考慮負荷率和成本性態的容量成本分攤模型研究

李 偉，岳 蕾

（1. 東北電力大學 經濟管理學院，吉林 吉林 132012；2. 保定易縣抽水蓄能有限公司，河北 保定 074200）

0 引言

自我國實行電力體制改革以來，輸配電價改革一直是重中之重。2019年，首輪成本監審已取得歷史性突破，成本監審總計減少不合理成本1 200多億，同年5月，兩部委出臺了經重新修訂的《輸配電價定價成本監審辦法》。2020年1月，國家發改委和國家能源局修訂了《省級電網輸配電價定價辦法》。從第一輪監審期結束的輸配電價定價成果來看，我國的輸配電價處于簡單的分電壓等級制定，局限性有2 點:一是基本電價回收電費占總電費的比例遠小于固定成本在輸配電成本中的占比，處于較低水平；二是沒有考慮負荷率因素，導致電價不能正確反映不同負荷率用戶的供電成本［1—2］。這就導致了輸配電網的資源利用不充分、輸配電成本在用戶間分攤不公平的問題。

輸配電價定價的關鍵在于成本分配，政府出臺的輸配電價定價文件已明確指出省級電網可以探索考慮負荷率因素的輸配電價，但現階段關于這方面的研究較少，對容量成本分攤的研究方法有限。常用的方法有峰荷責任法、最大功率法以及根據BARY曲線來確定。文獻［3］指出峰荷責任法不能體現不同用戶負荷時變特性。文獻［4］指出最大功率法不能體現系統與用戶間的錯峰效應和用戶最大負荷持續時間不同產生的差異。文獻［5］探索了利用微積分理論的基于BARY曲線的容量成本分攤方法，能得到任意負荷率的容量成本分攤系數，但存在容量成本重復分攤的問題。文獻［6］將切線與縱坐標交點與不同用戶同時率之和的比值作為分攤比例系數，解決了容量成本重復分攤的問題，但該方法沒有指出用戶按負荷率分檔后容量成本在不同負荷率檔位和不同電價中同時分攤的方法。鑒于此，本文不改變“成本加收益”的輸配電價定價的基本原則，將負荷率電價應用到輸配電價定價，在分電壓等級制定兩部制輸配電價的基礎上充分利用用戶的負荷特性，重點解決容量成本分攤的合理性問題，即同一電壓等級下容量成本在基本電價和電量電價中的分攤比例系數問題。在對現有容量成本分攤模型分析的基礎上，引入管理會計中成本性態的概念及混合成本分攤方法，通過分析容量成本性態，創新性地提出了基于BARY曲線—分段回歸直線法的容量成本分攤方法，構建了考慮負荷率和容量成本性態的兩部制輸配電價定價模型。這對我國的輸配電價定價機制具有參考意義，為促進價格的公平合理以及進一步降低電價，提高電網企業的經濟效益提供了新途徑。

1 容量成本分攤的理論依據

兩部制輸配電價分為基本電價和電量電價，制定電價時要保證準許成本的回收以及合理的準許收益與價內稅金。由于準許成本中容量成本的占比較大，變動成本占比較小，因此，兩部制輸配電價制定的關鍵在于容量成本的合理分攤問題。

1.1 負荷率、同時率的定義及相關關系

負荷率（load factor，LF）是在一段時間內平均負荷與最大負荷的比值，如下所示

式中:LF為負荷率；Pave為統計時間內平均負荷；Pmax為統計時間內最大負荷。

為保證成本在各類用戶中進行公平且合理的分攤，確定負荷率分檔的標準是容量成本分攤過程中的重要步驟。在制定兩部制輸配電價時，可以參照兩部制銷售電價的經驗，采用聚類分析法將同一電壓等級下用戶負荷率分為2到5個檔位，要遵循2點要求:第一，要均勻分檔；第二，劃分為同一檔位的用戶，供電成本差異不宜過大［7］。

同時率（coincidence factor，CF）是指在一段時間內一組電力設備或電力用戶在該時間內最大需求與各個最大負荷的比值，如下所示

式中:CF為同時率；Pm為系統最大負荷；Pmi為各用戶最大負荷，i=1,2,…,n。

負荷率和同時率是決定用戶需要分攤多少系統容量成本的2個重要指標，當用戶的負荷率低時，用戶的同時率也較低；負荷率接近于1時，同時率也接近于1。由于取的數據不盡相同，2者的關系不能用數學模型進行表達，只能通過經驗曲線。

