广东省试行可中断电价机制研究

文章来源:中国电力企业管理黄东文等2021-01-13 10:17

近年来,广东省电网峰谷差逐年增大,电力系统安全、经济、高效运行的压力日益增加,与此同时,电力需求侧电价体系较为单一,缺乏可中断电价等机制,仅靠普遍实施的峰谷电价政策,无法灵活适度地针对特定用户实施价格引导,难以适应复杂的电力运行情况。笔者以广东省实际电力供需形势为背景,探索在广东省试点实行可中断电价政策,利用价格政策鼓励用户积极响应需求侧管理,促进电力资源优化配置和电力系统安全经济高效运行。
可中断电价的国内实践
在我国,早在2002年国务院办公厅发布的《电价改革方案》和2005年国家发展改革委发布的《销售电价管理暂行办法》中均明确指出:具备条件的地区,销售电价可实行可中断负荷电价。随后,部分省份也对可中断负荷进行了实践,取得了一定的效果。
江西省在2015年开始实施可中断负荷管理,实施时间定为冬夏季早晚高峰。第一批试点企业20余家,规定需满足用电容量1万千伏安及以上,可中断负荷3000千瓦以上。对实际中断负荷的补偿价格为1元/千瓦时,实际中断负荷低于签约负荷的95%时不补偿,高于105%按105%计算。
2018年12月30日至2019年1月4日(迎峰度冬),和2019年7月29日(迎峰度夏)江西省均进行了可中断负荷调用,并按照实际响应电量进行补偿。部分企业的可中断负荷奖励明细如表1~2。
河北省早在2003年开始对夏季(7、8月)晚高峰试行可中断负荷管理,规定可中断用电容量2万千瓦及以上用户可参与。实际执行时,需至少在中断前1小时通知用户。对按要求实施负荷中断的用户,每1万千瓦累计停1小时补贴1万元,电价标准相当于1元/千瓦时;如果签约用户未按规定中断负荷,将被处以RTU(负荷检测记录值)3~5倍需量电价处罚。
 
广东省实施可中断电价的意义
可一定程度上缓解电力供需矛盾
可中断电价通过一种较为简便、快捷、有效的方式解决电力供应不足时所产生的负荷缺口,可在一定程度上缓解电力供需矛盾。它不仅克服了建设发电机组周期较长的缺点,还可以灵活地控制中断负荷量的大小,实施方便,效果明显。在实施可中断电价的过程中,通过供电企业与中断用户的信息互动,在电力供应不足的情况下,可以最大程度地降低缺电损失,减少所带来的社会影响。同时,可中断负荷的实施对象主要集中在少数大工业用户,从而保障了居民等大部分用户的供电稳定。广东省局部电力紧缺局面明显,通过灵活的可中断电价机制降低局部用电需求,更能有效缓解供需矛盾。
可实现电力资源的优化配置
可中断电价通过对用户用电方式进行合理的引导,减少或推迟了昂贵的系统备用容量和发输配电设施投资,能够促进整个电力系统资源的优化配置,从而保证了电力行业的可持续发展。广东省电网投资需求不断扩大,但在全国第二监管周期输配电价核价中,纳入核价的投资规模需要与电量增长相匹配,电网投资增长受到限制。这就要求电网公司提高电网投资的效率,优化投资结果,实现精准投资。
可通过市场手段增强用户用电灵活性
过去我国在解决电力工业发展中的问题时,往往侧重于采用行政手段。例如,在电力供应不足时,对用户进行指令性的拉闸限电,或者通过高电价引导用户自动限电,而用户因缺电所造成的损失基本由自己承担。可中断电价提供了一种使用户对供电方式进行选择的机制,考虑用户的可接受程度以及对其缺电损失给予适当补偿。用户可选择在高峰期按要求中断用电,以获得电费支出的降低。该机制可以引导用户根据自己的生产特点和要求选择用电方式,更加科学、合理地用电,体现了由行政手段向经济手段的转变,顺应了电力市场化改革的要求。
