本發(fā)明涉及居民階梯電價(jià)計(jì)算系統(tǒng)，具體涉及一種基于設(shè)備運(yùn)行效率及用電同時(shí)率的居民階梯電價(jià)計(jì)算系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電力行業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，各行各業(yè)、以及居民的正常生活都離不開(kāi)持續(xù)穩(wěn)定的電力供應(yīng)，電費(fèi)支出也已經(jīng)成為各類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)成本中的一項(xiàng)重要組成部分。電價(jià)作為一種重要的經(jīng)濟(jì)杠桿，起著優(yōu)化資源配置，調(diào)整利益關(guān)系等作用，居民用戶(hù)電價(jià)更是關(guān)系到廣大人民群眾的切身利益與生活水平的提高，直接影響到社會(huì)效率、效益與公平。因此，科學(xué)合理的居民電價(jià)制定方法顯得尤為重要。

2009年11月，國(guó)家發(fā)改委提出對(duì)居民用戶(hù)生活用電實(shí)行階梯電價(jià)機(jī)制，旨在通過(guò)電價(jià)引導(dǎo)居民合理用電，促進(jìn)節(jié)能減排，并幫助實(shí)現(xiàn)居民用電成本的內(nèi)部補(bǔ)償。階梯電價(jià)的制定需要均衡居民、政府、供電公司等社會(huì)各方面的利益，綜合考慮居民承受能力、用電需求、用電特性、資源稀缺性等條件。階梯電價(jià)的實(shí)施具有以下意義：有利于反映電力的商品屬性，合理體現(xiàn)商品成本，提高用電效率；有利于促進(jìn)合理能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的形成，緩解煤電聯(lián)動(dòng)、環(huán)保等壓力；有利于減少工商業(yè)等其他行業(yè)對(duì)居民用電的補(bǔ)償，在居民用電內(nèi)部引導(dǎo)高支付能力群體履行交叉補(bǔ)貼，體現(xiàn)公平性與公正性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題就是提供一種基于設(shè)備運(yùn)行效率及用電同時(shí)率的居民階梯電價(jià)計(jì)算系統(tǒng)，在已知分檔電量前提下求解最優(yōu)階梯電價(jià)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：基于設(shè)備運(yùn)行效率及用電同時(shí)率的居民階梯電價(jià)計(jì)算系統(tǒng)，包括：

設(shè)備運(yùn)行效率計(jì)算模塊，計(jì)算居民用戶(hù)設(shè)備運(yùn)行效率及不滿1kv電壓等級(jí)所有用戶(hù)的綜合設(shè)備運(yùn)行效率；

成本計(jì)算模塊，計(jì)算不滿1kv電壓等級(jí)所有用戶(hù)的輸配電成本及用電成本；

居民平均用電成本及中、高檔居民用電量應(yīng)承擔(dān)的成本補(bǔ)償需求計(jì)算模塊，計(jì)算居民用戶(hù)平均用電成本，分析中、高檔居民用電量應(yīng)承擔(dān)的成本補(bǔ)償需求；

最優(yōu)分檔電價(jià)計(jì)算模塊，基于拉姆齊定價(jià)原理計(jì)算中、高檔用戶(hù)的最優(yōu)分檔電價(jià)；

低階梯居民銷(xiāo)售電價(jià)計(jì)算模塊，假設(shè)分檔電量及電網(wǎng)公司居民用戶(hù)平均售電價(jià)格已知，計(jì)算低階梯居民銷(xiāo)售電價(jià)。

進(jìn)一步的，設(shè)備運(yùn)行效率計(jì)算模塊的計(jì)算方法為：

根據(jù)計(jì)算公式：

分別計(jì)算居民用戶(hù)的綜合設(shè)備運(yùn)行效率eerres、不滿1kv電壓等級(jí)所有用戶(hù)的綜合設(shè)備運(yùn)行效率eer；

其中，s1表示評(píng)價(jià)周期內(nèi)設(shè)備運(yùn)行在第1段的實(shí)際供電量；s2表示評(píng)價(jià)周期內(nèi)設(shè)備運(yùn)行在第2段的實(shí)際供電量；se1為評(píng)價(jià)周期內(nèi)設(shè)備在第1段滿足安全運(yùn)行限值時(shí)的最大可輸送電量；se2為評(píng)價(jià)周期內(nèi)設(shè)備在第2段滿足安全運(yùn)行限值時(shí)的最大可輸送電量；ρ1為設(shè)備運(yùn)行在第1段的效率權(quán)重系數(shù)；ρ2為設(shè)備運(yùn)行在第2段的效率權(quán)重系數(shù)。

