因是人均可支配收入的增长，调整电价对居民用电需求有一定的抑制作用，但并不是很明显，对用电量减少的影响较小。可支配收入的增长使居民的心理承受能力提高，所以即使提高电价，也基本上不会影响居民对用电量的需求增长。

4哈尔滨市工业用电电价分析

4.1　模型建立

对第二部分模型取对数得到

lnQ=E1lnP+E2lnV+lng

令y=lnQ，x1=lnP，x2=lnV，c=lng则上式可以变为

y=E1x1+E2x2+c

式中y——对工业用电量对数化后的数据;

x1——对实际工业用电电价对数化后的数据;

x2——对实际工业总产值对数化后的数据。

4.2　计量结果分析

4.2.1哈尔滨市轻工业用电情况分析

本研究选用哈尔滨市1997-2013年板数据进行分析，考虑物价水平的变化，以1997年为基年，对数据进行处理，见图2所示。

图2　1997-2013年哈尔滨市轻工业用电趋势

从图2中可以看出，哈尔滨市实际轻工业产值呈上升趋势，尤其是从2004年开始，增长速度较快；而实际电价和哈尔滨市轻工业用电量呈缓慢增长趋势，尤其是实际轻工业电价基本保持不变。图2表明，实际电价的缓慢上升对轻工业用电需求量的影响有限。

对数据进行回归分析，回归方程如下所示

统计分析结果显示，电价对轻工业用电量起促进作用，与实际情况不符，虽然方程的拟合效果很好，但是方程不具有实际意义。所以要对模型进行改进，本文对实际值与预测值进行对比分析，结果如图3所示。

图3　1997-2013年实际值与预测值比较图

通过对图3分析得出，实际值与预测值之间在2005年左右存在较大差异，因此对方程进行邹检验，寻找断点，检验结果如表4所示。

表4邹检验结果表

邹断点检验:2005F统计量13.20684概率0.0006对数似然比25.94984概率0.0000

可以从表4中看出，断点为2005年，因此对数据进行拆分，首先对1997-2004年数据进行回归分析，其次对2005-2013年数据进行分析。

首先，对1997-2004年的数据进行回归分析，得到如下方程

统计结果显示，电价对轻工业用电量起促进作用，与实际情况不符，说明1997-2004年电价不是由需求决定。

其次，对2005-2013年的数据进行回归分析，得到如下方程

统计结果显示，轻工业电价对轻工业用电量并没有起到抑制作用，而实际轻工业总产值对用电量起到促进作用。这也同时说明，2005-2013年电价不是由需求决定的。

综上所述，根据统计结果分析表明，轻工业用电不符合需求弹性模型。这也说明，轻工业电价的小幅度提高，并不能对轻工业用电消耗产生实质性影响。相反，随着轻工业的快速发展，对用电量的需求也是逐渐增长。

4.2.2哈尔滨市重工业用电情况分析

本文选取了哈尔滨市自1997-2013年的重工业用电数据进行分析，考虑物价水平的变化，以1997年为基年，对数据进行处理，见图4所示。

图4　1997-2013年哈尔滨市重工业用电趋势

从图4中可以看出，哈尔滨市重工业实际产值呈逐年上升趋势，尤其是从2004年开始，发展速度较快；而哈尔滨市重工业用电实际电价，呈现缓慢增长趋势；哈尔滨市重工业用电量从1997年至2003年呈缓慢增长趋势，但是在2004年上升幅度较大，2005-2009年基本上保持平稳趋势。从2009年至2013年，哈尔滨市重工业用电量，基本上保持不变。图4说明，一方面哈尔滨市经济发展较快，实际重工业产值增长速度较快，提高了工业用电需求量；另一方面重工业用电电价的提高，却在一定程度上促使重工企业减少了工业用电量。

对数据进行回归，回归分析如下

统计分析结果显示，决定系数为0.937，说明方程拟合程度非常高，而且在5%的检验水平上显著，表示重工业电价制定基本满足需求弹性模型。电价和实际重工业产值都对重工业用电量有显著的影响，其中收入弹性为1.577，实际重工业总产值增长1%，用电量增加1.577%；价格弹性为-2.153，即电价增长1%，重工业用电量下降2.513%。然后对数据进行标准化处理，得到如下结果

