基于解釋結構模型的電價鏈影響因素

何永秀，楊麗芳，羅 濤，戴愛英，王躍錦

（華北電力大學經濟管理學院，北京市，102206）

0 引言

電價的結構與水平直接決定著社會經濟與電力市場資源配置效率的高低。我國電價機制存在諸多弊端，改革和創新電價的形成機制，成為推進我國電力市場化體制改革與和諧社會建設的中心環節和當務之急。影響電價水平與電價機制的因素很多，或大或小，或直接或間接，錯綜復雜。系統分析電價的影響因素，建立科學合理的電價影響評價體系，為電價影響分析、合理電價機制的建立及電價的預測等起著重要作用。

電價的影響因素分析及影響評價一直受到國內外學者的關注。文獻[1]采用各時段電價分別預測的分時段預測方法，將相關系數作為選取電價影響因素的標準，考慮了歷史電價、負荷、負荷率等影響電價的因素。文獻[2]指出電價受眾多因素的影響，如負荷需求、燃料價格、市場參與者對于電價的預期等，往往呈現明顯的波動性。文獻[3]提出了一種基于協整和誤差修正理論的用電需求與銷售電價的關系分析模型。文獻[4-6]通過潮流跟蹤法及固定成本綜合分攤方法，使定價模型更加合理、完善。除此之外，有相關文獻對發電報價及競價機制進行了研究[7-8]。文獻[9]在分析電價基本特點和電價影響因素的基礎上，探討了電價預測方法可能的進一步研究方向。文獻[10]考慮了電源位置、電源供電路徑和電源輸電損耗對節點電價的影響。文獻[11]建立了差別電價政策的系統動力學模型，對影響差別電價政策效果的因素進行了分析。以上文獻對電價的影響因素分析都有一定的涉及，但結合我國國情系統深入分析電價鏈影響因素與評價體系的建立還沒有進行。

解釋結構模型（interpretative structure modeling，ISM）主要用于分析組成復雜系統的大量元素之間存在的關系，并以多級遞階結構的形式表示出來[12-15]。本文基于解釋結構模型對影響因素之間的關系構建了階層結構圖，并對各影響因素進行分層，找出各影響因素的相互影響關系，為電價管理提供依據。

1 構建ISM的基本步驟

1.1 確定系統因素集

整理系統的構成因素ri（i=1,2,…,n），確定系統因素集N，記為

1.2 形成意識模型

判斷因素集中任意2個因素之間是否存在直接二元關系，任意2個因素ri和rj之間的直接二元關系aij可以表示為

1.3 生成鄰接矩陣

所有直接二元關系的總和構成鄰接矩陣 AA，AA=（aij）n×n。

1.4 生成可達矩陣

根據推移律特性計算可達矩陣M M，計算公式為

式（3）中矩陣的乘法滿足布爾代數運算法則，I I是單位矩陣。這一算法的本質是把A A加上I I后按布爾代數運算法則進行自乘，直到某一冪次后所有乘積都相等為止，此相等的乘積就是可達矩陣。

1.5 階層劃分

階層劃分就是將不同的因素劃分為不同的層次。受因素ri影響的集合定義為因素ri的可達集合P(ri)，影響因素ri的因素集合定義為因素ri的先行集合Q(ri)。如果P(ri)∩Q(ri)=P(ri)，則ri為最高級因素，即滿足該條件的因素為同一階層L1。以此類推，得到不同的階層 L2、L3。

1.6 生成層次結構圖

階層劃分結束后，用有向圖的形式來表示系統的層次結構。

2 電價鏈影響因素ISM

2.1 影響電價的因素

在競爭電力市場環境下，上網電價、輸配電價各自獨立，但他們共同影響銷售電價。

通過分析，電價鏈關鍵影響因素如下：（1）產業結構的調整；（2）經濟發展速度；（3）電力替代能源價格；（4）溫度；（5）電力需求側管理政策；（6）單位產值電耗；（7）居民收入水平；（8）電力電量有效需求；（9）負荷密度；（10）最大可能發電供給能力；（11）發電技術進步；（12）用電技術進步；（13）發電電源結構；（14）與運輸業的關系；（15）發電建設成本的變化；（16）發電固定成本；（17）發電環保成本；（18）發電運行成本；（19）發電總成本；（20）煤價；（21）供電標準煤耗率；（22）人員工資；（23）折舊率；（24）稅收；（25）煤炭市場供給；（26）煤炭市場需求；（27）煤炭生產成本；（28）煤炭運輸費用；（29）上下游產品價格；（30）國際市場煤價；（31）其他燃料能源價格；（32）煤炭庫存；（33）煤炭進出口量；（34）上網電價；（35）輸配電能力；（36）輸配電的建設費用；（37）輸配電運行成本；（38）輸配電總成本；（39）用戶的可靠性偏好；（40）輸配電環保成本；（41）電壓等級；（42）功率因數；（43）輔助服務價格；（44）輸配電價；（45）輸配電技術進步與輸配電損耗；（46）系統負荷率；（47）銷售電價；（48）電力市場交易機制；（49）上網電價管制政策；（50）上網電價與燃料價格的聯動機制；（51）輸配電價格管制政策；（52）銷售電價管制政策；（53）產業政策和能源政策；（54）環境保護形勢和政策；（55）政府性基金。