進(jìn)一步的，成本計(jì)算模塊的計(jì)算方法如下：

2.1計(jì)算不滿1kv電壓等級(jí)所有用戶(hù)應(yīng)承擔(dān)的輸配電成本fac,t

計(jì)算公式如下

其中，fc,i→1kv表示不滿1kv用戶(hù)應(yīng)分擔(dān)的高電壓等級(jí)i的輸配電成本，fc,1kv為不滿1kv電壓等級(jí)的輸配電成本；q1kv為不滿1kv電壓等級(jí)的總用電量；

2.2計(jì)算不滿1kv電壓等級(jí)所有用戶(hù)應(yīng)承擔(dān)的用電成本fac,1kv

計(jì)算公式如下：fac,1kv＝fac,t+fac,g，

其中，fac,1kv為不滿1kv電壓等級(jí)用戶(hù)應(yīng)承擔(dān)用電成本，fac,g為不滿1kv系統(tǒng)的單位電量平均發(fā)電成本。

進(jìn)一步的，居民平均用電成本及中、高檔居民用電量應(yīng)承擔(dān)的成本補(bǔ)償需求計(jì)算模塊計(jì)算方法包括如下步驟：

4.1計(jì)算居民平均用電成本

假設(shè)系統(tǒng)平均容量成本記為fac,sr(元/kw·月)，將居民標(biāo)識(shí)為第res類(lèi)用戶(hù)，則居民用戶(hù)應(yīng)承擔(dān)平均用電成本為

其中，fres為居民用戶(hù)應(yīng)承擔(dān)平均用電成本，dres為居民用戶(hù)用電同時(shí)率，eerres為居民用戶(hù)的綜合設(shè)備運(yùn)行效率，t為月時(shí)長(zhǎng)732h，

由于電力系統(tǒng)的運(yùn)行應(yīng)盡可能保證設(shè)備不超出其安全運(yùn)行限值運(yùn)行，因此可假設(shè)設(shè)備運(yùn)行效率與設(shè)備平均負(fù)載率接近，結(jié)合負(fù)載率的定義，推導(dǎo)可得系統(tǒng)電量成本與容量成本之間存在以下的等式關(guān)系：

其中，k為不滿1kv電壓等級(jí)系統(tǒng)容量成本比重，eer為不滿1kv電壓等級(jí)所有用戶(hù)的綜合設(shè)備運(yùn)行效率，

根據(jù)公式(8)及(9)可得居民用電成本fres：

4.2計(jì)算中、高檔居民用電量應(yīng)承擔(dān)的成本補(bǔ)償需求

總結(jié)居民階梯電價(jià)的歷史實(shí)行情況，根據(jù)低、中、高三檔的居民用電量及居民總用電量q1，q2，q3，q，確定居民總用電成本中應(yīng)由中、高檔居民用電量應(yīng)承擔(dān)的成本補(bǔ)償需求d，

其中，γ為根據(jù)實(shí)際情況確定的常數(shù)系數(shù)，即中、高檔居民用電量應(yīng)承擔(dān)的成本補(bǔ)償?shù)某潭龋?imgfile="bda0001285461990000045.gif"wi="334"he="135"img-content="drawing"img-format="gif"orientation="portrait"inline="no"/>

進(jìn)一步的，最優(yōu)分檔電價(jià)計(jì)算模塊的計(jì)算方法為：

將高、中、低三檔電量看作三類(lèi)產(chǎn)品，且各類(lèi)電量的需求相互獨(dú)立，交叉需求價(jià)格彈性為0，消費(fèi)者剩余cs與生產(chǎn)者剩余ps分別為：

其中，i＝1,2,3分別表示低、中、高檔居民用電，qi表示第i檔用戶(hù)的電力消費(fèi)量，pi表示第i檔用戶(hù)的電價(jià)，di(q)表示第i檔用戶(hù)的需求函數(shù)，c(q1,q2,q3)表示供電成本函數(shù)，社會(huì)總福利最大化可表示為：

max(cs+ps)

