摘要：电力市场中交易的是电力这一特殊的商品，它既具有一般商品的特性，又具有其特殊性。一方面，电力的需求量随着电价的高低而变化，一般情况下，电价升高，用电量减少。另一方面，电力的生产和消费同时完成，不能储藏，在电力交易的过程中，不能像买卖一般商品那样。因此，建立电力市场时，既要把握市场经济规律，又要考虑电力商品的特殊性。峰谷电价作为一项需求侧管理政策，通过价格杠杆来转移部分地区高峰的电力需求。本文以深圳松岗地区不同用电性质的典型大用户为例，通过数据对典型大用户峰谷电价执行的特点进行分析，阐述了峰谷电价实施中存在的主要问题并提出了政策调整的建设性意见。
关键词：电力市场；峰谷电价；大用户；归一化；电价响应
前言
随着社会经济的不断发展, 电力网电力负荷的峰谷差正在不断加大, 为满足负荷尖峰时段的要求, 电力公司必须备有相应的调峰容量, 从而加大了电力行业的成本, 也不利于资源的有效利用。应用价格在市场经济中配置资源的作用, 施行峰谷分时电价, 有效地进行电力需求侧管理, 被提出并广泛的应用于全国各大电网。峰谷分时电价政策的关键在于电价的设计、适用范围的选择和峰谷时段的设置。
众所周知，电价是电力市场最有效的经济调节杠杆，电价的制定是电力工业改革与发展的关键，分时电价作为电力需求侧管理的重要手段之一，在世界各国电力工业经济管理中正在发挥着越来越大的作用【1】。运用峰谷电价可以实现削峰填谷，降低用户电能成本，有效地减少电网备用容量，减少和延缓电源及电网投资，对于提高电网经济运行水平具有重要意义。
1 电力市场概述
1.1 电力市场定义
电力市场是依据经济规律，采用法律、经济手段，本着公平竞争、自愿互利的原则，对电力系统中发电、输电、供电和用户等成员组织、协调运行的管理机制和执行系统的总和。该市场交易的是以电网安全为基础的电力产品。
电力工业本身的特殊性，即电力工业投资大、建设周期长，电能的产、供、用同时完成，及电力生产的规模效益和电力事业的公益性决定了电力市场难以完成竞争的市场，只能建立有限竞争的电力市场。
1.2 电力市场中的用户
在传统的电力供用中，只有负荷的概念而没有真正意义上用户的概念。电力部门将负荷看作固定的、被动的、没有协作的受控制的终端。而在电力市场中，负荷作为用户参与到市场中来，是电力市场中的主要成员之一，和电力系统中的其他成员处于平等的地位，既参与竞争又参与协作，具有能动性【2】。从负荷到用户，这是一个重要的概念转变。发挥用户的能动性，积极开展电力公司与用户之间的协作，将给电力市场中的各方成员带来利益。
2 典型大用户峰谷电价响应特性分析
根据价格部门文件，目前全国除去北京、浙江、上海、四川、江苏、深圳等地对居民生活用电执行峰谷电价外，大部分地区主要对除居民生活、农业生产用电以外的用电类别执行峰谷电价。研究大用户对峰谷电价机制的响应特性，可以深入研究峰谷电价机制的实施效果，对进一步改进峰谷电价机制有重要的指导意义。
本文分别选取松岗地区具有代表性的钢铁行业、设备制造行业和建材行业等几类典型用户，着重分析峰谷电价对大工业用户的用电影响。
2.1 大用户负荷数据采集和归一化处理
为获得足够的数据支撑，通过负荷终端系统连续采集典型大用户每日24个时点负荷数据，以天为时间窗口，处理得到各用电企业的日平均负荷曲线，据此进行分析评估。
为了将不同企业的负荷进行横向比较，以便分析大用户在一天中的负荷变化特性和响应行为，凸现用户的负荷变化特性，首现将负荷曲线中去除各日的平均负荷，拟对各时点的负荷按照公式（1）进行归一化处理
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（1）
式中：X实测为实测负荷；Xave为平均负荷；Xmax为最大负荷。式（1）计算结果在（-1,+1）之间，即可清晰表示出一天中的负荷变动趋势。以深圳华美板材有限公司为例，其2018年1月26日最高时点负荷为13392 kW，最低时点负荷为1758kW，1:00的负荷为10237 kW，做归一化处理，得到结果为0.4576；2:00的负荷为9825 kW，归一化结果为0.3868，依此类推。取2018年1月1日至3月31日连续3个月的负荷数据，对于不同时点、不同企业的负荷数据做归一化处理，构成平均日用电负荷特性曲线，结果如图1、图2所示。
图1 松岗地区典型钢铁企业日均用电特性
图2 松岗地区其他典型企业日均用电特性
经过归一化处理后可以清晰地比较不同企业的用电特性，其中3家钢铁企业的用电特性大致相同，在19:00～7:00之间负荷较高，09:00～17:00之间负荷较低，与峰谷电价时段划分基本相符，负荷峰值均发生在低谷时段。但由于企业生产调节与峰谷电价时段划分不能完全一致，企业在生产过程中不能够完全响应价格政策，显示企业负荷调节有一定局限性和滞后性。
