《面向智能电网的需求响应及其电价研究》—智能电网下需求响应及相关电价研究（五）

5.5 可靠性电价

5.5.1 可靠性电价与可中断电价之间关系

可靠性电价是除单一制电价、两部制电价、峰斧分时电价和季节性电价等销售电价以外的另一种新兴电价。合理的可靠性电价体现兼顾供应侧和需求侧两者的利益，在供应侧反映电力商品的生产和可靠性投资成本，在需求侧满足用户的个性化需求。可靠性电价包含高可靠性电价和可中断电价。可中断电价实则是在供电可靠性水平较低的情况下，根据事先供电商与用户之间签订的合同，供电商有权在高峰时对可中断用户停止供电，从而达到调峰、提高整体系统稳定性的目的而制定出的低可靠性电价。两者都是考虑供电可靠性因素而制定的电价。目前国内对高可靠性电价研究较少，还缺乏清晰的概念定义，但对可中断电价的研究起步较早，有了一定的研究成果，国内部分地区出台了相应的政策。到目前为止，有关高可靠性电价和可中断电价的研究都是分别展开的，高可靠性也就意味着用户对供电持续性要求高，一般可以理解为不允许供电中断，中断就涉及供电商对用户的赔偿问题;可中断负荷反映了用户的负荷级别低，其对供电持续性的要求不高，甚至允许供电中断，也就意味着较低的电价和较低的可靠性。

5.5.2技术条件

1.质量控制技术的应用

随着对可靠性问题研究的深入，越来越多的先进技术被用于改善供电可靠性。用户电力技术(custom power-CP)将电力电子、微处理器和现代控制等高新技术运用于中、低压配电系统，使得满足用户的各种可靠性水平需求成为可能。

2.智能电网技术的发展

智能电网通过创新营销策略，引导用户主动参与电力市场竞争，实现积极的需求响应策略，改善以往由政府或电力公司推动需求侧管理的尴尬局面。智能电网提供了双向互动的营销技术和机制支持，使智能电网下的需求利益相关方均能得到收益、投资回报。此外，智能电网体系中先进的计量、通信与控制手段为供电可靠性水平的实时评估和可靠性管理提供先进的技术支持。

5.5.3可靠性定价模型的建立

1.假设条件

一是用户选择的可靠性电价不能超出所在范同中最高的可靠性水平。

二足定价前就已经申报可靠性水平要求的用户，在定价完成后签订合同时，选择的可靠性——费用组合不能超过前期申报的可靠性水平。这里值得注意的是，无论用户选择何种可靠性费用组合，其用电的需求量不变即负荷购买量保持不变。对于那些包含多种负荷类型的用户，可以对其负荷类型分解，而后逐个购买。

三是对于那些对可靠性水平要求有改变的，比如提出比先前申报的可靠性水平有所提高的用户，可以在定价结束后与供电公司进行商议，在合同中确定单独提高可靠性水平的服务费用。

2.自我选择约束

在市场环境下，供电公司的目标为利润最大化，而仅进行会计成本定价没有考虑到用户对价格的反应，因此，这里引入文献提出的用户“自我选择约求”：

一是个人理性( individual rationality-IR)约束：U(S，)≥U(U为用户保留效用，假定不购买电能可靠性服务的用户其U为0).即i层可靠性水平的用户从购买S，可靠性服务所获剩余效用大于或等于0。通过该约束提高用户的购买欲单，鼓厅JJ其购买可靠性服务。

二是激励相容( incentive compatible-IC)约束：U，(S，)≥Uk(Sk).i>k，说明购买专门为其提供的可靠性服务水平的i层用户所获效用大于或等于其购买更高可靠性水平服务所获效用。此约束的目的是激励用户购买先前申报的可靠性水平并使其不会超过购买申报可靠性水平以外的电能。

3.用户支付意愿模型求取

作为商品而言，不同可靠性的电能在商品功能上基本是等同的，造成电能可靠性服务差别定价的主要原因并不在于用户需求的满足程度，而在于可靠性不同的电能在使用过程中的代价——用户停电损失。不同可靠性水平的电能对不同的电力用户对不同的停电损失成本，即使对于同一可靠性水平的电能.不同的用户也有不同的损失成本，用户的损失成本越高就越倾向于使用高可靠性水平的电能。

通过对用户损失成本与电能可靠水平的分析.从提出的质量差异定价模型为基础，采用如图5-26所示的用户支付意愿模型。

电力市场环境下，确定用户支付意愿的因素主要有两个：一是供电商品提供的可靠性服务成本(C.);二是由用户自身负荷特性确定的停电损失成本(Cu)。Cu是由供电公司投入备用确定的，即用户的可靠性水平要求越高，可靠性服务成本就越大。理性消费者不会单单根据供电商的成本来决定其购买行为.同时还会考虑购买某一可靠性服务带给自身的停电损失成本。一些用户之所以愿意支出额外的费用购买更高可靠性水平的电能，是因为高可靠性水平的电能带给用户的利益大于其停电损失成本，同时用户不会一味地追求电能可靠性，而是在经济的原则下追求电能可靠性最优。由图5-26可知，用户的最经济电能可靠性水平为一，选择这种可靠性水平的电能会使CT为最小值CT。因此，理性用户在选择电能可靠性水平服务时，无疑会选择S'点为目标可靠性水平，并以与此对应的Ci为目标成本。如果电能可靠性水平偏离了S’，必然会使用户的停电损失有所变化，从而理性用户会以(17为同走参考目标，从中扣除停电损失成本C。而得出P，即P=CT-C。=min(Cs+Cu)-Cu，对S求导得到用户的边际意愿支付P(S)。

图5-7用户的支付意愿模型

4.目标函数

引入虚拟负荷点对可靠性服务进行分层后拟合出各层可靠性服务成本函数Cq(S)，再对其求导可以得到边际可靠性服务成本函数C (S)。

此时，供电公司为了利润最大化的目标，目标函数值为最大，在引入用户自我约束的条件下，求出不同可靠性水平S，相对应的可靠性电价Ri。

IR边界条件等价于：UI(SI)=O，即最低层用户的净剩余为0。

IC边界条件等价于：使得第i层(2≤i≤N)用户对(S，，R，)与(Si-1，R i-1)无差异从而解得：

在资源日渐匮乏的当今，节能降耗的意识被社会中越来越多成员所接受，政府也制定不少调控措施，无论是从政策上的引导还是节能技术的投入，最终的目标还是指向一个，即社会的和谐稳定和经济的可持续发展。在对电力系统的发展方面。电力市场在一定程度上引入了竞争机制和需求侧管理的加强，尤小反映出改举的决心：

智能电网建设无疑给予电网需求侧管理有力的技术支持.如:智能电表的安装、高级计量体系的建立、电能质量控制装置。电力市场可靠性与经济的研究是一项长远而又复杂的系统工程，随着电力市场改革的不断深入，在需求侧管理完善的过程中，除了可靠性电价问题后续的赔偿机制还有待继续研究外.目前可靠性赔偿大多在用户调查法的基础上对用户损失进行估算，其估算的准确性取决于用户上报的数据，不排除虚报的可能性。因此，建立合理公平的可靠性电价赔偿机制是可靠性电价的实施后的关键。对于这方面的研究还需进一步深入。