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文檔簡介
電力經濟學基礎華北電力大學電力市場研究所(二)電力市場供需理論及分析王雁凌Yanling.wang/p>
第二章
電力市場供需理論及分析主要內容1電力商品的基本特性2電力商品的成本及其構成3電力商品供給和需求分析的基本概念及其影響因素分析4電力商品供求關系及其市場規律1
電力商品的基本特性
1.1電力商品的物理特性
1.2電力商品的經濟特性1.3電力商品的社會特性1.1電力商品的物理特性(1)不可存儲性電力商品無法大量存儲,其生產、輸送、消費必須瞬間完成。電能生產、輸送、消費工況的改變十分迅速。1.1電力商品的物理特性(2)電力供給與需求必須實時平衡系統有功功率平衡遭到破壞,則系統頻率就會發生相應變化,由于所有設備都是按系統額定頻率設計的,系統頻率質量的下降將影響各行各業,而頻率過低時,甚至會使整個系統瓦解,造成大面積停電。系統無功功率平衡遭到破壞,則會導致系統的電壓質量下降,當電壓偏移過大時,會影響工農業生產產品的質量和產量,損壞設備,甚至引起系統性的“電壓崩潰”,造成大面積停電。1.1電力商品的物理特性(3)電能需要通過電網傳輸電網是傳輸電能的物理載體,電能的傳輸必須通過電網,這是電能區別于其它商品的重要特點之一,輸電和配電系統是電力系統運行必不可少的環節。1.1電力商品的物理特性(4)對電能質量要求嚴格電能質量的好壞指電源電壓的大小、頻率和波形是否滿足要求。1.2電力商品的經濟特性(1)稀缺性經濟學上的稀缺性是指在某一特定時間和空間里,特定資源的總體有限性相對于人類欲望無限性及欲望的無限增長而言,特定時間和空間里的有限資源遠小于人類滿足欲望的總體需求。電能是一種稀缺的商品電能是二次能源,需要一次能源轉化;電力產業投資規模巨大,而且投資回收期長,具有自然壟斷性,進入壁壘高,決定了電能的生產規模不能無限擴大;電能的不可存儲性,決定了電能不可大量存儲,在電能需求旺盛時期,供需矛盾突出。1.2電力商品的經濟特性
(2)需求彈性小與需求多變性電力商品需求彈性小,一般的消費者需求數量不會隨著電力價格的上漲或下降而有顯著的改變。消費者對電力的需求帶有較大的隨機性,這使電力需求在一年內不同時期甚至一天中的不同時刻都有很大的不同。電力需求的多變性則要求電力企業在滿足供應的同時,要通過需求側管理或其他途徑如提高錯峰能力來平衡供需。1.2電力商品的經濟特性(3)資產專用和資本密集性無論是發電設施還是輸電、配電設施都具有較強的資產專用性,除了某些熱電聯產設施可以既用來發電,又用來供熱以外,一般很難轉做他用。電力產業投資規模巨大,而且投資回收期長,具有明顯的資本密集性特征。據中國電力企業聯合會統計數據顯示,2008年我國電力基本建設投資完成額達5763億元,其中,電源完成投資2879億元,電網完成投資2885億元。電力設施一旦建成投入使用,就形成巨大的固定資本沉淀性,這種巨大的固定資本沉淀性,是影響電力產業進入和退出壁壘的重要因素。1.2電力商品的經濟特性(4)自然壟斷性由于電力產業投資量大,投資回收期長,電力的生產需要大量的固定設備,使固定成本非常大,而可變成本相對很小,平均成本在很高的產量水平上仍是下降的。因此最先進入的企業生產規模越大,成本就會越低,這必然具有把生產規模擴大到獨占市場的趨勢。如果壟斷企業已存在,任何新的企圖進入該產業的企業,必然面臨較高的壁壘,無法與壟斷企業展開競爭。但是自然壟斷特性并不是一成不變的,它具有階段性、地域性的特點,也就是說在一定時期一定范圍內的自然壟斷產業可能隨著技術的發展和需求的變化而改變。