將公式(12)及(13)帶入公式(14)中，并分別對(duì)qi求導(dǎo)，可得拉姆齊定價(jià)公式：

其中，mc為居民用戶(hù)的邊際供電成本，ηi為第i檔用戶(hù)的自需求價(jià)格彈性，λ為優(yōu)化問(wèn)題的拉格朗日乘子，為拉姆齊指數(shù)，分類(lèi)用戶(hù)的拉姆齊指數(shù)彼此相等；

假設(shè)中、高檔用電量需求函數(shù)為：

ln(qi)＝ηi·ln(pi)+ln(li)(16)

或

式中l(wèi)i為常數(shù)。

首先對(duì)中、高階梯的電價(jià)進(jìn)行最優(yōu)測(cè)算，公式(15)變形為

為使中、高檔價(jià)格的制定能夠滿足成本補(bǔ)償需求，應(yīng)滿足

p2·q2+p3·q3＝d(19)

其中，d根據(jù)公式(11)計(jì)算，

聯(lián)立公式(17)至(19)，中、高檔最優(yōu)電價(jià)可根據(jù)下式計(jì)算：

其中α滿足：

實(shí)現(xiàn)最小效率損失的偏離邊際成本的最優(yōu)價(jià)格條件是為增加單位收入的價(jià)格調(diào)整所引起各細(xì)分市場(chǎng)的福利損失均相等，據(jù)此推論出，實(shí)現(xiàn)最小效率損失的偏離平均用電成本的最優(yōu)電價(jià)條件是將mc換為居民平均用電成本即可，即各檔最優(yōu)電價(jià)pi，i＝2,3：

其中α滿足：

進(jìn)一步的，低階梯居民銷(xiāo)售電價(jià)計(jì)算模塊的計(jì)算方法為

為保證電網(wǎng)公司售電收入，應(yīng)使得階梯電價(jià)滿足如下條件：

p1·q1+p2·q2+p3·q3＝q·p(24)

其中，p為平均電價(jià)；

因此，低階梯居民銷(xiāo)售電價(jià)為：

本發(fā)明以各類(lèi)電力用戶(hù)設(shè)備運(yùn)行效率與用電同時(shí)率作為電力成本在各類(lèi)用戶(hù)之間分?jǐn)偟幕鶞?zhǔn)，假設(shè)居民用電中處于中、高階梯部分的電量應(yīng)承擔(dān)補(bǔ)償成本的要求，計(jì)算中、高階梯的應(yīng)付電費(fèi)。通過(guò)引入階梯電價(jià)的經(jīng)典分析理論——拉姆齊定價(jià)原理，將基于設(shè)備運(yùn)行效率及用電同時(shí)率的居民用電成本分析結(jié)果帶入該定價(jià)原理，計(jì)算中、高檔最優(yōu)居民階梯電價(jià)，并在保證電網(wǎng)公司售電收入的基礎(chǔ)上計(jì)算低階梯居民用電電價(jià)。

本發(fā)明用于在已知分檔電量前提下求解最優(yōu)階梯電價(jià)的問(wèn)題，為電網(wǎng)企業(yè)居民供電的銷(xiāo)售管理決策提供依據(jù)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

(1)將各類(lèi)電力用戶(hù)設(shè)備運(yùn)行效率與用電同時(shí)率引入階梯電價(jià)的策略研究中，提高居民用戶(hù)用電成本分?jǐn)偟暮侠硇浴?/p>

(2)將中、高檔居民用電量成本補(bǔ)償需求與地區(qū)實(shí)際用電量與歷史經(jīng)驗(yàn)結(jié)合，提高拉姆齊定價(jià)結(jié)果的可靠性。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