BARY曲線描繪的是負荷率與同時率之間的關系。其函數表達式為CF=1-eα×LF，其中:α為小于0的待估未知參數。負荷率—同時率關系曲線如圖1所示。

圖1 負荷率—同時率關系曲線Fig.1 Relationship curve between load rate and coincidence rate

1.2 輸配電成本結構分析

根據《省級電網輸配電價定價辦法》，省級電網輸配電準許收入為準許成本、準許收益和價內稅金之和，其中準許成本占絕大部分［7］。準許成本主要為固定成本，其回收通過容量電費，也就是通過基本電價回收的電費。從國外的實踐經驗來看，容量電費占總電費的比例一般在30%～50%，而國內的容量電費占比僅15%～20%，占比過低使得電網投資不能合理回收。

為解決這一問題，容量成本收回有2 種常用的辦法:一種是全部由基本電價來收回；另一種是考慮負荷特性，部分由基本電價收回，其余由電量電價收回。根據我國國情，電力行業作為國家經濟發展的重點行業，電價變動不宜過大。同時，電力企業的容量成本很高，如果將所有的容量成本都分攤到基本電價中，會導致基本電價成倍高于電量電價，那么用戶將難以接受，從而導致電能的減少。因此，一個適當的方式就是將容量成本在基本電價和電量電價中以一定比例進行分攤，這樣能保證輸配電價中容量成本能有效地回收。

為了保證準許收入的完全回收，準許成本按照容量成本的分攤方法計入基本電價和電量電價，準許收益和價內稅金按照電量成本的分攤方法計入電量電價。

1.3 利用BARY 曲線分攤的合理性及容量成本性態分析

目前對容量成本分攤最合理且具備可操作性的方法是基于BARY 曲線的容量成本分攤法，符合負荷率電價政策的要求。

將BARY 曲線的橫坐標乘以年最大利用小時數，等于發電量或用戶的實際利用小時數，將縱坐標乘以用戶最大負荷之和等于系統容量，這樣就能構建容量成本與電量或利用小時數之間的關系曲線。根據曲線的走勢，容量成本增長的速度比發電量或利用小時數增長的速度慢，為遞減型混合成本曲線。因此，可以利用管理會計中混合成本分解成半變動成本的方法—回歸直線法將容量成本分解成2部分:一部分為與電量、利用小時數不相關的固定成本，計入基本電價；另一部分為與電量、利用小時數成正比例變動的變動成本，轉入電量電價。在此基礎上，充分考慮用戶負荷率的時變特性，假設將同一電壓等級下的用戶根據負荷率分成低負荷率（0,LF1）、中負荷率（LF1,LF2）和高負荷率（LF2,1）3 檔［8］，為保證容量成本能被不同負荷特性的用戶進行合理分攤，應采用分段回歸直線法，如圖2所示。

圖2 容量成本在低、中、高3類負荷率用戶中分段回歸分攤方法Fig.2 Piecewise regression allocation method of capacity cost among users with low,medium and high load rates

2 基于BARY 曲線—分段回歸直線法的容量成本分攤模型及兩部制輸配電價定價模型

容量成本在基本電價和電量電價中分攤，首先要根據不同用電用戶的負荷特性，擬合出BARY曲線。然后采用聚類分析法［9］對用戶按負荷率進行分檔，假設劃分為3 擋:第一檔為0～LF1，第二檔為LF1～LF2，第三檔為LF2～1。現有研究中計算分攤比例的做法如下:取第i類用戶的平均負荷率所對應的曲線上的A 點其中過A點做曲線的切線，取切線與縱坐標的交點的縱坐標記為ai，經計算求得即為容量成本在基本電價中分攤的比例系數。為了增加計算分檔后整類用戶的分攤比例系數的準確性，本文在考慮容量成本性態的基礎上提出了分段回歸的方法。具體以第一檔用戶為例，取該區間用戶負荷率對應的曲線段部分，做該段曲線的回歸直線，回歸直線與縱坐標交點的縱坐標記為b1。該檔用戶所分攤的平均容量成本應為每個用戶所分攤的容量成本之和與用戶數量的比值，則基于負荷率—同時率曲線計算時曲線段每個點的縱坐標的平均值即為平均同時率記為如圖3所示，做一條過b1與橫坐標平行的直線，將容量成本分成AB和BC 2部分，AB部分是與用電量有關的部分，由電量電價回收；BC 部分與用電量無關，由基本電價回收，則為容量成本分攤到基本電價的比例系數，其中表示y電壓等級下0～LF1負荷率區間內用戶同時率之和，n表示該檔負荷率用戶的個數。改進方法前后的容量成本分攤系數表見表1。

圖3 基于BARY曲線—分段回歸直線法的容量成本分攤方法Fig.3 Capacity cost allocation method based on Bary curve piecewise regression straight line method