1.2電力商品的經濟特性(5)外部性外部性是指一個經濟主體的行為對另一個經濟主體的福利所產生的效應,而這種效應并沒有通過貨幣或市場交易反映出來。電力產業的負外部性主要是環境外部性問題火力發電對不可再生能源的消耗對大氣的污染水電工程對生態環境的破壞、影響核事故以及核廢料的處理對環境所造成的災難性破壞等。1.3電力商品的社會特性(1)準公共物品特性根據物品是否具有競爭性和排他性,可以把物品劃分為私人物品、公共物品和準公共物品。私人物品在消費或使用上具有兩個特征:一是競爭性,如果某人已消費了某種物品,則其他人就不能再消費這種物品;二是排他性,只有購買物品的人才能消費物品,沒有購買的人則無權消費物品。如果只在使用上不具有競爭性那么就是準公共物品。電力產品是介于公共物品和私人物品之間的準公共物品:需要購買才能使用,具有排他性,但是在一定條件下并不具有競爭性。電力產品具有準公共物品的特性要求政府介入或干預電力產品的生產,以避免市場經濟下追求自身利潤最大化的企業難以保證電力這種準公共物品的提供。1.3電力商品的社會特性(2)對國民經濟影響重大電力產品被公認為是關系國計民生的必需品,電力工業是國民經濟的重要基礎產業部門和整個社會基礎結構中的主要組成部分,對經濟的持續快速健康發展和人民生活的改善發揮著十分重要的促進和保障作用。首先,在現代社會經濟生活中,電力工業和交通運輸、郵電通訊、鋼鐵、石油等部門一起構成各行各業和任何一種經濟活動賴以進行的物質技術基礎。其次,電力與食品、住宿、服裝、交通工具一樣,構成現代社會人民生活和社會再生產的物質技術基礎。1.3電力商品的社會特性(3)清潔能源、使用便捷電能是二次能源,相比其它終端消費的能源(例如煤炭、石油和天然氣),電能具有使用效率高、無環境污染的優點,是最清潔的能源形式。2電力商品的成本及其構成
2.1成本基本概念2.2電力成本構成及其分析2.3發電成本2.4輸配電成本2.5售電成本2.1成本基本概念成本是生產和銷售產品(或提供服務)所付出的經濟價值。產品生產銷售過程需要耗費:生產資料勞動力2.1成本基本概念固定成本與變動成本總成本=固定成本+變動成本邊際成本機會成本沉沒成本滿足新增需求付出的代價資源的稀缺性導致,放棄的代價擱淺成本學習討論發電廠的固定成本、變動成本有哪些?發電、輸配電哪個環節的固定成本比重大?新增一個電力用戶或是原有用戶新增1千瓦的用電需求,帶來哪些邊際成本?學習討論一個電廠、一個變電站、一條輸電走廊的建設隱含著哪些機會成本?電力供應緊張時,電能的機會成本如何體現?2.2電力成本構成及其分析2.2.1電力成本界定2.2.2電力成本分析的目的2.2.3電力成本劃分2.2.1電力成本界定
電力成本界定必須劃清電力企業的生產經營支出與營業外支出。生產經營支出:指電力企業發生的與其生產經營活動直接相關的各項支出。包括資產購置支出、電能產品制造支出等。營業外支出:是指電力企業發生的與電力生產經營活動無直接關系的各項支出。例如債務重組損失、罰款支出、公益性捐贈支出等。營業外支出與電力生產經營活動沒有直接關系,不能作為電力成本。2.2.2電力成本分析的目的電力商品價格形成的基礎電力企業生產、經營管理的需要能源資源優化配置的需要(電力、煤炭、油氣能源)2.2.3電力成本劃分
按環節
按電力成本類型劃分
按環節發電成本輸配電成本售電成本我國電網分布圖