圖1為本發(fā)明的具體流程圖；

圖2為負(fù)荷持續(xù)曲線圖；

圖3是將某區(qū)域電力系統(tǒng)居民用戶(hù)及不滿1kv用戶(hù)年負(fù)荷持續(xù)曲線簡(jiǎn)化為逐月電量持續(xù)曲線；

圖4是將某區(qū)域電力系統(tǒng)居民用戶(hù)及不滿1kv用戶(hù)年負(fù)荷持續(xù)曲線簡(jiǎn)化為逐月電量持續(xù)曲線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行解釋和說(shuō)明，但下述實(shí)施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非全部?；趯?shí)施方式中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明提出以各類(lèi)電力用戶(hù)設(shè)備運(yùn)行效率與用電同時(shí)率作為電力成本在各類(lèi)用戶(hù)之間分?jǐn)偟幕鶞?zhǔn)，從而計(jì)算居民用戶(hù)應(yīng)承擔(dān)的平均用電成本。假設(shè)居民用電中處于中、高階梯部分的電量應(yīng)承擔(dān)補(bǔ)償成本的要求，計(jì)算中、高階梯的應(yīng)付電費(fèi)。通過(guò)引入階梯電價(jià)的經(jīng)典分析理論——拉姆齊定價(jià)原理，將基于設(shè)備運(yùn)行效率及用電同時(shí)率的居民用電成本分析結(jié)果帶入該定價(jià)原理，計(jì)算中、高檔最優(yōu)居民階梯電價(jià)，并在保證電網(wǎng)公司售電收入的基礎(chǔ)上計(jì)算低階梯居民用電電價(jià)。

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

見(jiàn)圖1，基于設(shè)備運(yùn)行效率及用電同時(shí)率的居民階梯電價(jià)計(jì)算系統(tǒng)，包括：

設(shè)備運(yùn)行效率計(jì)算模塊，計(jì)算居民用戶(hù)設(shè)備運(yùn)行效率及不滿1kv電壓等級(jí)所有用戶(hù)的綜合設(shè)備運(yùn)行效率；

成本計(jì)算模塊，計(jì)算不滿1kv電壓等級(jí)所有用戶(hù)的輸配電成本及用電成本；

居民平均用電成本及中、高檔居民用電量應(yīng)承擔(dān)的成本補(bǔ)償需求計(jì)算模塊，計(jì)算居民用戶(hù)平均用電成本，分析中、高檔居民用電量應(yīng)承擔(dān)的成本補(bǔ)償需求；

最優(yōu)分檔電價(jià)計(jì)算模塊，基于拉姆齊定價(jià)原理計(jì)算中、高檔用戶(hù)的最優(yōu)分檔電價(jià)；

低階梯居民銷(xiāo)售電價(jià)計(jì)算模塊，假設(shè)分檔電量及電網(wǎng)公司居民用戶(hù)平均售電價(jià)格已知，計(jì)算低階梯居民銷(xiāo)售電價(jià)。

其中，設(shè)備運(yùn)行效率計(jì)算模塊具體說(shuō)明如下。

以設(shè)備滿足基本安全準(zhǔn)則(如n-1準(zhǔn)則)及其他安全約束時(shí)(如考慮運(yùn)行環(huán)境、檢修維護(hù)要求等條件)的最大可輸送負(fù)荷pu為上限(此時(shí)pu稱(chēng)為設(shè)備的“安全運(yùn)行限值”)，即將設(shè)備的負(fù)荷持續(xù)曲線分為兩段，即超過(guò)pu的部分和低于pu的部分。其中，負(fù)荷持續(xù)曲線是將全年實(shí)時(shí)負(fù)荷從高到低排列，以負(fù)荷為縱坐標(biāo)，橫軸為時(shí)間，則負(fù)荷持續(xù)曲線與坐標(biāo)軸形成的面積可看作電量。

負(fù)荷持續(xù)曲線如圖2所示。

一般認(rèn)為，在理想狀態(tài)下，當(dāng)設(shè)備持續(xù)運(yùn)行在pu時(shí)，具有最佳的運(yùn)行效率，當(dāng)?shù)陀趐u運(yùn)行時(shí)，沒(méi)有充分利用設(shè)備在安全運(yùn)行限值下的可用容量；當(dāng)高于pu運(yùn)行時(shí)，設(shè)備具有潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)，運(yùn)行調(diào)度方面可能違背了基本的安全運(yùn)行規(guī)定。只有當(dāng)設(shè)備運(yùn)行在pu時(shí)，既滿足了安全運(yùn)行規(guī)定，同時(shí)也充分利用了設(shè)備在安全運(yùn)行限值下的可用容量，此時(shí)具有最佳的運(yùn)行效率。因此可認(rèn)為只有當(dāng)設(shè)備持續(xù)運(yùn)行在pu時(shí)的效率值為1，低于或高于pu時(shí)，都應(yīng)進(jìn)行一定程度的“懲罰”。

