一种考虑电网特性的省级电网输配电定价方法

技术领域

本发明涉及电力市场，特别是涉及输配电价定价模型及方法。

背景技术

我国国民经济体制在市场经济形式下高速发展，对电力行业市场体制、监管体制及价格体制都提出了新的要求。虽然自2002年电力体制改革实施以来，电力行业改变了厂网不分的问题，初步形成了电力市场主体多元化竞争格局，但是2015年国务院九号文指出现行电力行业没有完善的电价形成机制，电价交叉补贴严重难以反映实际用电成本。省级输配电网是电网的中间环节，独立合理的省级电网输配电价定价机制能够保证电力资源合理分配、消除交叉补贴、省级电力企业输配电成本的完整回收、电力企业的健康持续发展。

省级输配电价定价机制包括省级电网输配电总准许收入管制、总准许收入的分摊及输配电价的形成。输配电价理论与实务[M]李英,北京：中国电力出版社一书指出现行省级电网总准许收入管制方法主要分为两大类：基于投资回报率管制方法和基于业绩管制方法。基于业绩的管制方式给定电网企业的最高收入，电网企业需通过降低成本来创收，对电网投资有消极作用，不利于我国目前电网高速发展的情况；基于投资回报率管制方法以核定的电网企业成本为基础，根据给定的收益率确定电网企业的总准许收入，有利于电网企业的投资，对我国电网高速发展情况有很好的积极作用，所以以基于投资回报率的管制方式确定省级电网需通过输配电价的总准许收入。文献基于长期边际成本的不同电压等级输配电价定价模型及其应用[J].电网技术,2011,07:175-180.中采用峰荷责任法进行总年金分摊到各电压等级。文献基于管制方式下输配电价形成机制及应用研究[D].华北电力大学,2012.中在计算各电压等级总准许收入基于邮票法根据各电压等级总供电量计算了各电压等级的输配电价。传统的峰荷责任法根据高峰负荷时期的供用电平衡逐级进行总准许收入的分摊，独立合理的输配电定价方法应充分考虑电网技术特性，尤其是各电压等级总准许收入分摊传递关系需要按照输配电网潮流走向确定，在含功率倒流的省级电网中，逐级分摊准许收入不能准确的反映各等级电网需通过输配电价回收的总准许收入，同时高峰负荷也不能很好的反应各等级用户对电网的使用程度。所以急需一种考虑电网特性的省级电网输配电定价方法，充分反映各电压等级用户对电网的使用程度，合理反映供电成本差别，达到消除电价价差补贴、引导用户合理用电、提高电力资源利用效率、促进电网企业持续健康发展的目的。

发明内容

本发明的目的是：提供一种考虑电网特性的省级电网输配电定价方法，该输配电定价方法充分考虑了电网的技术特性，主要是各电压等级总准许收入分摊传递关系按照输配电网潮流走向确定，即每一电压等级电网要分摊所有向其供电的电压等级电网的准许收入，从而得到各电压等级需要通过输配电价回收的总准许收入。优点是：能够合理反应各等级电网供电成本的差异，有益于消除电网中交叉补贴的情况，引导用户合理用电，提高电力资源使用效率，适用于省级电网输配电价设计。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种考虑电网特性的省级电网输配电定价方法，该方法包含下列步骤：

a、根据投资回报率管制方式建立输配电价核算期内省级电网各等级线路和变电的准许收入计算模型：

a1、基于投资回报率管制方式的输配电总准许收入I的计算模型

I＝准许成本+准许收益+税金

其中：

准许成本＝折旧费+运行维护费

准许收益＝可计提的有效资产×加权平均资本收益率

加权平均资本收益率＝权益资本收益率×(1－资产负债率)+债务资本收益率×资产负债率；

a2、基于有效资产的准许收入分摊模型

分别计算电压等级为k的线路和变电的准许收入和其中k＝1,2,…,5分别表示从下至上的5个电压等级

式中：A为线路和变压器固定资产总原值，和分别表示电压等级为k的线路固定资产原值和变电固定资产原值；

b、通过计算省级电网供用电量平衡模型

得到电压等级为k的供电量S^k和电压等级k向电压等级l输出的供电量

模型中：G^k、D^k和分别是电压等级为k的发电厂供电量、用户用电量和线损率，为高压侧接入电压等级为k电网的变压器变损率，为电压等级l电网从电压等级k电网获得的供电量，δ^k/l为电压等级k向电压等级l供电量占电压等级k向其他电压等级总供电量的比例，LossL^k和LossT^k分别表示电压等级为k的线损电量和变损电量；

