【文章內(nèi)容簡介】 本文的第三部分，將會就這一問題進(jìn)行重點(diǎn)研究。第三章　可中斷負(fù)荷成本效益評價研究　可中斷負(fù)荷的成本效益可中斷負(fù)荷的成本效益分析是可中斷負(fù)荷管理研究的基礎(chǔ)。通過系統(tǒng)地了解用戶的停電成本組成和用電效益，可以制定合理的可中斷負(fù)荷管理方案。停電成本就是停電給用戶帶來的損失，這與用戶類型、提前通知時間、停電持續(xù)時間、停電發(fā)生時間、缺電比率等因素密切相關(guān)。相關(guān)數(shù)據(jù)通?？梢酝ㄟ^用戶調(diào)查的方式獲得，調(diào)查結(jié)果已在一些系統(tǒng)中得到實(shí)際運(yùn)用，比如英格蘭電力市場中采用的VOLL(Valae of Lost Load)指標(biāo)就是臨時停電造成的平均損失。而實(shí)施可中斷負(fù)荷可以等效為增加了備用機(jī)組，這有助于提高系統(tǒng)可靠性，削弱電力市場中市場勢力的影響，抑制價格尖峰，使系統(tǒng)更經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行。本小節(jié)對可中斷負(fù)荷的成本效益進(jìn)行了綜述，分析了提前通知時間、停電持續(xù)時間、停電發(fā)生時間、缺電比率等因素對可中斷負(fù)荷成本的影響，并得到一些可供參考的結(jié)論。然后介紹了可中斷負(fù)荷對提高可靠性，消除價格尖峰和減少運(yùn)行費(fèi)用的貢獻(xiàn)[5]?！】芍袛嘭?fù)荷成本可中斷負(fù)荷成本就是停電給用戶帶來的損失，即停電損失。停電損失的研究方法主要分為宏觀經(jīng)濟(jì)方法和用戶調(diào)查法[6]。宏觀經(jīng)濟(jì)方法比較粗糙，不能詳細(xì)描述停電對各產(chǎn)業(yè)和各用戶的實(shí)際影響程度，但在沒有進(jìn)行用戶調(diào)查研究的國家和地區(qū)，該方法仍具有一定的指示意義。本文第一章曾提及韓國采用全國GDP/總用電量和某產(chǎn)業(yè)GDP/該產(chǎn)業(yè)用電量，來估算停電損失，從而確定可中斷負(fù)荷電價的宏觀經(jīng)濟(jì)方法。香港地區(qū)利用已知信息，如以前的停電損失、通貨膨脹率、稅率等來預(yù)測以后停電損失確定可中斷負(fù)荷電價的方法。這些都是宏觀經(jīng)濟(jì)方法的實(shí)際應(yīng)用。用戶調(diào)查法能夠較為真實(shí)地反應(yīng)用戶的意愿，并能詳細(xì)的得到各行業(yè)的信息以及中斷時間等因素帶來的影響，是現(xiàn)在國際上流行的一種方法。對可中斷負(fù)荷成本影響較大的因素有[7]:用戶類型、提前通知時間、停電持續(xù)時間、停電發(fā)生時間及缺電比率等?，F(xiàn)在很多國家和地區(qū)都進(jìn)行了用戶調(diào)查，作為可中斷負(fù)荷管理的重要依據(jù)。提前通知時間對用戶的停電損失影響很大，可中斷負(fù)荷運(yùn)營中常常將提前通知時間作為一個重要參數(shù)加以規(guī)定。一般情況下，提前通知的時間越短，中斷負(fù)荷的補(bǔ)償就越高。表31給出1998年希臘和1993年加拿大有關(guān)調(diào)查結(jié)果。分析表31的數(shù)據(jù)可以看出，停電前通知時間在3天之內(nèi)給用戶造成的損失變化明顯，通知時間越長，減少的停電損失越大。超過三天減少的停電損失趨于恒定。這是由于提前通知時間長，用戶可以預(yù)先安排和調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃，造成的損失小。提前通知時間短，用戶不能及時調(diào)整工作計(jì)劃，停電損失率會很大。特別是當(dāng)提前通知時間為零時，表示臨時停電，停電損失達(dá)到最大值。表31有提前通知的停電損失的減少率(%)用戶提前通知時間1h14h516h1724h12d≥3d希臘加拿大工業(yè)加拿大商業(yè)停電持續(xù)時間也是用戶停電損失的一個重要參數(shù)，可中斷負(fù)荷合同也常常需要對停電持續(xù)時間做出明確規(guī)定。