基于該思想，可通過(guò)評(píng)判設(shè)備實(shí)際負(fù)荷持續(xù)曲線與pu的偏離程度，來(lái)衡量設(shè)備經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率，偏離程度越高，反之效率越高。

分別計(jì)算居民用戶(hù)及不滿1kv電壓等級(jí)所有用戶(hù)的綜合設(shè)備運(yùn)行效率eer，計(jì)算公式如下：

其中，系統(tǒng)整體的pu由歷史負(fù)荷估算，并根據(jù)居民用戶(hù)負(fù)荷所占比重及歷史經(jīng)驗(yàn)判斷居民用戶(hù)的pu劃分；sj表示評(píng)價(jià)周期內(nèi)設(shè)備運(yùn)行在第j段的實(shí)際供電量；sej為評(píng)價(jià)周期內(nèi)設(shè)備在第j段滿足安全運(yùn)行限值時(shí)的最大可輸送電量；ρj為設(shè)備運(yùn)行在第j段的效率權(quán)重系數(shù)，即設(shè)備第j段持續(xù)供電時(shí)間占評(píng)價(jià)周期的比重。

評(píng)價(jià)周期內(nèi)設(shè)備實(shí)際供電量為

s＝s1+s2(2)

評(píng)價(jià)周期內(nèi)設(shè)備滿足安全運(yùn)行限值時(shí)的最大可輸送電量為

se＝se1+se2(3)

居民用戶(hù)的綜合設(shè)備運(yùn)行效率eerres及不滿1kv電壓等級(jí)所有用戶(hù)的綜合設(shè)備運(yùn)行效率eer的計(jì)算公式中s1、s2、se1、se2、ρ1、ρ2的參數(shù)是不同的，因此獲得不同的計(jì)算結(jié)果。

設(shè)備運(yùn)行效率評(píng)價(jià)模型推導(dǎo)：

式中，第一項(xiàng)稱(chēng)為設(shè)備“基于安全運(yùn)行限值的平均負(fù)載率”，其中已經(jīng)隱含了對(duì)設(shè)備輕載的“懲罰”。第二項(xiàng)稱(chēng)為“安全風(fēng)險(xiǎn)懲罰因子”，可見(jiàn)其只與設(shè)備負(fù)荷持續(xù)曲線的第1段有關(guān)，該因子僅在設(shè)備超出其安全運(yùn)行限值運(yùn)行時(shí)才不為0，其他情況下均為0。

當(dāng)設(shè)備不超出其安全運(yùn)行限值運(yùn)行時(shí)，效率值為實(shí)際供電量與滿足安全運(yùn)行限值時(shí)的最大可輸送電量的比值。

由上式可以看出，當(dāng)設(shè)備不超出其安全運(yùn)行限值運(yùn)行時(shí)，設(shè)備運(yùn)行效率與設(shè)備平均負(fù)載率接近。由于eer是用來(lái)衡量設(shè)備運(yùn)行效率的指標(biāo)，因此可以用于同一系統(tǒng)中的電力用戶(hù)之間的成本分?jǐn)倖?wèn)題。

成本計(jì)算模塊的計(jì)算方法如下。

2.1計(jì)算不滿1kv電壓等級(jí)所有用戶(hù)應(yīng)承擔(dān)的輸配電成本

不滿1kv電壓等級(jí)用戶(hù)包括居民用戶(hù)、工業(yè)用戶(hù)、商業(yè)用戶(hù)、農(nóng)業(yè)用戶(hù)等。為計(jì)算該等級(jí)用戶(hù)應(yīng)承擔(dān)的電量成本，首先應(yīng)計(jì)算其中的輸配電成本fac,t。

其中，fc,i→1kv表示不滿1kv用戶(hù)應(yīng)分擔(dān)的高電壓等級(jí)i的輸配電成本(等于高電壓等級(jí)i輸配電成本和該電壓等級(jí)至不滿1kv間各電壓等級(jí)逐級(jí)下送電量比例之積)；fc,1kv為不滿1kv電壓等級(jí)的輸配電成本；q1kv為不滿1kv電壓等級(jí)的總用電量。