c、计算省级电网各电压等级变压器的供电比例

式中，h＞k时为上级电压等级h通过电压等级h的变压器向下级电压等级k供电量占电压等级h的变压器总供电量的比例，h＜k是下级电压等级h通过电压等级k的变压器向上级电压等级k供电量占电压等级k的变压器总供电量的比例，为电压等级h向电压等级k的供电量，为电压等级h向电压等级l的供电量，为电压等级m向电压等级h的供电量，为电压等级k向电压等级l的供电量，为电压等级m向电压等级k的供电量,h,k,l,m＝1,2,…,5；

d、计算省级电网各电压等级的供售电率β^h/k

式中，S^h为电压等级h的总供电量，为电压等级h的线损率；D^h为电压等级h的用户用电量；

e、基于峰荷责任法建立省级电网各电压等级总准许收入计算模型：

e1、计算电压等级为h的输电准许收入B^h，h＝1,2,…，5

式中，为电压等级h的线路准许收入；为电压等级k的变电准许收入；α^k/h为上级电压等级k向电压等级h供电时占电压等级k变压器的供电比例；为上级电压等级k电网向电压等级h电网供电时分摊的电压等级k的变电准许收入；为电压等级h的变电准许收入；α^m/h为下级电压等级m向电压等级h供电时占电压等级h变压器的供电比例；为下级级电压等级m向电压等级h供电时分摊的电压等级h的变电准许收入；

e2、计算电压等级为h的需通过输配电价回收的总准许收入E^h，h＝1,2,…，5

式中，E^k是电压等级为k的需通过输配电价回收的总准许收入，β^k/h是电压等级为k向电压等级为h的供电率，为电压等级h分摊的其它电压等级的总准许收入；

f、基于邮票法，计算省级电网电压等级为h的输配电价pri^h

与现有技术相比本发明具有以下的优点：提供了一种考虑电网特性的省级电网输配电定价方法。与文献基于管制方式下输配电价形成机制及应用研究[D].华北电力大学,2012.相比，考虑了省级电网中存在功率倒流实际，基于此建立了电网供用电平衡模型，并引入改进的峰荷责任法进行各等级电网之间总准许收入的分摊，计算了各等级电网需通过输配电价回收的总准许收入。与文献基于长期边际成本的不同电压等级输配电价定价模型及其应用[J].电网技术,2011,07:175-180.相比，提出的改进峰荷责任法考虑了电网功率倒流实际，同时用电量代替了高峰负荷更能反映在核算期内各电压等级用户对电网的使用程度。本发明所提输配电定价方法充分考虑了电网的技术特性，符合电网运行实际，能够合理反应各等级电网供电成本的差别，有益于消除现有电网中交叉补贴严重的情况，对引导用户合理用电、提高电力资源使用效率、电网公司健康和持续发展有很好的促进作用，适用于省级电网输配电价设计。

附图说明

图1是本发明一种考虑电网特性的省级电网输配电定价方法的流程示意图。

图2是实施例二和实施例三中省级电网的供用电量平衡图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的考虑电网特性的省级电网输配电定价方法做出详细说明。

