《面向智能電網(wǎng)的需求響應(yīng)及其電價(jià)研究》—智能電網(wǎng)下需求響應(yīng)及相關(guān)電價(jià)研究(五)
5.5 可靠性電價(jià)
5.5.1 可靠性電價(jià)與可中斷電價(jià)之間關(guān)系
可靠性電價(jià)是除單一制電價(jià)、兩部制電價(jià)、峰斧分時(shí)電價(jià)和季節(jié)性電價(jià)等銷售電價(jià)以外的另一種新興電價(jià)。合理的可靠性電價(jià)體現(xiàn)兼顧供應(yīng)側(cè)和需求側(cè)兩者的利益,在供應(yīng)側(cè)反映電力商品的生產(chǎn)和可靠性投資成本,在需求側(cè)滿足用戶的個(gè)性化需求。可靠性電價(jià)包含高可靠性電價(jià)和可中斷電價(jià)。可中斷電價(jià)實(shí)則是在供電可靠性水平較低的情況下,根據(jù)事先供電商與用戶之間簽訂的合同,供電商有權(quán)在高峰時(shí)對可中斷用戶停止供電,從而達(dá)到調(diào)峰、提高整體系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的而制定出的低可靠性電價(jià)。兩者都是考慮供電可靠性因素而制定的電價(jià)。目前國內(nèi)對高可靠性電價(jià)研究較少,還缺乏清晰的概念定義,但對可中斷電價(jià)的研究起步較早,有了一定的研究成果,國內(nèi)部分地區(qū)出臺了相應(yīng)的政策。到目前為止,有關(guān)高可靠性電價(jià)和可中斷電價(jià)的研究都是分別展開的,高可靠性也就意味著用戶對供電持續(xù)性要求高,一般可以理解為不允許供電中斷,中斷就涉及供電商對用戶的賠償問題;可中斷負(fù)荷反映了用戶的負(fù)荷級別低,其對供電持續(xù)性的要求不高,甚至允許供電中斷,也就意味著較低的電價(jià)和較低的可靠性。
5.5.2技術(shù)條件
1.質(zhì)量控制技術(shù)的應(yīng)用
隨著對可靠性問題研究的深入,越來越多的先進(jìn)技術(shù)被用于改善供電可靠性。用戶電力技術(shù)(custom power-CP)將電力電子、微處理器和現(xiàn)代控制等高新技術(shù)運(yùn)用于中、低壓配電系統(tǒng),使得滿足用戶的各種可靠性水平需求成為可能。
2.智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展
智能電網(wǎng)通過創(chuàng)新營銷策略,引導(dǎo)用戶主動(dòng)參與電力市場競爭,實(shí)現(xiàn)積極的需求響應(yīng)策略,改善以往由政府或電力公司推動(dòng)需求側(cè)管理的尷尬局面。智能電網(wǎng)提供了雙向互動(dòng)的營銷技術(shù)和機(jī)制支持,使智能電網(wǎng)下的需求利益相關(guān)方均能得到收益、投資回報(bào)。此外,智能電網(wǎng)體系中先進(jìn)的計(jì)量、通信與控制手段為供電可靠性水平的實(shí)時(shí)評估和可靠性管理提供先進(jìn)的技術(shù)支持。
5.5.3可靠性定價(jià)模型的建立
1.假設(shè)條件
一是用戶選擇的可靠性電價(jià)不能超出所在范同中最高的可靠性水平。
二足定價(jià)前就已經(jīng)申報(bào)可靠性水平要求的用戶,在定價(jià)完成后簽訂合同時(shí),選擇的可靠性——費(fèi)用組合不能超過前期申報(bào)的可靠性水平。這里值得注意的是,無論用戶選擇何種可靠性費(fèi)用組合,其用電的需求量不變即負(fù)荷購買量保持不變。對于那些包含多種負(fù)荷類型的用戶,可以對其負(fù)荷類型分解,而后逐個(gè)購買。
三是對于那些對可靠性水平要求有改變的,比如提出比先前申報(bào)的可靠性水平有所提高的用戶,可以在定價(jià)結(jié)束后與供電公司進(jìn)行商議,在合同中確定單獨(dú)提高可靠性水平的服務(wù)費(fèi)用。
2.自我選擇約束
在市場環(huán)境下,供電公司的目標(biāo)為利潤最大化,而僅進(jìn)行會(huì)計(jì)成本定價(jià)沒有考慮到用戶對價(jià)格的反應(yīng),因此,這里引入文獻(xiàn)提出的用戶“自我選擇約求”:
一是個(gè)人理性( individual rationality-IR)約束:U(S,)≥U(U為用戶保留效用,假定不購買電能可靠性服務(wù)的用戶其U為0).即i層可靠性水平的用戶從購買S,可靠性服務(wù)所獲剩余效用大于或等于0。通過該約束提高用戶的購買欲單,鼓廳JJ其購買可靠性服務(wù)。