对于设备制造企业和建材企业而言，其用电特性与钢铁企业有别，电子线厂在12:00～20:00之间负荷较低，20:00～8:00之间负荷高，宝利树脂在23:00～6:00、12:00～15:00之间负荷高，7:00～12:00、17:00～22:00之间负荷低，2类用户负荷峰值都较好躲避了电网高峰时段，并在低谷时段呈现逐步走高态势。
2.2 典型用户峰谷电价政策响应情况
表1所示为松岗地区钢铁、制造业、建材3类典型用户全天时段负荷情况分析，显示不同类型用户用电特性的区别。虽然不同企业在响应峰谷电价政策上有一定差异，调峰力度各不相同，但在谷时段都达到了负荷的峰值，显示较好的响应效果，实现了有效地将高峰负荷转移至低谷时段，享受低谷电价带来的调峰收益。
表1 松岗地区典型用户用电峰谷时段
表2显示松岗地区5个大用户2018年度平均峰平谷用电量比例依次为31.55%、33.6%、34.85%，谷段电量比例已经超过峰段和平段的比例，反映出各类用户不仅有效地响应峰谷电价政策，转移了高峰负荷，而且达到反峰谷效果，在一定程度上有利于调节其他用户以及整个地区的电力供需关系。
表2 典型大用户2018年用电比例及平均电度电价
2.3 典型大用户响应分析
目前大工业用户的电费包括基本电费、电度电费和力率调整电费3 部分, 因峰谷电价仅针对电度电费, 本文也仅讨论电度电费对用户的影响。
对于典型大用户，不考虑与设备利用水平紧密相关的基本电价及尖峰电量电价影响，采用平均电度电价这一指标进行评估分析，如式（2）
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式中：为平均电度电价；为不同时段电价，以、、表示峰谷平电价；为不同时段电量比例，以、、分别表示峰谷平电量占总电量比例， ；i=1，2，3。
该指标体现用户某一结算周期平均电度电价水平，是反映用户实施峰谷电价效果的重要指标。选择的5个大用户全部为10kV电压等级用户，计算典型大用户的平均电度电价在上述表2中所示。
由式（2）可知，在电价确定的条件下，用户平均电度电价水平取决于峰平谷电量分布。在营销工作中，供用电双方最关心的是在峰平谷电量比例达到什么水平时，能够实现峰谷电价的盈亏平衡。在这一盈亏平衡点上，电网企业若不执行峰谷电价，并不会增减电费收入，对于用户，同样也不会增减电费支出。因此，峰谷平衡点应满足式（3）条件
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式中各代数式含义同式（2）。
以松岗地区10kV大工业非特殊用户为例，计算峰谷电量平衡点，即在该平衡点用户执行峰谷电价的平均电度电价与平段电价持平，根据10 kV各时段电价，即
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计算得：/=1.2596。即在峰电量与谷电量之比达到1.2596时，用户执行峰谷电价的平均电度电价与平段电价持平，既不增加电费也不减少电费。当峰谷电量比小于1.2596时，用户执行峰谷电价的平均电度电价小于平段电价，相应减少电费，反之则增加电费。按照现行电价，不同电压等级、不同用电性质的用户有不同的峰谷平衡点，但所有行业都是在谷段电量高出峰段电量时才能达到峰谷电价的盈亏平衡。详见表3。
（1） 深圳市对于峰谷电价实施范围是工业用户、
表3 不同用电类别执行峰谷电价的电量平衡点
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101kVA及以上的商业及其他用户。一天中峰平谷各时段比例为7:9:8，峰平谷电量比例应为29.17∶37.5∶33.33。但从选取的典型大用户2018年度峰平谷电量比例完成看，所有大用户平段电量比例都低于37.5%，谷段比例则高于33.33%，反映出用户都进行了生产负荷的调整，都对峰谷电价作出了积极响应，谷段电量比例均高出平段和峰段电量比例。
（2） 宝利树脂和粤深钢的峰谷比分别为0.74163和0.92303（见表2），低于电量平衡点比例，因此平均电度电价低于平段电价，其中宝利树脂谷段电量比例达到了37.97%，而峰段电量比例只有28.16%，该户平均电度电价仅为0.6905772元/kWh，远低于0.7599元/kWh的平段电价水平，反映出用户转移负荷的较大力度，因此响应峰谷电价的效果最为明显。
由表2可以看出，对于同一类企业，调峰效果也有区别。针对不同行业、不同类型的企业，电网企业加强政策宣传的同时，应定期发布该行业大用户的用电响应信息，给企业管理者提供参考建议，从而引导大用户合理用电，进一步挖掘需求侧管理空间。