实施例一

1、一种考虑电网特性的省级电网输配电定价方法，其特征在于：该方法包含下列步骤：

a、根据投资回报率管制方式建立输配电价核算期内省级电网各等级线路和变电的准许收入计算模型：

a1、基于投资回报率管制方式的输配电总准许收入I的计算模型

I＝准许成本+准许收益+税金

其中：

准许成本＝折旧费+运行维护费

准许收益＝可计提的有效资产×加权平均资本收益率

加权平均资本收益率＝权益资本收益率×(1－资产负债率)+债务资本收益率×资产负债率；

a2、基于有效资产的准许收入分摊模型

分别计算电压等级为k的线路和变电的准许收入和其中k＝1,2,…,5分别表示从下至上的5个电压等级

式中：A为线路和变压器固定资产总原值，和分别表示电压等级为k的线路固定资产原值和变电固定资产原值；

b、通过计算省级电网供用电量平衡模型

得到电压等级为k的供电量S^k和电压等级k向电压等级l输出的供电量

模型中：G^k、D^k和分别是电压等级为k的发电厂供电量、用户用电量和线损率，为高压侧接入电压等级为k电网的变压器变损率，为电压等级l电网从电压等级k电网获得的供电量，δ^k/l为电压等级k向电压等级l供电量占电压等级k向其他电压等级总供电量的比例，LossL^k和LossT^k分别表示电压等级为k的线损电量和变损电量；

c、计算省级电网各电压等级变压器的供电比例

式中，h＞k时为上级电压等级h通过电压等级h的变压器向下级电压等级k供电量占电压等级h的变压器总供电量的比例，h＜k是下级电压等级h通过电压等级k的变压器向上级电压等级k供电量占电压等级k的变压器总供电量的比例，为电压等级h向电压等级k的供电量，为电压等级h向电压等级l的供电量，为电压等级m向电压等级h的供电量，为电压等级k向电压等级l的供电量，为电压等级m向电压等级k的供电量,h,k,l,m＝1,2,…,5；

d、计算省级电网各电压等级的供售电率β^h/k

式中，S^h为电压等级h的总供电量，为电压等级h的线损率；D^h为电压等级h的用户用电量；

e、基于峰荷责任法建立省级电网各电压等级总准许收入计算模型：

e1、计算电压等级为h的输电准许收入B^h，h＝1,2,…，5

式中，为电压等级h的线路准许收入；为电压等级k的变电准许收入；α^k/h为上级电压等级k向电压等级h供电时占电压等级k变压器的供电比例；为上级电压等级k电网向电压等级h电网供电时分摊的电压等级k的变电准许收入；为电压等级h的变电准许收入；α^m/h为下级电压等级m向电压等级h供电时占电压等级h变压器的供电比例；为下级级电压等级m向电压等级h供电时分摊的电压等级h的变电准许收入；

e2、计算电压等级为h的需通过输配电价回收的总准许收入E^h，h＝1,2,…，5

式中，E^k是电压等级为k的需通过输配电价回收的总准许收入，β^k/h是电压等级为k向电压等级为h的供电率，为电压等级h分摊的其它电压等级的总准许收入；

f、基于邮票法，计算省级电网电压等级为h的输配电价pri^h

实施例二

如图1所示，图1为考虑电网特性的省级电网输配电定价方法流程图，包括以下步骤：

步骤a、根据投资回报率管制方式建立输配电价核算期内省级电网各等级线路和变电的准许收入计算模型；

步骤b、考虑电网功率倒流实际，建立省级电网供用电量平衡模型；

步骤c、计算省级电网各电压等级变电的供电比例；

步骤d、计算省级电网各电压等级供售电率；

步骤e、基于峰荷责任法建立省级电网各电压等级总准许收入计算模型：

步骤f、基于邮票法，分电压等级计算省级电网输配电价。

步骤a中，根据投资回报率管制方式建立输配电价核算期内省级电网各电压等级电网线路和变电准许收入的计算模型。

本发明中上述准许收入计算模型包括基于投资回报率管制方式的省级电网输配电总准许收入计算模型和基于有效资产的准许收入分摊模型。

(1)基于投资回报率管制方式的省级电网输配电总准许收入计算模型

省级电网输配电总准许收入是指政府有关管制部门根据有关规定，核定省级电网企业在一个管制周期内允许每年获得的收入。总准许收入I的核定是省级电网输配电定价的基础，本发明中以投资回报率管制方式进行核定：