這首先要對用戶進(jìn)行分類調(diào)查，如對工業(yè)、商業(yè)和居民用戶分別進(jìn)行停電持續(xù)時間對停電損失影響的調(diào)查，并把調(diào)查獲得的結(jié)果進(jìn)行歸一化處理。損失的影響應(yīng)與工業(yè)用戶類似。需要指出，以上的調(diào)查結(jié)果都是基于用戶事前不知道停電持續(xù)時間而得到的。而簽訂可中斷負(fù)荷合同時，合同中常常規(guī)定的是停電持續(xù)時間或持續(xù)時間的上限，所以已知持續(xù)時間的停電損失對合同制定有更直接的指示意義，希臘調(diào)查結(jié)果見表32。表32 已知持續(xù)停電時間的停電損失減少率（%）停電持續(xù)時間20min1h4h8h1d損失減少率因?yàn)榭梢愿鶕?jù)已知的持續(xù)時間制定生產(chǎn)計(jì)劃、營業(yè)安排等，所以知道持續(xù)時間后可以進(jìn)一步減少停電損失。研究停電發(fā)生的時間對停電損失的影響也具有一定的指導(dǎo)意義。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果(見表33)來看，每個國家由于經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和氣候等因素不同，一年停電損失最大的月份(最壞月)各不一樣，但一周中，用戶最不愿意停電的天(最壞天)和一天中最不愿意停電的時段(最壞時段)基本相同。表33 發(fā)生停電的最壞時間國家最壞月最壞天最壞時段加拿大商業(yè)113月周五、周六13:0017:00加拿大工業(yè)122月周五09:0012:00印度58月周六09:0021:00從表33可以看出，一周中用戶最不愿意停電的日子是周五和周六。一天中最不愿意停電的時間是正常工作時間。不幸的是，用戶最不愿意停電的時間與系統(tǒng)最需要中斷負(fù)荷的峰荷時段重合，這將在一定程度上抬高可中斷負(fù)荷的補(bǔ)償費(fèi)。缺電比率對停電損失的影響常常被忽略，其實(shí)兩者密切相關(guān)。一般情況下，缺電比率越大，停電損失就越高。這是由于部分停電時，用戶可以關(guān)掉次要電器或部分工序，而全部缺電時，別無選擇，只能將全部用電負(fù)荷停止，因而停電損失較高。圖31是某水泥廠缺電比率與停電損失的關(guān)系圖。(圖中:c為停電損失，為缺電比率)圖31缺電比例與停電損失關(guān)系圖從圖31可以看出，停電損失與缺電量不再是簡單的一次線性關(guān)系，實(shí)際研究中通常采用二次曲線來進(jìn)行模擬。研究基礎(chǔ)就是架設(shè)停電損失與缺電量可以采用二次型模擬。公式如下: （31）　可中斷負(fù)荷的效益下面對可中斷負(fù)荷在可靠性貢獻(xiàn)、削減價格尖峰和減少系統(tǒng)成本3個方面進(jìn)行闡述[8]。(1)可中斷負(fù)荷對可靠性的貢獻(xiàn)可中斷負(fù)荷的實(shí)施能削減系統(tǒng)峰荷，相當(dāng)于給系統(tǒng)增加備用機(jī)組，可大大提高系統(tǒng)的可靠性。可靠性的提高相當(dāng)于系統(tǒng)向用戶提供了更優(yōu)質(zhì)的電能，這使市場中用戶以不高于原來的電價享受更好的服務(wù)。(2)可中斷負(fù)荷對削減價格尖峰的貢獻(xiàn)在電力市場中，實(shí)施可中斷負(fù)荷可大大增加需求側(cè)彈性，有利于市場運(yùn)行，帶來長期和短期的經(jīng)濟(jì)效益。短期經(jīng)濟(jì)效益是降低了電力市場中的價格尖峰，這可以用圖32(圖中1為供給曲線，2為主要發(fā)電機(jī)故障時供給曲線，3為峰荷時需求曲線，4為有可中斷負(fù)荷的需求曲線，橫坐標(biāo)Q表示容量)說明。圖32 可中斷負(fù)荷消除價格尖峰原理從圖32可以看到，正常情況下峰荷電價是供需曲線交點(diǎn)A，對應(yīng)的電價為P1。