二是激勵(lì)相容( incentive compatible-IC)約束:U,(S,)≥Uk(Sk).i>k,說明購買專門為其提供的可靠性服務(wù)水平的i層用戶所獲效用大于或等于其購買更高可靠性水平服務(wù)所獲效用。此約束的目的是激勵(lì)用戶購買先前申報(bào)的可靠性水平并使其不會(huì)超過購買申報(bào)可靠性水平以外的電能。
3.用戶支付意愿模型求取
作為商品而言,不同可靠性的電能在商品功能上基本是等同的,造成電能可靠性服務(wù)差別定價(jià)的主要原因并不在于用戶需求的滿足程度,而在于可靠性不同的電能在使用過程中的代價(jià)——用戶停電損失。不同可靠性水平的電能對不同的電力用戶對不同的停電損失成本,即使對于同一可靠性水平的電能.不同的用戶也有不同的損失成本,用戶的損失成本越高就越傾向于使用高可靠性水平的電能。
通過對用戶損失成本與電能可靠水平的分析.從提出的質(zhì)量差異定價(jià)模型為基礎(chǔ),采用如圖5-26所示的用戶支付意愿模型。
電力市場環(huán)境下,確定用戶支付意愿的因素主要有兩個(gè):一是供電商品提供的可靠性服務(wù)成本(C.);二是由用戶自身負(fù)荷特性確定的停電損失成本(Cu)。Cu是由供電公司投入備用確定的,即用戶的可靠性水平要求越高,可靠性服務(wù)成本就越大。理性消費(fèi)者不會(huì)單單根據(jù)供電商的成本來決定其購買行為.同時(shí)還會(huì)考慮購買某一可靠性服務(wù)帶給自身的停電損失成本。一些用戶之所以愿意支出額外的費(fèi)用購買更高可靠性水平的電能,是因?yàn)楦呖煽啃运降碾娔軒Ыo用戶的利益大于其停電損失成本,同時(shí)用戶不會(huì)一味地追求電能可靠性,而是在經(jīng)濟(jì)的原則下追求電能可靠性最優(yōu)。由圖5-26可知,用戶的最經(jīng)濟(jì)電能可靠性水平為一,選擇這種可靠性水平的電能會(huì)使CT為最小值CT。因此,理性用戶在選擇電能可靠性水平服務(wù)時(shí),無疑會(huì)選擇S'點(diǎn)為目標(biāo)可靠性水平,并以與此對應(yīng)的Ci為目標(biāo)成本。如果電能可靠性水平偏離了S’,必然會(huì)使用戶的停電損失有所變化,從而理性用戶會(huì)以(17為同走參考目標(biāo),從中扣除停電損失成本C。而得出P,即P=CT-C。=min(Cs+Cu)-Cu,對S求導(dǎo)得到用戶的邊際意愿支付P(S)。
圖5-7用戶的支付意愿模型
4.目標(biāo)函數(shù)
引入虛擬負(fù)荷點(diǎn)對可靠性服務(wù)進(jìn)行分層后擬合出各層可靠性服務(wù)成本函數(shù)Cq(S),再對其求導(dǎo)可以得到邊際可靠性服務(wù)成本函數(shù)C (S)。
此時(shí),供電公司為了利潤最大化的目標(biāo),目標(biāo)函數(shù)值為最大,在引入用戶自我約束的條件下,求出不同可靠性水平S,相對應(yīng)的可靠性電價(jià)Ri。
IR邊界條件等價(jià)于:UI(SI)=O,即最低層用戶的凈剩余為0。
IC邊界條件等價(jià)于:使得第i層(2≤i≤N)用戶對(S,,R,)與(Si-1,R i-1)無差異從而解得:
在資源日漸匱乏的當(dāng)今,節(jié)能降耗的意識被社會(huì)中越來越多成員所接受,政府也制定不少調(diào)控措施,無論是從政策上的引導(dǎo)還是節(jié)能技術(shù)的投入,最終的目標(biāo)還是指向一個(gè),即社會(huì)的和諧穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。在對電力系統(tǒng)的發(fā)展方面。電力市場在一定程度上引入了競爭機(jī)制和需求側(cè)管理的加強(qiáng),尤小反映出改舉的決心:
智能電網(wǎng)建設(shè)無疑給予電網(wǎng)需求側(cè)管理有力的技術(shù)支持.如:智能電表的安裝、高級計(jì)量體系的建立、電能質(zhì)量控制裝置。電力市場可靠性與經(jīng)濟(jì)的研究是一項(xiàng)長遠(yuǎn)而又復(fù)雜的系統(tǒng)工程,隨著電力市場改革的不斷深入,在需求側(cè)管理完善的過程中,除了可靠性電價(jià)問題后續(xù)的賠償機(jī)制還有待繼續(xù)研究外.目前可靠性賠償大多在用戶調(diào)查法的基礎(chǔ)上對用戶損失進(jìn)行估算,其估算的準(zhǔn)確性取決于用戶上報(bào)的數(shù)據(jù),不排除虛報(bào)的可能性。因此,建立合理公平的可靠性電價(jià)賠償機(jī)制是可靠性電價(jià)的實(shí)施后的關(guān)鍵。對于這方面的研究還需進(jìn)一步深入。

責(zé)任編輯:繼電保護(hù)
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