2.2 電價鏈影響因素意識模型

建立解釋結構模型的第2步是確定直接受各種因素影響的其他因素，如表1所示，然后要在各因素之間建立有向關系并建立意識模型，這是下一步建立鄰接矩陣的基礎。

2.3 電價鏈影響因素鄰接矩陣

根據表1中所列的影響因素，可將上述55個變量之間的直接關聯關系按公式（2）表示成鄰接矩陣A A。

2.4 分層后的電價鏈影響因素可達矩陣

根據鄰接矩陣A A中所給出的要素及其相互關系，按照公式（3），通過MATLAB編程，經過4次布爾矩陣的運算，得到本系統的可達矩陣M M。運算過程為（A A+I I）≠（A A+I I）2≠（A A+I I）3≠（A A+I I）4≠（A A+I I）5=M M，根據階層劃分原則，可將模型中電價鏈影響因素系統劃分為8個階層。從最高層到最底層依次是：

表1 影響電價的因素TTaabb.. 11 Influence factors of power pricee

L8={27，28，30}。

對電價鏈影響因素系統進行階層劃分后的可達矩陣見表2。

2.5 電價鏈影響因素骨架矩陣

在同一階層內完全連通的要素（彼此之間互相影響）即為強關聯要素，如L7中的因素25，26，31，32，33。由于強關聯要素在同一階層內完全連通，因此影響它們的要素和它們所影響的要素是一致的。為避免在圖中出現復雜的連線，將表2中26，31，32，33的行和列去掉后即為骨架矩陣，當完成階層結構圖后再將風險因素26，31，32，33補上，以保證階層結構圖的完整。

2.6 電價鏈影響因素階層結構圖

根據骨架矩陣可繪制電價鏈影響因素的階層結構，如圖1所示?？梢姲凑誌SM模型對電價鏈影響因素進行分析可將上述55個影響因素分為8個層次。從階層結構圖可以看出所有的因素分別通過上網電價、輸配電價、銷售電價管制政策、政府性基金最終影響銷售電價。在階層結構圖的最底層（第8層）是煤炭生產成本、煤炭運輸費用、國際市場煤價，它們是影響電價的源頭因素；除此之外，源頭因素還包括：溫度、供電標準煤耗率、人員工資、折舊率、稅收、功率因數和發電技術進步等技術因素以及上網電價管制政策等政策因素，它們對相應的過程因素和最終因素都會產生影響。3～7層屬于過程因素，它們或通過上層過程因素、或直接對最終因素產生影響。例如，溫度、電力需求側管理政策、居民收入水平等源頭因素是通過過程因素電力需求來影響電價的，而電力需求既影響上網電價，又影響輸配電價。在電價合理性評價中，必須弄清楚電價鏈的影響因素及其傳導關系，并充分考慮這些因素對電價的影響，這是制定電價時需要重點考慮的。其中，在第7層風險中煤炭市場供給、煤炭市場需求、其他燃料能源價格、煤炭庫存、煤炭進出口量是5個強關聯風險要素。由于強關聯風險要素彼此之間互相影響，在進行電價管理工作時集中精力重點控制其中的某項風險要素有利于提高風險控制和管理的效率。

從圖1中可以看到，影響銷售電價的因素有上網電價、輸配電價、銷售電價管制政策和政府性基金；影響上網電價的因素有電力需求、電力替代能源價格、發電技術進步、發電電源結構、相關發電成本、煤價、供電標準煤耗率、人員工資、折舊率、稅收以及上網電價管制政策、環境保護形勢和政策等相關政策因素；影響輸配電價的因素有輸配電能力、輸配電的建設費用、輸配電相關成本、電壓等級、功率因數、輔助服務價格、輸配電技術進步與輸配電損耗、電力市場交易機制、輸配電價格管制政策、電力需求及負荷密度等與電網發展相關的因素。

表2 電價鏈影響因素階層劃分后的可達矩陣TTaabb.. 22 Reachability matrix after hierarchy divisionn

根據銷售電價、上網電價及輸配電價的影響因素分析結果可以得出：現行的《銷售電價管理暫行辦法》中第2章第6條規定“銷售電價由購電成本、輸配電損耗、輸配電價及政府性基金四部分構成”是合理的，但如何體現對銷售電價的管制來確定盈利水平沒有深入分析；環境保護形勢和政策會影響上網電價，而現行的上網電價管理辦法未考慮到環境保護形勢和政策的因素，另外，煤炭價格等因素是影響上網電價的主要因素，且風險較大，但現有的上網電價機制沒有充分考慮煤價等各影響因素的風險變化，因此，未來在制定上網電價時需要充分考慮因素的風險；現行輸配電價的管制方法對電網發展因素考慮較少，而且沒有充分考慮電力需求變化的影響。因此，未來輸配電價的制定需要考慮電網發展及電力需求的影響，同時還應結合我國輸配電企業的實際情況。

3 結論

隨著城市社會經濟的發展，影響電價的因素不斷增加，為提高電價評價的合理性程度，需要對各因素進行識別與細化分析。本文采用ISM對復雜的電價鏈影響因素進行了分析，并對其進行了簡化和層次化處理，最后將其分為8個層次，建立了1個層次清楚、脈絡清晰的電價鏈影響因素系統結構模型。同時，根據分析結果對目前上網電價、輸配電價和銷售電價制定過程中忽略的因素以及存在的不足提出有針對性的改進建議：如何體現對銷售電價的管制來確定盈利水平仍需要深入分析；未來在制定上網電價時需要充分考慮環境保護形勢和政策、煤炭價格等因素的波動風險和影響；未來輸配電價的制定需要考慮電網發展及電力需求的影響，同時密切結合我國輸配電企業實際情況。

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