可中断电价机制是营商环境评价的重要指标
世界银行营商环境评价“获得电力”子项“供电可靠性及电费透明度”有一项是否出台“中断供电惩罚机制”的评价指标,这是一项限制停电的财务遏制措施,评价电网企业是否就停电向用户进行赔偿或面临监管罚款。据了解目前全国各地均尚未出台该机制,之前北京、上海的营商环境评价此项指标均被扣分。未来广州若参与评价,出台可中断电价政策(即电网企业就停电向用户进行补偿)将能够在此项指标中得分。
可中断电价方案设计要素
实施对象
可中断电价实施对象宜针对一次中断容量大于一定门槛值的大型工商业用户,其生产时间相对稳定,中断容量与中断时间可观,需求响应迅速,可直接参与可中断负荷管理。主要考虑以下几个方面:一是负荷分级重要性。我国将电力负荷划分为一级负荷、二级负荷和三级负荷。可中断电价应优先在可靠性要求低,对社会、政治、经济影响小的三级负荷中实施。二是单位电量产值。同级负荷中,高耗能产业单位电量产值(增加值)较低,高新技术产业单位电量产值(增加值)较高,负荷中断带来的经济损失和所需的经济赔偿更高。可中断电价应优先选择单位电量产值(增加值)低的用户。三是可中断负荷管理成本。选取低容量的用户将导致用户数量较多,管理成本增加,实施的难度增大。可中断电价应优先针对一次中断容量大于一定门槛值的用户。
实施方式
可中断负荷管理方式。一是实施有序用电方案。在电力供应紧张时期采取“负控限电”等手段,同时给予被限负荷一定的经济补偿,可以视为强制计划属性的管理方式。二是可中断负荷参与市场竞争。在市场模式及规则许可的情况下,可中断负荷可作为一种电力资源,参与市场竞争,更加灵活、充分地体现可中断负荷的价值。三是用户自愿与供电企业签订可中断负荷合同。最普遍的管理方式是由具备负荷可中断条件的用户自愿与供电企业签订可中断负荷合同,约定可中断容量、持续时间、执行方式、电价(补偿)水平等。结合国内外的实施经验,建议采用签订可中断负荷合同的方式落实可中断负荷管理。
可中断电价执行方式。一是低电价。也可称为折扣电价方式,即对可中断负荷的实际结算电价给予一定的折扣,或直接执行一个较低的电价水平,实践中多为基本电价的形式。二是高补偿。在国内外应用较为普遍,用户获得的补偿(收益)和供电企业支付的成本直接与可中断负荷的实际调用情况相关,易于操作执行。采用高补偿方式时,补偿电价的下限值是用户停电损失,上限值则是实施可中断负荷可给供电企业带来的可避免投资(包括发、输、配电设备投资)及相应的运维成本。
参照国内外普遍做法,建议使用高补偿的方式制定广东可中断电价。由于实施可中断负荷可给供电企业带来的可避免投资(包括发、输、配电设备投资)及相应的运维成本无法可靠计量,因此,建议采用可中断负荷的停电损失作为可中断电价制定标准。
总签约容量和触发条件
可中断负荷总签约容量。对于可中断负荷的付费(补偿)通常采用调用付费,备而不调不付费的方式。可中断负荷的总签约容量可遵循以最大负荷的2%-5%为区间,多多益善的原则。
触发条件。通常国际上调用可中断负荷的触发条件主要设定为负荷备用率小于一定阈值,比如,美国加州电力市场规定在负荷备用率低于7%时将调用可中断负荷。在我国,负荷备用率一般为最大发电负荷的2%~5%,高值适用于小系统,低值适用于大系统。依据南网《运行备用管理规定》,“全网负荷备用不低于全网最大统调负荷的2%”。因此,广东省调用可中断负荷的触发条件可设定为负荷备用率低于最大用电负荷的2%时。采用负荷备用率低于一定值时进行可中断的调用,简单可行,与调度规程一致,很容易被接受。