I＝准许成本+准许收益+税金

其中：

1)准许成本＝折旧费+运行维护费

折旧费是指电网企业按政府价格主管部门核定的输配电固定资产原值和定价折旧率计提的费用。

运行维护费是指维持电网企业正常运行的费用，包括材料费、修理费、职工薪酬和其他费用。

2)准许收益＝可计提的有效资产×加权平均资本收益率

可计提收益的有效资产是指由电网企业投资形成的、可获取投资收益的有效资产。用户或地方政府无偿移交等非电网企业投资形成的资产，不计提投资收益。具体项目由政府价格主管部门核定。

加权平均资本收益率＝权益资本收益率×(1－资产负债率)+债务资本收益率×资产负债率

其中：权益资本收益率参照监管周期初始年前三年平均长期国债利率加1-3个百分点的投资机会损失确定；债务资本收益率参照监管周期初始年前三年平均国内商业银行5年期以上贷款利率水平确定；资产负债率参照监管周期初始年前三年电网企业资产负债率的平均值确定。

3)税金包括企业所得税、城市维护建设税、教育费附加。

(2)基于有效资产的准许收入分摊模型

省级电网输配电价分电压等级确定，需要把上述的省级电网总准许收入分摊到各电压等级，然后分别通过各电压等级输配电价回收。然而，在电网输配电业务中，只有线路和变电的资产可以明确的按照电压等级进行归集，考虑到其他无法根据电压等级进行归集的固定资产所占比例不高，可以基于各电压等级线路和变电的固定有效资产原值的比例进行总准许收入的分摊，分别计算电压等级为k的线路和变电的准许收入和其中k＝1,2,…,5分别表示从下至上的5个电压等级：

式中：A为共用网络线路和变压器固定资产总原值，为电压等级k的线路固定资产原值，为电压等级k的变电固定资产原值。

步骤b中考虑电网功率倒流实际，建立省级电网核算期供用电量平衡模型；

本发明中供用电量平衡模型如图2所示，统计并计算输配电价核算期内省级电网各电压等级供电量、用电量及损耗电量，使全网及各电压等级供用电量达到平衡。由于考虑电网特性中存在功率倒流，所以针对变压器的供电模型需要分情况说明，其计算公式为：

上述模型中，S^k、G^k、D^k和分别是电压等级为k的发电厂供电量、用户用电量和线损率，为高压侧接入电压等级为k电网的变压器变损率，为电压等级k向电压等级l输出的供电量，为电压等级l向电压等级k输出的供电量，为电压等级l电网从电压等级k电网获得的供电量，δ^k/l为电压等级k向电压等级l供电量占电压等级k向其他电压等级总供电量的比例，LossL^k和LossT^k分别表示电压等级为k的线损电量和变损电量；

针对核算期内省级电网G^k、D^k、P^k/l均为已知数，根据供用电量平衡模型可以解得S^k、LossT^k、LossL^k、δ^k/l，且上述模型中所有公式均需满足才证明全网供用电量平衡可以进行下面计算否则需要等比例调整和使全网供用电平衡。

步骤c中，基于供用电量平衡模型，计算省级电网各电压等级变电的供电比例

根据上述核算期内省级电网供用电量平衡模型计算供电比例，由于模型中考虑了电网中功率倒流的情况，针对变压器的供电模型需要分情况说明，计算公式为：

式中，h＞k时为上级电压等级h通过电压等级h的变压器向下级电压等级k供电量占电压等级h的变压器总供电量的比例，h＜k是下级电压等级h通过电压等级k的变压器向上级电压等级k供电量占电压等级k的变压器总供电量的比例，为电压等级h向电压等级k的供电量，为电压等级h向电压等级l的供电量，为电压等级m向电压等级h的供电量，为电压等级k向电压等级l的供电量，为电压等级m向电压等级k的供电量,h,k,l,m＝1,2,…,5；