3 峰谷电价未来的前景
峰谷电价的实施为削峰填谷、缓解高峰时段用电紧张局面，提高用电负荷率，保证电网安全经济运行，提高电能的社会效益起到了很大的作用，成为实施需求侧管理的重要政策支持，但在长期执行过程中也存在一些问题，主要表现在以下几个方面。
3.1 峰谷电价时段调整机制有待建立
当前全国大部分地区峰谷时段分为高峰、平和低谷3个时段，部分地区实行时段性尖峰电价，但峰谷时间段确定后保持固定，没有调整，对所有行业类别所有执行范围内的用户时段的划分是统一的。在实际执行过程中，不同行业、不同用电性质的用户既受到生产流程、工作环节影响，也受到诸如经济运行环境、季节特点、气候等外部因素影响。
固化单一的峰谷时段划分，灵活性不足，不能真实反映电网负荷特点和供电成本变化情况，在一定程度上影响了峰谷电价的实施效果。为保证峰谷电价政策对系统负荷的控制效果，综合平衡经济发展、产业结构调整以及用户对电价政策的响应程度，有必要对已执行的峰谷电价时段建立调整机制，以便及时跟踪反映不同行业间、不同性质用户的行业特点，更为精细的调节电力负荷，更好地发挥峰谷电价需求侧管理作用。随着智能电网的快速发展，数字化、信息化、智能化的高级量测系统得到广泛应用，具备双向互动的计量表计为峰谷电价时段的及时调整提供了硬件支撑。
3.2 价格策略引导与实际不能完全吻合
峰谷电价时段策略是以历史年度负荷曲线的加权平均来划分形成的。一般情况下，峰谷电价在时段划分策略上是适用的，可是在加权情况下的平均曲线很难做到精细化调整，有时甚至会出现价格策略引导与实际情况相背离的情况【3】。以深圳地区为例，峰谷电价时段划分为：高峰时段（9:00～11:30、14:00～16:30、19:00～21:00）；平时段(7:00～9:00、11:30～14:00、16:30～19:00、21:00～23:00)；低谷时段（23:00～次日7:00）。2018年8月9日15:00宝安地区电网瞬时最大负荷达到4997.3 MW。按照时段划分，此时对用户实施的为高峰时段电价。换言之，在日负荷需求达到最高峰值的时候，执行的电价却为高峰时段价格，价格策略引导与实际情况不能吻合。
3.3 峰谷价差偏小，用户响应不充分
峰谷电价作为鼓励电价的一种有效方式，其通过价格信号引导电力消费者采取合理的用电结构和用电方式，从而有效缓解峰期用电紧张局面【4】。价格激励是用户积极响应峰谷电价政策的基础，合理的峰谷价差能够有效调动用户调峰积极性。
合理的峰谷电价比是获得用户响应的关键，由于地区的经济发展程度和用电结构差异很大，不同性质用户对峰谷电价的响应程度不同。在以高耗能行业为支撑的松岗地区，由于电能成本占据成本比重较高，用户调峰显著，峰谷电价的执行呈现出反峰谷的特点，形成峰谷倒置现象。而在一些地区价差信号引导用户削峰填谷的效果并不明显，用户削峰填谷的积极性还没有完全释放，峰谷价差还不能够激励用户根据价格改变自己的用电方式【5】。参照国外做法，将峰谷电价差拉大到8～10倍，充分运用价格杠杆调动用户调峰积极性，合理引导用户峰谷电价响应程度。
3.4 峰谷电价执行范围仍有提升潜力
目前大部分地区居民生活以及农业生产用电都未纳入峰谷电价执行范围。尽管在重工业化过程中，居民和农业负荷水平不居主导，但随着经济的发展和城镇化水平的不断提高，以及国家一系列农业扶持政策延伸扩大，农业生产和居民生活用电发展前景可期，已经成为电网峰荷不可忽视的因素之一。针对居民及农业生产生活用电集中于高峰时段特性，将其逐步纳入峰谷电价的实施范围，一方面借助于智能家电的推广应用，使部分家用电器负荷具备调整至低谷时段的条件，从而实现高峰负荷的有效转移；另一方面改变农业生产现有用电方式，实现部分负荷转移，继而进一步拓展峰谷电价空间。
4 结束语
在以相同成本和供电条件向用户供电的情况下，节约1 kWh的电要比通过发电、输电、配电系统供应1 kWh的电合算得多【6】。虽然我国在执行峰谷电价以来在优化资源配置、降低电源投资、缓解供需失衡等方面获得一定收益，但是时段划分调整机制的缺失以及幅度偏小的峰谷价差，不能完全体现不同用户用电特点，加之有限的执行范围都在一定程度上制约了该项政策的作用发挥。
从电力市场发展看，完善峰谷电价运行机制，需要综合考虑用户电力需求的价格弹性，峰谷时段划分必须正确反映实际负荷曲线的峰谷特性，并与电力需求有效衔接，合理制定价差，充分调动各类用户削峰填谷的用电积极性，加大峰谷电价实施的灵活度，以快速应对发供电成本变化的市场需求，达到灵活有效调节的目的【7】，最终实现改善供需平衡，提高资源效率，推动节能减排工作的不断深入。
参 考 文 献：
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