电价标准。建议以单位电量产业增加值来衡量停电损失。以广东省2018年统计数据为基础,考虑各行业产出对电力的直接消耗系数,由投入产出表计算单位用电量停电所需补偿的机会成本,即单位电量增加值(如表3所示)。
计算显示,单位电量增加值分布在每千瓦时0.08~2元之间(剔除一个明显畸高值);其中制造业平均值为每千瓦时0.20元。2014年,广州市曾针对可中断负荷的实施进行用户抽样问卷调查,调查结果显示,样本用户对自身停电损失的认识分布在每千瓦时0.5~2元之间。综合前述分析,建议暂将每千瓦时1元作为停电损失参考值。
另外,尖峰电价理论上体现了供电企业为满足峰值负荷所需的边际成本,可将尖峰电价(或同时段最高电价)作为实施可中断负荷的补偿电价水平。
通知时间。越短的提前通知时间造成的停电损失会越高,需要的补偿也将越高。结合部分国家对提前通知停电时间和停电损失率之间关系的一项调查统计情况,停电损失率与提前通知时间在时间较长时成线性关系,在时间较短时成指数关系(如表4所示)。
建议广东省在实施可中断负荷补偿时,当提前通知时间小于1小时时,按最大补偿标准予以补偿;当提前通知时间在1-4小时之间时,按最大补偿标准的0.7倍予以补偿;当提前通知时间在4-24小时之间时,按最大补偿标准的0.5倍予以补偿;当提前通知时间大于1天(24小时)时,按最大补偿标准的0.4倍予以补偿。
 
广州市可中断负荷电价试点方案设计
鉴于广州市的负荷及电量在广东省占比较大,同时广州的配电网已实现了运行、监控及事故处理自动化,并能够实现针对电力用户的负荷监测,为推行可中断负荷管理提供了基础技术平台支撑,且广州有可能成为世界银行营商环境评价中国样本城市之一,因此建议在广州试点实施可中断电价政策。
用户筛选
广州供电局2014年对广州市可中断负荷意愿进行了调查,通过用电类别、行业类型、电压等级、用户容量大小等多维度,从用电特点、用电量大小、缺电损失大小、错峰效果等方面,分析用户的可中断潜力,结论如下:
从用电类别来看,首选大工业用户,其次为一般工商业。大工业、普通工业用户的用电容量较高,一般为连续性生产企业,负荷曲线平稳,适宜作可中断用户。
从行业类型来看,其中3个行业的用户为首选。通过对广州市不同行业的用电量比重大小和行业用电设备的紧急中断、提前通知中断、轮休中断三种方式下的中断损失大小的分析,选取度电产值、中断影响等7个指标进行评价,最终结果显示:“金属冶炼及压延加工业”、“非金属矿物制品业”、“通用及专用设备制造业”等3个行业比较适合实施可中断负荷管理,即易于管理、中断后不会造成太大损失,用户参与意愿也比较强烈。
从电压等级来看,首选220千伏用户,其次为110千伏、10千伏用户。随着电压等级的升高,单位用户的报装容量和用电量明显增高,错峰效果更加明显,涉及用户数量更少,管理成本更低。
安装负控装置的用户适宜作为可中断电价的对象。对于安装有负控装置的用户,负荷曲线变化能够有效监控,可中断执行情况可以可靠计量,不易出现与用户在执行结果上的纠纷,且直接负荷控制中断合同只适宜安装有负控装置的用户。
综合上述分析,广州市可中断负荷管理用户筛选可按如下顺序进行:一是优先选择安装有负控装置的用户;二是在“金属冶炼及压延加工业”、“非金属矿物制品业”、“通用及专用设备制造业”中选择用户。用户电压等级越高越好、可中断容量越大越好。
可中断电价标准
2014年广州市可中断负荷意愿调查分析中,被调查用户对直接中断(不提前通知)时补偿标准的期望集中在1.2~2元/千瓦时之间。因此,可中断电价制定上提供2种方案:一是由政府价格主管部门设定可中断补偿电价标准上限,暂定为1.5元/千瓦时,具体执行水平在供电企业与用户签订可中断负荷管理合同时,由双方协商确定。二是设定补偿标准为同时段该用户最高电度电价水平。上述补偿电价标准为直接中断(通知时间<1h)时的补偿电价水平,当通知时间更长时,可设定补偿调整系数。