按電力成本類型劃分生產成本:是產品在制造過程中發生的成本,包括一切與生產有關的直接和間接生產成本,通常由直接材料、直接人工和生產費用構成。期間費用:是企業行政管理部門為了組織和管理生產經營活動以及產品銷售所發生的,不能直接或間接歸入某種產品成本的費用。總成本=生產成本+期間費用期間費用分項
期間費用包括:管理費用、營業費用和財務費用管理費用:是指企業為組織和管理企業生產經營活動所發生的各項費用,包括企業董事會和行政管理部門在企業的經營管理中發生的,或者應當由企業統一負擔的公司費用(包括行政管理部門職工工資、修理費、辦公費和差旅費)、工會經費、待業保險費、勞動保險費、董事會費、聘請中介機構費、咨詢費(顧問費)、訴訟費、業務招待費、房產稅、車船使用稅、土地使用稅、印花稅、技術轉讓費、職工教育經費、排污費等。期間費用分項營業費用:是指企業在銷售產品和提供服務等日常經營過程中發生的各種費用以及專設銷售機構的各項經費。財務費用:是指企業籌集生產經營所需資金而發生的各項費用,包括利息支出、匯兌凈損失、金融機構手續費用等。注:可參考相關《成本會計學》書籍,進一步理解生產成本和期間費用。2.3發電成本2.3.1發電成本設置2.3.2影響發電成本的因素2.3.3各種電力能源形式的發電成本差異分析2.3.1發電成本設置燃料費購入電力費水費材料費工資職工福利費折舊費修理費其他費用等成本項目。2.3.1發電成本設置(1)燃料費燃料費指火力發電廠直接用于生產電力所耗用的各種燃料,如煤炭、石油、天然氣、液化氣等。燃料費=(∑(入爐煤標煤價格×發電標準煤耗)×比例+∑(油折標煤價格×發電標準煤耗)×比例+∑(氣折標煤價格×發電標準煤耗)×比例))。(2)購入電力費指向外單位購入有功電量所支付的電費。2.3.1發電成本設置(3)水費水費指發電生產用水水費。包括電廠生產過程中消耗的水的外購費用(即外購水費,如除灰、冷卻、鍋爐補給水等的費用)及水資源費、水利工程設施供水(湖、庫、河、渠)的費用及水電廠提取的庫區維護費、后期扶持基金。(4)材料費材料費指發供電及供熱生產運行、維護所耗用的消耗性材料、事故備品以及不應計入“燃料”項目的其他各種生產用燃料。2.3.1發電成本設置(5)工資工資指支付給生產、管理部門職工(包括固定職工、合同制職工、臨時工、學徒工、經批準計劃外用工等)的工資、獎金、津貼、補貼等。(6)福利費職工福利費指按實際支用的可提取福利費的工資總額及規定的比例提取的職工福利費。2.3.1發電成本設置(7)折舊費折舊費指按規定計提的固定資產折舊費。固定資產在使用過程中會受到磨損,其價值損失通常是通過計提折舊的方式得以補償。計算折舊時需要先計算固定資產原值。固定資產原值是指項目投產時(達到預定可使用狀態)按規定由投資形成固定資產的部分。2.3.1發電成本設置折舊費計算固定資產的折舊方法一般采用直線法,包括年限平均法和工作量法。
1)年限平均法
2)工作量法年折舊費用如何計算?2.3.1發電成本設置(8)修理費修理費是指為保持固定資產的正常運轉和使用,充分發揮使用效能,對其進行必要修理所發生的費用,包括在生產經營過程中發生的各項一般性修理和大修理費用,為修理固定資產領用的材料、不屬于固定資產性質的備品備件等費用,以及委托外單位進行的房屋、建筑物、設備、工具、儀表、生產和管理用家具、器具修理費等都屬于修理費的范疇。大修(四年一次);小修(一年一次)2.3.1發電成本設置(9)其他費用其他費用指不屬于以上各項而應計入產品成本的其他費用,包括辦公費、水電費、差旅費、低值易耗品費、勞動保護費、物業管理費、運輸費、綠化費、工會經費、職工教育經費、外購無功電費、業務費、保險費、租賃費、稅金、試驗研究開發費、燃、材料盤虧和損耗、取暖費、排污費、壞賬損失、住房公積金、待業保險費、勞動保險費、業務招待費、土地使用費、土地損失補償費、技術轉讓費、中介費、存貨跌價準備、董事會費、長期待攤費用攤銷、無形資產攤銷等。2.3.2影響發電成本的因素