2.2計(jì)算不滿1kv電壓等級(jí)所有用戶(hù)應(yīng)承擔(dān)的用電成本

計(jì)算公式如下：

fac,1kv＝fac,t+fac,g(7)

其中，fac,1kv為不滿1kv電壓等級(jí)用戶(hù)應(yīng)承擔(dān)用電成本，fac,g為不滿1kv系統(tǒng)的單位電量平均發(fā)電成本。

居民平均用電成本及中、高檔居民用電量應(yīng)承擔(dān)的成本補(bǔ)償需求計(jì)算模塊計(jì)算方法包括如下步驟。

3.1計(jì)算居民平均用電成本

系統(tǒng)長(zhǎng)期邊際電量成本和容量成本分別為mcsd和mcsr，則所有用戶(hù)的邊際電量成本均等mcsd；居民用戶(hù)、工業(yè)用戶(hù)、商業(yè)用戶(hù)等的長(zhǎng)期邊際容量成本是該類(lèi)用戶(hù)增加單位最大負(fù)荷時(shí)系統(tǒng)所需增加的容量成本，與該類(lèi)用戶(hù)的用電同時(shí)率d及設(shè)備運(yùn)行效率有關(guān)。

系統(tǒng)電量成本和容量成本應(yīng)分別按長(zhǎng)期邊際電量成本和容量成本確定分?jǐn)偙戎?。綜上，系統(tǒng)電量成本應(yīng)按用電量均攤，它就等于不滿1kv電壓等級(jí)所有用戶(hù)應(yīng)承擔(dān)的平均用電成本fac,1kv(元/kw·h)；容量成本分?jǐn)偙戎貫楦黝?lèi)用戶(hù)用電同時(shí)率及設(shè)備運(yùn)行效率eer。假設(shè)系統(tǒng)平均容量成本記為fac,sr(元/kw·月)，將居民標(biāo)識(shí)為第res類(lèi)用戶(hù)，則居民用戶(hù)應(yīng)承擔(dān)平均用電成本為

其中，fres為居民用戶(hù)應(yīng)承擔(dān)平均用電成本，dres為居民用戶(hù)用電同時(shí)率，eerres為居民用戶(hù)設(shè)備運(yùn)行效率，t為月時(shí)長(zhǎng)732h。

由于電力系統(tǒng)的運(yùn)行應(yīng)盡可能保證設(shè)備不超出其安全運(yùn)行限值運(yùn)行，因此可假設(shè)設(shè)備運(yùn)行效率與設(shè)備平均負(fù)載率接近。結(jié)合負(fù)載率的定義，推導(dǎo)可得系統(tǒng)電量成本與容量成本之間存在以下的等式關(guān)系：

其中，k為不滿1kv電壓等級(jí)系統(tǒng)容量成本比重，eer為不滿1kv電壓等級(jí)所有用戶(hù)的綜合設(shè)備運(yùn)行效率。

根據(jù)公式(8)及(9)可得居民用電成本fres：

3.2計(jì)算中、高檔居民用電量應(yīng)承擔(dān)的成本補(bǔ)償需求

總結(jié)居民階梯電價(jià)的歷史實(shí)行情況，根據(jù)低、中、高三檔的居民用電量及居民總用電量q1，q2，q3，q，確定居民總用電成本中應(yīng)由中、高檔居民用電量應(yīng)承擔(dān)的成本補(bǔ)償需求d。

其中，γ為根據(jù)實(shí)際情況確定的常數(shù)系數(shù)，即中、高檔居民用電量應(yīng)承擔(dān)的成本補(bǔ)償?shù)某潭龋?imgfile="bda0001285461990000135.gif"wi="336"he="135"img-content="drawing"img-format="gif"orientation="portrait"inline="no"/>

最優(yōu)分檔電價(jià)計(jì)算模塊的計(jì)算方法為。

拉姆齊原理確定階梯電價(jià)的基本思想是在保證電網(wǎng)企業(yè)收支平衡的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)社會(huì)總福利最大化，即消費(fèi)者剩余與生產(chǎn)者剩余之和最大。對(duì)于電網(wǎng)企業(yè)，僅考慮居民供電部分時(shí)，將高、中、低三檔電量看作三類(lèi)產(chǎn)品，且各類(lèi)電量的需求相互獨(dú)立，交叉需求價(jià)格彈性為0。消費(fèi)者剩余cs與生產(chǎn)者剩余ps分別為：