可中断负荷签约总容量
结合最大负荷设定签约总容量。可中断负荷的总签约容量可按最大负荷的2%~5%设定。若按广东省2019年的最大负荷计算,全省可中断负荷的签约容量需求约在230万千瓦以上,全部在广州实现,约占广州最大负荷的12%以上,占比过高。若按广州市2019年最大负荷计算,则可中断负荷的签约容量约为40万千瓦至90万千瓦,占全省最大负荷的比重低于1%。
基于补偿资金平衡设定签约总容量。实施可中断电价的主要资金来源为实施尖峰电价带来的电费增收。为避免出现补偿资金缺口,应遵循供电企业总体收支平衡的原则,量入为出,以可提供的补偿资金规模,确定可中断负荷的签约容量。假设广州市实施尖峰电价政策等需求侧管理电价政策增加补偿资金1亿元来计算,以1.5元/千瓦时作为可中断负荷调用时的补偿标准,假定单个可中断负荷调用总时长不超过40小时,可购买的可中断负荷容量可达到166.67万千瓦,约为广州市2019年最大负荷的9%。
合同签订与执行
可中断负荷的管理方式仍以自愿实施可中断负荷管理的用户与供电企业签订可中断负荷合同为主。合同要素包括:可中断容量、持续时间、执行方式、电价(补偿)水平等。对于安装有负控装置的用户,应优先签订基于直接负荷控制的可中断管理合同,由于其可调性高,除负荷备用外,还可作为事故备用,可将该类用户的计划调用期设定为全年,在上年年末完成合同签订,当年1月1日即开始执行。对于其他自愿实施可中断负荷管理的用户,主要为系统负荷高峰时期提供负荷备用,合同可于计划调用期前分批签订,在计划调用期开始时执行。
合同签订完毕后,应综合考虑各可中断负荷的调用方式、负荷等级、补偿标准、总调用次数约束、总调用时长约束等,优化各可中断负荷的调用次序,形成可中断负荷调度方案,交由电力调度中心执行。
结论与建议
2011年,国家发改委印发《有序用电管理办法》(发改运行〔2011〕832号)明确:鼓励有条件的地区建立可中断负荷电价机制,省级价格主管部门会同电力运行主管部门,确定可中断负荷电价标准,按规定报批后执行。因此,在广州试点可中断负荷管理,可由广东省发改委会同经信委等相关电力运行主管部门,依据广东省电力供需平衡预测及补偿资金来源等因素,制定广州市可中断负荷管理实施范围、规模,补偿方式、标准等相关规定,由电网公司具体执行实施。为确保可中断负荷试点能够平稳推进,提如下建议:
一是可中断负荷管理一旦实施,即需要相应的资金保障。尖峰电价政策可作为可中断负荷管理所需补偿资金的合理来源。因此,应将可中断负荷管理与尖峰电价政策同步实施。
二是由于在实施可中断负荷管理的过程中有各种不确定性的因素,如负荷缺口、中断实际情况都无法准确预测,所筹集的资金是否足以满足可中断负荷管理的资金需求存在一定的不确定性。因此,可建立可中断负荷管理平衡基金,对尖峰电价和可中断负荷管理实施带来的盈亏进行统筹平衡,定期清算。
三是加强可中断负荷管理的基本概念普及和宣传,使电力用户对可中断负荷管理有正确、清晰的理解,引导电力用户积极主动参与可中断负荷管理,实现经济、社会双效益最大化。
四是相比于传统的行政式限电,可中断负荷管理更体现用户的意愿。因此,应进行广泛的用户问卷调查,了解和掌握不同用户参与可中断负荷管理的意愿、对补偿水平的期望等,充分发掘各类用户实施可中断负荷的潜力。

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