影響固定發電成本的因素
影響變動發電成本的因素
影響固定發電成本的因素政策因素電廠的內部因素政策因素(1)折舊政策折舊是隨固定資產磨損而逐漸轉移的價值。對于新建電廠來說,折舊一般占電廠的固定成本的30%左右,老電廠則為15%左右。大多數電廠一般采取直線折舊法,折舊期內每年的折舊額相同。但也有些電廠采用加速折舊法以求盡快收回固定資產。加速折舊法的特點是前幾年折舊額高,越往后折舊額越低。不同的折舊方法使得每年的折舊額變化很大,因此將對其固定成本產生重大影響。
政策因素(2)金融政策決定固定成本的另一個重要因素是金融政策,它包括三個方面的內容:
利率還貸期限匯率政策因素(3)資本金政策目前對獨立發電公司國家規定自有資本金不得低于20%。自有資金投資者往往對收益率要求較高,同時按公司法的法定公積金和公益金,這些因素都將影響電價。
政策因素(4)送出工程的產權歸屬影響固定成本送出工程包括有發電廠至電網樞紐變電站的所有輸、變電配套項目。電廠位置距電網線路遠近以及電壓等級不同、設備造價不同都將使電廠的這部分費用支出差別很大,這些線路的產權如歸電廠所有。為此增加的折舊、還貸以及運行費用將增加電廠的固定成本。在目前電廠進行規范化改造的背景下,如將送出工程的產權和相應的債務移交電網,則由電網擁有產權并還本付息,相應的減少了電廠固定成本。電廠的內部因素(1)容量造價容量造價是指電廠建設期滿后形成的固定資產的價值。這一部分要通過提取折舊來收回,在折舊率一定的條件下,容量造價越大,相應的提取的折舊費就越多,電價就高。容量造價主要受通貨膨脹和基建管理水平的影響。電站建設時如果通貨膨脹率高,則各項物資材料的價格都會大幅度上升,電廠基建費用增加,使容量造價上升。另外如果電廠基建管理水平不高,在電廠基建、安裝時浪費嚴重或過多建設服務設施都會增加固定成本。
電廠的內部因素(2)機組類型目前我國的發電機組類型較多,既有5萬KW以下的小機組,也有100萬KW的高參數、大容量的超臨界機組。不同的機組由于性能不同,相應的投資也各不相同。性能差、效率低的小火電機組投資少,相應的折舊、還貸額較少,固定成本就低;而大容量、高效率的大機組投資大,電廠所負擔的固定成本較高,從而影響還本付息期間的固定成本。電廠的內部因素(3)發電負荷特性負荷特性是指機組在電網中承擔的負荷不同而發揮不同的作用。根據負荷特性不同,電廠可劃分為基荷電廠、腰荷電廠、峰荷電廠。基荷電廠發電時間長、設備利用率高,單位電量的固定成本較低;腰荷電廠發電量低于基荷電廠,保證發電時段少于基荷電廠,單位電量的固定成本應比基荷電廠高一些;峰荷電廠因調峰需要經常啟停,備用時間較長,發電設備利用率低,單位電量的固定成本應是最高的。
電廠的內部因素(4)機組可用率機組可用率是發電機組在發電機組、鍋爐、升壓變壓器及輔機等設備配合的情況下,實際可以達到的生產能力與機組銘牌容量的比值。如果機組可用率低,單位電量的固定成本就會上升。影響變動成本的因素燃料管理機組熱耗率廠用電率燃料管理燃料作為火電廠的重要生產資料,而且在我國的火力發電廠中絕大多數是以煤為燃料的,其全年發電燃煤量占全年原煤總產量的五分之一。在火電廠的生產資本中燃料費一般占到總成本的40%-50%,變動成本的80%-90%。燃料管理貫穿從采購到入爐的整個過程,主要有三個影響因素:
燃料管理(1)燃料價格隨著煤炭市場的逐步建立,煤炭價格通過競爭確定價格。價格的下上波動將會對電廠的變動成本產生影響。電廠應在考慮安全性的前提下,根據市場供求關系的變化,選擇價格低質量高的燃煤。燃料管理(2)質量煤炭的發熱量是燃煤的重要指標。華北電網電煤采購就是以熱定價,規定每千克不小于6300大卡。如果發熱量達不到要求,一是增加燃料消耗,二是增加設備磨損,三是影響機組出力,相應增加成本支出。電廠應加強入場煤的檢驗工作,在保證發熱量的同時,還應對含水量、含硫量、灰分提出明確要求,力求接近或達到機組設計用煤的標準。
燃料管理(3)運輸和儲備燃料運輸應考慮儲備、消耗和鐵路運力科學安排,減少租用車皮和裝卸滯期所引起的成本支出。裝卸損耗、優劣值煤摻雜燒等問題也影響燃料成本。機組熱耗率機組的正常運行中,影響其熱耗率的因素非常復雜,但歸結起來主要為:機組的運行工況鍋爐效率汽輪機內效率管道效率
廠用電率
火電廠發出電量的同時,其燃料運輸、制備、供水和通風及照明等都要消耗一定量的電能。廠用電量是所有生產機械耗電量的總和。廠用電率就是廠用電量與同時的總發電量的百分比。當廠用電率高時,電廠生產單位電量消耗的電能就多,那么相應的上網電量就會減少。廠用電率的影響因素主要包括主機性能、是否承擔調峰任務以及輔機設備運行及匹配是否合理等。2.3.3各種電力能源形式的發電成本
差異分析
火力發電水力發電核能發電風力發電太陽能發電生物質能發電火力發電火力發電變動成本主要取決于燃料成本,變動成本所占比重大。火力發電會產生煙塵和溫室氣體等大氣污染物。火力發電成本應考慮環境成本,主要包括:為了避免或控制污染物對環境造成的影響或為了減少污染物排放而投入的技術、設備及管理成本等,如火電廠的脫硫、脫硝和除塵成本等;電廠因為排放的污染物向有關部門繳納的排污費、污染稅等費用。水力發電相較火力發電,水力發電不需要燃料費。水力發電由于利用水工程或機械設施直接從江河湖泊取水,因此需要按規定繳納水資源費。為解決水庫帶來的移民和庫區維護等問題,對于水電工程,尤其是大中型水電工程,要征收水庫維護費和庫區移民后期扶持基金等水庫基金。水電工程屬于資金密集型企業,從項目開工到竣工投產,所需投資量大,建設周期長,水力發電成本的折舊在總成本中所占比重較大。水力發電對生態環境造成一定影響,需投入一定的生態補償成本。已有部分新建水電站開始考慮進行生態補償,例如每年購買魚苗投放用于生態補償。各種電力能源形式的發電成本差異分析水電火電如何對應呢?核能發電核能發電的成本中,燃料費、水費、工資及福利費、折舊費、修理費、財務費用和管理費用的計算原理與火電基本相同;材料費用的計算方法與火電有所區別。核能發電除去以上8項成本費用外,核能發電成本中還包括退役基金以及核后處理費。在核能發電成本組成中,折舊、燃料、財務費用和大修理費是所占比例最大的幾個因素,其次為材料費和退役基金。核電工程單位千瓦造價遠遠高于火電,且前期投資多。隨著國產化比例的提高,核能發電成本會明顯降低。核電燃料費在成本中所占的比例要低于火電。目前核能發電成本高于火電。風力發電