其中，i＝1,2,3分別表示低、中、高檔居民用電，qi表示第i檔用戶(hù)的電力消費(fèi)量，pi表示第i檔用戶(hù)的電價(jià)，di(q)表示第i檔用戶(hù)的需求函數(shù)，c(q1,q2,q3)表示供電成本函數(shù)。社會(huì)總福利最大化可表示為：

max(cs+ps)

將公式(12)及(13)帶入公式(14)中，并分別對(duì)qi求導(dǎo)，可得拉姆齊定價(jià)公式：

其中，mc為居民用戶(hù)的邊際供電成本，ηi為第i檔用戶(hù)的自需求價(jià)格彈性，λ為優(yōu)化問(wèn)題的拉格朗日乘子，為拉姆齊指數(shù)，分類(lèi)用戶(hù)的拉姆齊指數(shù)彼此相等。

假設(shè)中、高檔用電量需求函數(shù)為：

ln(qi)＝ηi·ln(pi)+ln(li)(16)

或

式中l(wèi)i為常數(shù)。

首先對(duì)中、高階梯的電價(jià)進(jìn)行最優(yōu)測(cè)算。公式(15)可變形為

為使中、高檔價(jià)格的制定能夠滿足成本補(bǔ)償需求，應(yīng)滿足

p2·q2+p3·q3＝d(19)

其中，d根據(jù)公式(11)計(jì)算。

聯(lián)立公式(17)至(19)，中、高檔最優(yōu)電價(jià)可根據(jù)下式計(jì)算：

其中α滿足：

實(shí)現(xiàn)最小效率損失的偏離邊際成本的最優(yōu)價(jià)格條件是為增加單位收入的價(jià)格調(diào)整所引起各細(xì)分市場(chǎng)的福利損失均相等。據(jù)此推論出，實(shí)現(xiàn)最小效率損失的偏離平均用電成本的最優(yōu)電價(jià)條件是將mc換為居民平均用電成本即可。即各檔最優(yōu)電價(jià)pi，i＝2,3：

其中α滿足：

低階梯居民銷(xiāo)售電價(jià)計(jì)算模塊的計(jì)算方法為：

為保證電網(wǎng)公司售電收入，應(yīng)使得階梯電價(jià)滿足如下條件：

p1·q1+p2·q2+p3·q3＝q·p(24)

其中，p為平均電價(jià)。

因此，低階梯居民銷(xiāo)售電價(jià)為：

需要說(shuō)明的是，上述計(jì)算公式中引入的外部數(shù)值，如，s1、s2、se1、se2、ρ1、ρ2，fc,i→1kv，fc,1kv，q1kv，fac,g，dres、k、γ、qi、pi、mc、ηi、λ、li、等可以直接從外部輸入或者從存儲(chǔ)器中調(diào)用。

下面將結(jié)合應(yīng)用實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。

實(shí)施例1

假設(shè)將某區(qū)域電力系統(tǒng)居民用戶(hù)及不滿1kv用戶(hù)年負(fù)荷持續(xù)曲線簡(jiǎn)化為逐月電量持續(xù)曲線，曲線如圖3及圖4所示。

將居民用戶(hù)及不滿1kv用戶(hù)最大可輸送負(fù)荷pu分別設(shè)置為3億千瓦時(shí)與42億千瓦時(shí)，相關(guān)參數(shù)設(shè)置及計(jì)算結(jié)果如表1所示。

表1居民平均用電成本計(jì)算表

各階梯用戶(hù)電量需求函數(shù)及中、高階梯電量成本補(bǔ)償需求如表2所示。

表2居民用電需求函數(shù)參數(shù)設(shè)置表

結(jié)合以上參數(shù)，根據(jù)步驟4及步驟5相關(guān)公式計(jì)算可得居民階梯電價(jià)如表3所示。

表3基于設(shè)備運(yùn)行效率及用電同時(shí)率的居民階梯電價(jià)優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，熟悉該本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白本發(fā)明包括但不限于附圖和上面具體實(shí)施方式中描述的內(nèi)容。任何不偏離本發(fā)明的功能和結(jié)構(gòu)原理的修改都將包括在權(quán)利要求書(shū)的范圍中。