Zy=-0.622Zx1+1.576Zx2

通过上述方程，我们可知调整电价对重工业用电需求的抑制作用相比于实际重工业产值的促进作用要小，在同一增长幅度下，后者是前者的2.534倍。这也就说明，虽然重工业用电电价的提高能促使重工业用电需求量减少，但是随着重工业的快速发展，会对重工业的用电量产生更高层次的需求量，在一定程度上抵消了由于电价上涨而带来的抑制作用。

5结论

在上述研究基础上，可得到如下结论：

首先，哈尔滨市电价制定基本符合全成本定价模型，但模型中没有考虑利润，说明电价仍作为一种资源，有一定商品价值，但在价格上没有体现。

其次，通过建立了阶梯式电价模型，制定了三个电价方案。将用电量划分为170kW·h/户，171-260 kW·h/户，大于260 kW·h/户。方案一的电价分别为：0.51元/kW·h、0.56元/kW·h和0.76元/kW·h；方案二的电价分别为：0.56元/kW·h、0.61元/kW·h和0.81元/kW·h；方案三的电价分别为：0.61元/kW·h、0.66元/kW·h和0.86元/kW·h。电价制定部门可以根据哈尔滨本地实际情况，选取最为适合的方案，而且方案之间可以相互融合。

最后，通过分析居民生活用电需求弹性模型得出，电价的增长对居民用电量的影响较小，用电量的增加主要是由于人均可支配收入的增加，居民可支配收入的增加使居民消费水平提高，也增强了居民心理承受能力，所以在一定程度上提高了居民用电量。而对哈尔滨市轻、重工业用电的分析得出，电价对用电量的影响有限，应该通过其他政策来配合电价的制定，进而促进企业节约用电。

参考文献

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摘要：为了分析哈尔滨市居民用电和工业用电情况，分别用三种电价制定模型探析了哈尔滨市用电的影响因素。本文通过建立全成本定价模型、阶梯式电价模型和需求弹性模型对哈尔滨市居民生活用电和工业用电电价进行分析。研究结果表明，哈尔滨居民用电量受到了电价和人均可支配收入的影响，但是可支配收入是影响居民用电的主要因素；而哈尔滨市工业用电需求量主要是受到实际工业总产值的影响。哈尔滨现行的阶梯式电价方案，能有效促进居民节约用电；而随着哈尔滨市实际工业产值的快速增加，小幅度地提高工业用电电价并不能有效降低工业用电的需求量。

关键词：电价；生活用电；工业用电；全成本定价模型；阶梯式定价模型；需求弹性模型

The Influence of Different Decision-making Models of Electricity Price on Urban Electricity Resource: an Empirical Study based on HarbinLI Peng-yan，SUN Shuo

(Department of Humanities and Social Science,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China)

Abstract：In order to analyze residents electricity utilization and industrial situation in Harbin, and the influence factors of the electricity in Harbin are analyzed respectively in three electricity pricing model.Through establishing full-cost pricing model, electricity rate structure model and elasticity of demand model, we analyze household electricity-consumption price and industrial electricity price of Harbin. The result shows that residents of Harbin power consumption are influenced by electricity price and the per capital disposable income, but the disposable income is the main factor affecting the residential electricity; while the Harbin industrial power demand is mainly affected by the actual gross value of industrial output. The current electricity rate structure model can promote the conservation of electricity.With the rapid increase of the actual industrial production in Harbin, a small increase in industrial electricity price and can’t effectively reduce the demand for industrial.

Key words：electric price; household electricity-consumption; industrial electricity-cost; full-cost pricing model; electricity rate structure model; elasticity of demand model

作者简介：李鹏雁(1962~)，女，教授，硕士生导师，研究方向为投资经济理论、区域经济理论和房地产金融理论等。

基金项目：国家自然科学基金资助项目(51421063)

收稿日期2015-07-01修订稿日期2015-08-02

中图分类号：F062.4

文献标识码：A

文章编号：1002-6339 (2015) 06-0503-06