風力發電是依靠自然風力資源發電,不消耗常規能源。風力發電造價較高,我國風力發電的單位千瓦造價在8000~10000元左右,風電設備依賴進口是造成風電成本偏高的最主要原因。風力資源較好的地區,隨著風力發電裝機的國產化和風力發電的規模化,風力發電成本有繼續下降的趨勢。風電環境成本幾乎為零。太陽能發電太陽能發電不需要持續投入燃料。太陽能發電裝置的一次性投入大。太陽能電池是光電轉換的基本器件,但它的原料硅晶技術只有美、日、德等少數幾國掌握。目前,我國90%以上的太陽能電池原料依靠進口、價格高昂,使得太陽能發電的成本很難下降。要降低太陽能發電的成本就得不斷提高光電轉換率,而目前的光電轉換率一般都在15%左右,在短時間內很難有大的突破。蓄電池的定期更換費用。蓄電池用于儲存太陽能電池受光照時所發出的電能并隨著向負載供電。蓄電池必須定期更換,一般5年一換,也帶來成本費用。目前,太陽能發電的成本相對過高,發電成本約2~5元/KWh。生物質能發電生物質發電主要是利用農業、林業和工業廢棄物為原料,也可以將城市垃圾為原料,采取直接燃燒或氣化的發電方式。我國目前以秸稈發電、沼氣發電與生物質氣化發電為主。生物質能發電的發電廠運營成本高是發電成本相對較高的主要原因之一。生物質發電技術目前已經發展得較為成熟,發電成本約在0.5元/千瓦時左右,高于火電和水電。2.4輸配電成本2.4.1輸配電成本定義2.4.2輸配電成本劃分2.4.1輸配電成本定義
輸配電成本是以輸配電網企業為核算對象,是指輸配電網企業為提供輸配電服務所發生的各種成本費用。2.4.2輸配電成本劃分輸配電企業生產成本核算一般設置:材料費、工資、職工福利費、折舊費、修理費、其他費用等成本項目。輸配電企業期間費用包括輸配電企業的財務費用、營業費用及管理費用等成本項目。生產成本核算一般設置(1)材料費材料費是指輸配電網企業為維護電網運行安全、保證電能輸配所耗用的消耗性材料、事故備品等。材料費一般可按以下兩種標準核定:按容量取費,即在同一容量下,不管輸配電量多少,其材料費用是不變的;按電量收費,即材料費隨輸配電量的增減而同比例變動,是變動成本。生產成本核算一般設置(2)工資工資是輸配電網企業按勞動制度的規定支付給職工的勞動報酬,包括基本工資、獎金和各種津貼。根據各企業工資現狀,一般將工資分為固定工資和變動工資兩部分。(3)福利費福利費是指輸配電網企業以職工工資總額按規定比例計提的職工福利費。生產成本核算一般設置(4)折舊費
折舊費是指輸配電網企業固定資產在使用過程中,因逐年損耗而消失的價值,每年以折舊費形式計入成本費用,它包括輸配電設備折舊、房屋建筑物折舊等。折舊費是固定成本,在一定期間內,不隨輸配電量的變化而變化。(5)
修理費修理費是指輸配電網企業在維護電網運行安全、保證電能輸配過程中發生的各項修理費用,包括固定資產日常修理費,委托外單位進行的房屋、建筑物、設備、工具、儀表修理費,生產用家俱、器具修理費等。普通修理費用的特點是間隔短、次數多、范圍小、費用低;更新改造維修費是為了恢復固定資產原有的生產效率,對其主要組成部分或較多的零件進行更新修理,其特點是間隔長、次數少、范圍大、費用高。生產成本核算一般設置(6)其他費用
其他費用是指輸配電網企業在維護電網運行安全、保證電能輸配過程中發生的應計入輸配電成本,但不列入以上各成本項目的費用,包括:辦公費、水電費、差旅費、低值易耗品、勞動保護費、物業管理費、綠化費、工會經費、職工教育經費、業務費、保險費、稅金、排污費、壞賬損失、待業保險費、勞動保險費、業務招待費、土地使用費、中介費、各項跌價準備、無形資產攤銷等。輸配電網企業應在“其他費用”項下設明細科目。2.5售電成本2.5.1售電成本概念2.5.2售電業務形式2.5.3生產成本核算一般設置2.5.1售電成本概念售電成本是以售電企業為核算對象,是指售電企業為提供售電服務所發生的各種成本費用。售電服務是指直接面向電力用戶的電力供應服務。售電業務主要包括售電企業向終端電力用戶售電所涉及到的表計安裝維護、電量計量、電費收取、經營管理、客戶服務等。2.5.2售電業務形式