在主要發(fā)電機(jī)故障后，或者當(dāng)一些發(fā)電廠商進(jìn)行投機(jī)時，供給曲線將左移，此時，如果沒有可中斷負(fù)荷，價格將飛速上漲，價格達(dá)到P3，該情況對應(yīng)圖中D點(diǎn)。如果市場預(yù)先購入可中斷負(fù)荷，則需求曲線彈性增大，如圖ABC曲線所示，此時市場出清價P2對應(yīng)于C點(diǎn)。很明顯，即實(shí)施可中斷負(fù)荷后削減了價格尖峰。而價格尖峰的減弱，可以帶來長期的經(jīng)濟(jì)效益，體現(xiàn)在降低平均電價、減少價格波動上，其效益可以用平均電價的減少值與雙邊合同電量的乘積估計(jì)。(3)可中斷負(fù)荷對減少系統(tǒng)成本的貢獻(xiàn)可中斷負(fù)荷不僅可以直接節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，還可以減少發(fā)電機(jī)組和輸配電設(shè)備的容量投資。即實(shí)施可中斷負(fù)荷減少的成本既包括可避免運(yùn)行費(fèi)用，又包括可避免容量費(fèi)用。從市場參與者的角度考慮實(shí)施可中斷負(fù)荷可以調(diào)動需求側(cè)參與市場的積極性，有利于市場中各類參與者。對獨(dú)立調(diào)度IS0 (Independent SystemOperator)／電能交易中心PX(Power Exchange)，實(shí)施可中斷負(fù)荷可以削弱價格尖峰，減少市場中的投機(jī)行為；對售電商，可中斷負(fù)荷提供了在實(shí)時市場電價偏高時中斷部分負(fù)荷的機(jī)會，從而減少了市場風(fēng)險；對發(fā)電商，與某些大用戶簽訂可中斷合同等效于新增裝機(jī)容量，增加了在市場報價中的靈活性；對用戶，不僅可以得到中斷負(fù)荷補(bǔ)償，而且可以從可中斷負(fù)荷實(shí)施后因提高系統(tǒng)可靠性而削弱價格尖峰中受益。　各方實(shí)施可中斷負(fù)荷的成本效益分析可中斷負(fù)荷帶來的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益是巨大的。對于實(shí)施用戶來說，可以帶來缺電損失以及電費(fèi)支出的減少；對于電力系統(tǒng)來說，可以減少或推遲新建電廠的投資，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，并有利于改善原來強(qiáng)行拉閘限電所造成的較差形象；對于社會來說，可以帶來整體供電可靠性的提高、資源的節(jié)約，以及環(huán)境污染的減少。　用戶的成本效益分析可中斷負(fù)荷特別適合那些可以放寬可靠性要求的工業(yè)、商業(yè)、服務(wù)業(yè)等“塑性負(fù)荷”。許多國家已廣泛應(yīng)用于冶金、水泥、造紙、紡織等工業(yè)用戶，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。用戶愿意以較少的電費(fèi)開支，降低有限的用電可靠程度。用戶的效益是電費(fèi)節(jié)約與費(fèi)用支出的差值，可中斷負(fù)荷的潛力很大。通過可中斷負(fù)荷管理措施使用戶合理用電，降低單位用電成本。對一些工業(yè)負(fù)荷來說，可削減或轉(zhuǎn)移其在系統(tǒng)高峰時的用電負(fù)荷，同時低谷電價在某種程度上可減少用戶的費(fèi)用支出?？芍袛嘭?fù)荷對實(shí)施用戶經(jīng)濟(jì)效益的影響主要有兩方面：一是電費(fèi)支出的減少；一是實(shí)施該方案的成本費(fèi)用。測算公式如下：實(shí)施用戶的經(jīng)濟(jì)效益=得到的電費(fèi)折扣額實(shí)施該方案的成本費(fèi)用實(shí)施該方案的成本費(fèi)用=在中斷時段的總的缺電損失+為實(shí)施該方案進(jìn)行投資的折舊+調(diào)整生產(chǎn)的費(fèi)用調(diào)整生產(chǎn)后可以挽回的損失在中斷時段的總的缺電損失=單位時間缺電損失總的停電時間為實(shí)施可中斷負(fù)荷進(jìn)行的投資包括購置所需設(shè)備的投資、改造生產(chǎn)線的投資等。