表1 容量成本分攤系數Table 1 Capacity cost allocation proportional coefficients

假設在某一電壓等級下總輸配電成本為C，容量成本和電量成本分別為Csr、Csd。在計算兩部制輸配電價時，與用電量不相關的固定部分由容量電費進行回收，用來計算基本電價ACsr；與用電量相關的變動部分由電量電費回收，這部分和電量成本經過單位折算相加即為電量電價ACsd。則容量成本分攤及兩部輸配電價中基本電價和電量電價的計算如下:

（1）分攤到基本電價中的容量成本

（2）分攤到電量電價中的容量成本

（3）基本電價

（4）電量電價

3 實例計算

3.1 用戶負荷率分檔

以某省110 kV大工業用戶為例，進行兩部制輸配電價設計。獲取378家大工業用戶的負荷率特性資料和用電量數據。首先選取樣本用戶的5個典型日負荷數據，求平均值作為該用戶的負荷數據，采用凝聚層次聚類法的思想，以5%為間隔對用戶進行分組，每組用戶都為一個系統，計算每組用戶的系統負荷率和系統同時率再次聚類，計算新的系統負荷率和系統同時率，重復此步驟，得到用戶負荷率分檔結果，如圖4所示。

3.2 容量成本在基本電價與電量電價中的分攤比例系數

圖4 負荷率分檔用戶分布示意圖Fig.4 Schematic diagram of the load rate user distribution

應用EVIEWES3.0軟件對獲取的負荷數據進行回歸分析，得出待估計參數α為-3.582 36，繪制BARY曲線。由分檔后用戶負荷結果，由表1所列示的2 種方法容量成本分攤比例計算公式，分別計算出容量成本在基本電價和電量電價中的分攤比例系數，如表2所示。

表2 改進前后分攤比例系數計算結果Table 2 Calculation results of apportionment proportion coefficient before and after improvement%

對2種容量成本分攤方法得到的分攤比例系數比較得出以下結論:

（1）在同一電壓等級下，負荷率高的用戶，容量成本在基本電價中的分攤比例系數大，在電量電價中的分攤比例系數小；負荷率低的用戶，容量成本在基本電價中的分攤比例系數小，在電量電價中的分攤比例系數大，這符合負荷率電價制定的原則，也符合輸配電價改革的要求。

（2）2 者的計算方法依據的原理不同，相對于改進前的方法，基于BARY 曲線—分段回歸直線法的容量成本分攤方法更有利于負荷率分檔后容量成本同時在不同負荷率類型用戶和不同電價中的分攤。

3.3 基于BARY 曲線—分段直線回歸法的容量成本分攤方法制定輸配電價

已知該省2017 年的電網輸配電成本監審和準許收入核定的情況，經監審后110 kV的準許成本為164 500 萬元，需要分攤的準許收益為27 750 萬元，價內稅金為3 725萬元。由計算公式，得出測算的兩部制輸配電價，計算結果與現行兩部制電價對比如表3所示。

由表3 數據可知，根據基于BARY 曲線—分段回歸直線法的容量成本分攤模型計算的基本電價和電量電價呈現以下特點:

（1）同一電壓等級下的用戶負荷特性不同所分攤的容量成本也不同，在所測算出來的基本定價也存在一定的價差，符合電價政策中公平性的原則。

（2）負荷率低的用戶基本電價低，電量電價高；負荷率高的用戶，基本電價高，電量電價低。鼓勵用戶提高負荷率，進而提高電網公司資源的利用率。

（3）對于現有執行電價，測算電價考慮了負荷率因素，低負荷率的用戶基本電價小于執行電價中的基本電價，電量電價大于執行電價中的電量電價；中負荷率的用戶基本持平；高負荷率的用戶基本電價大于執行電價中的基本電價，電量電價小于執行中的電量電價。從總體來看，電價水平有所降低，基本電價的水平有所提高，對于容量成本的回收有促進作用。

表3 某省110 kV兩部制輸配電價測算結果Table 3 Calculation results of 110 kV two-part transmission and distribution price in a province

4 結束語

本文提出了同一電壓等級下考慮負荷率因素的容量成本分攤方法，并在分析容量成本的成本性態基礎上，構建了基于BARY 曲線—分段回歸直線法的容量成本分攤模型，該模型能夠保證容量成本完全回收，解決了現有分攤方法中容量成本同時在不同負荷率類型用戶的分攤問題，能更準確地反映不用負荷率用戶的成本。經實例計算得出用戶負荷率越高，基本電價越高，電量電價越低，證明了該模型的合理性以及在不同負荷率用戶間分攤的公平性。