步骤d中，基于供用电量平衡模型，计算省级电网各电压等级变电的供售电率β^h/k：

式中，S^h为电压等级h的总供电量，为电压等级h的线损率；D^h为电压等级h的用户用电量；

步骤e中，基于峰荷责任法建立省级电网各电压等级总准许收入计算模型：

对传统的峰荷责任法进行改进，考虑电网特性的改进峰荷责任法基本思路为：

(1)独立合理的输配电定价方法应充分考虑电网技术特性，尤其是各电压等级总准许收入分摊传递关系需要按照输配电网潮流走向确定，考虑省级电网中存在功率倒流建立全网供用电量平衡模型，基于该模型进行各电压等级准许收入的分摊，即每一电压等级电网要分摊所有向其供电的电压等级电网的准许收入，而不仅仅根据净供电率逐级进行准许收入的分摊，最后通过解一组线性方程得到各电压等级需要通过输配电价回收的总准许收入。

(2)独立合理的输配电定价方法应该能够反映不同等级用户对电网的使用程度，利用核算期内各等级电网用电量进行准许收入的分摊，更能准确的反映不同电压等级用户对电网使用程度。

各电压等级电网需通过输配电价回收的总准许收入计算分为两部分：

(1)计算电压等级为h的输电准许收入B^h，h＝1,2,…，5

式中，为电压等级h的线路准许收入；为电压等级k的变电准许收入；α^k/h为上级电压等级k向电压等级h供电时占电压等级k变压器的供电比例；为上级电压等级k电网向电压等级h电网供电时分摊的电压等级k的变电准许收入；为电压等级h的变电准许收入；α^m/h为下级电压等级m向电压等级h供电时占电压等级h变压器的供电比例；为下级级电压等级m向电压等级h供电时分摊的电压等级h的变电准许收入；

(2)计算电压等级为h的需通过输配电价回收的总准许收入E^h，h＝1,2,…，5

式中，E^k是电压等级为k的需通过输配电价回收的总准许收入，β^k/h是电压等级为k向电压等级为h的供电率，为电压等级h分摊的其它电压等级的总准许收入；

由于每个电压等级之间都可能存在总准许收入互相分摊的问题，所以在完成输电准许收入计算后，不能逐级分摊计算总准许收入，需要解一组线性方程获取各电压等级总准许收入，计算公式为：

步骤f中，基于邮票法，计算省级电网电压等级为h的输配电价pri^h。

本发明中输配电价计算方法为基于邮票法，即在输配电价核算期内根据基于回报率的省级电网总准许收入和各电压等级总准许收入分摊计算公式形成各等级电网需通过输配电价回收的总准许收入，再按核算期内各等级电网总供电量计算输配电价。该算法简单直接透明地反映了各等级电网对电网的使用程度，对于消除交叉补贴有很好的积极作用，计算公式为：

实施例三

根据步骤a中所述得计算模型得到一个实施例中省级电网各电压等级电网线路和变电准许收入，结果如表1所示。

表1省级电网五个电压等级电网线路和变电准许收入

统计一个实施例中省级电网G^k、D^k、P^k/l，根据步骤b中所述的省级电网供用电平衡模型建立如图2所示的省级电网的供用电量平衡图。

根据图2所示的一个实施例中省级电网供用电平衡图和步骤b中的省级电网供用电模型计算得到S^k、LossT^k、LossL^k，如表2所示.

表2省级电网供用电量平衡表

根据步骤c、d中的计算公式和表2中数据，计算得到一个实施例中省级电网各电压等级变电的供电比例α^h/k、供售电率β^h/k，如表3、表4所示。

表3省级电网各电压等级变电的供电比例α^h/k

表4省级电网各电压等级变电的供售电率β^h/k

根据表1中省级电网各电压等级电网线路准许收入变电准许收入和表3、表4中省级电网各电压等级变电的供电比例α^h/k、供售电率β^h/k，按照步骤e中计算公式得到省级电网各电压等级输电准许收入B^h、总准许收入E^h，最后根据步骤f中各电压到等级输配电价计算方法得到省级电网各电压等级输配电价pri^h，如表5所示。

表5省级电网各电压等级输电准许收入、总准许收入和输配电价

以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。