調(diào)整生產(chǎn)的費(fèi)用包括一些半成品的保存費(fèi)用、工作人員的補(bǔ)貼等。從理論上講，用戶得到的電費(fèi)折扣額至少能補(bǔ)償實(shí)施的成本費(fèi)用，即用戶的成本費(fèi)用即為實(shí)施該策略的最低折扣額，這也是在可中斷電價設(shè)計(jì)中進(jìn)行最低電價折扣率測算的基礎(chǔ)?！‰娏ζ髽I(yè)的成本效益分析電力企業(yè)的成本效益主要體現(xiàn)在降低電力生產(chǎn)成本、運(yùn)行成本，移峰填谷，改變系統(tǒng)負(fù)荷曲線，提高電網(wǎng)負(fù)荷率，改善調(diào)峰形勢，促進(jìn)電網(wǎng)安全，并減少或推遲調(diào)峰裝機(jī)容量的建設(shè)[9]。實(shí)施可中斷負(fù)荷可以提高系統(tǒng)可靠性，使電網(wǎng)和發(fā)電機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行，提高運(yùn)行效益。電力企業(yè)的成本效益主要包括可避免運(yùn)行成本和可避免投資成本。可避免運(yùn)行成本的數(shù)學(xué)模型流程見圖34。圖34可避免運(yùn)行成本估算計(jì)算可避免運(yùn)行費(fèi)用思路：比較有可中斷負(fù)荷和無可中斷負(fù)荷兩種情況下，系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行費(fèi)用的差值并計(jì)及總的能量收入的損失。計(jì)算可避免投資費(fèi)用思路與計(jì)算可避免運(yùn)行成本類似，主要是比較有可中斷負(fù)荷和無可中斷負(fù)荷兩種情況下，系統(tǒng)規(guī)劃運(yùn)行費(fèi)用的差值?？杀苊馔顿Y成本的數(shù)學(xué)模型，見圖35。圖35可避免投資成本評估電網(wǎng)企業(yè)的成本效益分析電網(wǎng)企業(yè)的收益主要是高峰負(fù)荷的降低所帶來的電網(wǎng)運(yùn)行成本的降低，即可免運(yùn)行成本；成本支出為給予用戶的電費(fèi)折扣額以及電網(wǎng)企業(yè)的其他成本投入(包括設(shè)備投資、管理費(fèi)用等)。測算公式如下：電網(wǎng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益=可免運(yùn)行成本電費(fèi)折扣額其他成本費(fèi)用可免運(yùn)行成本=夏季時段的可免容量微增單位負(fù)荷運(yùn)行成本+冬季時段的可免容量微增單位負(fù)荷運(yùn)行成本在實(shí)施可中斷負(fù)荷時，主要的成本支出部分，即給予用戶的電費(fèi)折扣額，由電網(wǎng)企業(yè)付出；而電網(wǎng)企業(yè)所得到的收益，即可免運(yùn)行成本，數(shù)值較小。故電網(wǎng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益往往很小，甚至為負(fù)。這是造成電網(wǎng)企業(yè)主動實(shí)施可中斷負(fù)荷的積極性不高的主要原因。因此，如何健全可中斷負(fù)荷的效益分配機(jī)制，并采取一定的措施給予電網(wǎng)企業(yè)適當(dāng)?shù)募?，是目前所要重視和解決的問題。發(fā)電企業(yè)的成本效益分析由于目前實(shí)行廠網(wǎng)分開獨(dú)立運(yùn)營核算，故將發(fā)電公司與電網(wǎng)公司的成本／效益分開來計(jì)算。在實(shí)施可中斷負(fù)荷措施時，發(fā)電公司直接投入的設(shè)備成本本費(fèi)用與電網(wǎng)公司相比可以忽略不計(jì)。發(fā)電企業(yè)將得到主要的收益，即可免投資成本。計(jì)算公式如下：可免投資成本=可免容量火電機(jī)組單位千瓦投資發(fā)電企業(yè)的成本支出部分