考慮電力市場化格局的不同,承擔售電業務具有不同的形式:(1)售電業務與輸配電業務不獨立。售電業務由輸配電網企業統一承擔。我國目前的輸配、售電業務就沒有分離,全部由電網企業承擔。(2)售電業務獨立。售電業務由獨立的電力零售商承擔,或是輸配電網企業、發電企業也可以直接向用戶提供獨立財務核算的售電業務。電力市場競爭放開到售電側的許多國家,售電業務獨立。2.5.3生產成本核算一般設置
對于售電業務獨立的售電企業,售電企業生產成本核算一般設置:購電成本輸配電成本售電企業的材料費工資福利費折舊費修理費其他費用等成本項目。
2.5.3生產成本核算一般設置購電成本是指售電企業從發電企業或電力市場購入電能所支付的費用。輸配電成本是指售電企業支付給輸配電網企業用于支付電能輸配電服務的費用。材料費、工資、福利費、折舊費、修理費和其他費用等成本項目,與發電環節和輸配電環節的成本核算一樣。3電力商品供給和需求分析的基本概念及其影響因素分析
3.1電力供給基本概念及其影響因素分析
3.2電力需求基本概念及其影響因素分析3.1電力供給基本概念
及其影響因素分析3.1.1電能供應能力
3.1.2影響電能供給的因素分析
3.1.1電能供應能力電能的供應能力通常應包括兩個方面:(1)滿足系統最大負荷的能力,可以簡稱為電力供應能力;(2)滿足系統所需電量的能力,可以稱之為電量供應能力。3.1.1電能供應能力電力供應能力主要取決于系統的裝機容量,裝機容量越大,電力供應能力越強。電量供應能力則不僅僅由裝機容量決定,它更多的由發電機組的發電能力所決定。相同容量的不同類型的發電機組其發電能力往往是不盡相同的。因此,系統的電量供應能力除受發電裝機容量的影響外,還受到各類發電機組所占比例,即電源結構的影響。3.1.2
影響電能供給的因素分析
發電能力
輸配電能力
電力投資規劃
經濟
技術
環境
政策
發電能力發電能力主要取決于系統的裝機容量、發電機組可用率、水電的來水情況以及火電的燃料供應情況等;相同容量但不同類型的發電機組,其發電能力往往是不盡相同的。
輸配電能力輸電能力是以輸電線路或輸電斷面的輸電容量極限來度量的,通常包括暫態穩定極限、靜態穩定極限和熱穩定極限等;輸電能力主要取決于輸變電設備容量、電網結構、電源和負荷特性等因素;配電能力是以配電線路和變電站容量來度量的。
電力投資規劃電力投資規劃分為電源投資規劃和電網投資規劃;電網規劃與電源規劃的協調性。
經濟(1)電價(2)
供電成本(3)
替代能源及其價格
經濟
(1)
電價電價分為發電上網電價、輸配電電價和終端銷售電價。由于分析的是電能供給,在下面所提到的電價專指上網電價和輸配電價。在市場環境下,電價在電力供給能力范圍內對電力供給的影響是直接的,迅速的;但是由于電力商品不能儲存和電力開發和運營的技術屬性,電力供給在短期還是會呈現出一定的剛性特征。目前我國電價是由國家制定,電價對電力供給的影響是宏觀的、長期的、緩慢作用的過程,表現出一定的滯后調整效應。供電成本是指在電力生產、傳輸以及銷售過程中所消耗的成本。包括發電成本、輸配電成本以及售電成本。供電成本越高,利潤就越少,電力供應就會隨之下降;反之,供電成本越低,利潤就越多,供給量就會增加。
經濟
(2)
供電成本煤炭、石油、天然氣——一次能源電力——二次能源一次能源是電力的替代能源一般來說,當作為一次能源的價格降低時,電力的供給量將減少;當替代能源價格上升時,電力供給量將增加。另一方面:作為替代能源的一次能源同時也是電力的生產資料,對電力供給量的影響又有著與上述相反的作用效果。
經濟
(3)
替代能源及其價格
技術技術因素的影響主要體現在電力裝備及生產的技術水平上。例如:超臨界、超超臨界火電機組投產;可再生能源發電技術不斷完善;遠距離大容量輸電技術的突破;電網互聯的發展;電力裝備技術的進步;調度運行水平的不斷提高;等等。超臨界、超超臨界火電廠超超臨界機組和超臨界機組指的是鍋爐內工質的壓力。鍋爐內的工質都是水,水的臨界壓力是:22.115MP,臨界溫度是374.15℃;在這個壓力和溫度時,水和蒸汽的密度是相同的,就叫水的臨界點;爐內工質壓力低于這個壓力就叫亞臨界鍋爐;大于這個壓力就是超臨界鍋爐,爐內蒸汽溫度不低于593℃或蒸汽壓力不低于31MPa被稱為超超臨界。
環境化石能源日益短缺環境保護、節能降耗的要求新的電力投資取向更環保節能的電網調度方式
政策政策因素影響電源結構變化、電網結構變化,燃料供應狀況的調整。政策因素主要包括:能源政策價格政策電力改革政策等等。上大壓小、節能發電調度、可再生能源發展,互聯電網及特高壓電網的建設、煤電聯動、智能電網。3.2電力需求基本概念
及其影響因素分析
3.2.1電力需求與電力負荷曲線3.2.2中長期電力需求主要影響因素3.2.3短期電力需求主要影響因素3.2.4電力需求價格彈性3.2.1電力需求與電力負荷曲線3.2.1.1電力需求相關概念3.2.1.2電力負荷曲線
電力需求相關概念(1)
電力與電量(2)
電力需求與電力需求量(3)
電力需求與電力消費(4)
電力需求函數與電力需求曲線
電力需求相關概念
(1)
電力與電量從電力系統角度,電量是指用電設備所需用電能的數量。電量是電力在時間上的累積,電力是電量對時間的微分。電力的單位是千瓦,電量的單位是千瓦時。從經濟學的角度來解釋,電量就是電力商品的產量,而電力是在某一時刻電力商品的生產(或者消費)能力。電力和電量是一對范疇概念并無特指,在電力生產的不同環節電力和電量都有不同的專業名詞,比如:在供給側,電力是指發電機組輸出的有功功率(簡稱有功出力),電量是指發電量;在需求側,電力是指負荷的有功功率值,電量是指用電量。由于電力系統的實時平衡性,研究電力商品的供給和需求規律時必須分別研究電力和電量的供求規律。
電力需求相關概念
(1)
電力與電量電力需求電力需求是指消費者在某一特定時期內,在某一價格條件下愿意且有支付能力購買電力商品的數量。構成需求的兩個條件是:有購買欲望和有購買能力。與其它商品一樣,電力需求同樣具有以下三個要點:(1)與價格密切相關;(2)是一個意愿購買量;(3)是特定時間段內的用電需求。
電力需求相關概念
(2)
電力需求與電力需求量電力需求反映了電力需求量和不同的價格水平之間的全部關系,它是指整個需求曲線和需求表。電力需求量是需求曲線上的某一點或需求表中的某一行,將個人需求曲線水平相加而得。電力需求的變動和電力需求量的變動都是電力需求數量的變動,但是引起兩種變動的因素是不相同的。
電力需求相關概念
(2)
電力需求與電力需求量電力需求的變動是指在電力價格不變的條件下,由于其他因素發生變動所引起的電力需求數量的變動。在幾何圖形中,電力需求的變動表現為需求曲線的位置發生移動。圖:電力需求的變動和需求曲線的移動
電力需求相關概念
(2)
電力需求與電力需求量電力需求量的變動是指在其他條件不變時,由于電力價格變動引起的電力需求數量的變動。在幾何圖形中,電力需求量的變動表現為沿著一條既定的需求曲線的運動。圖:電力需求量的變動
電力需求相關概念
(2)
電力需求與電力需求量電力需求是屬于經濟學范疇的概念,一般很難準確測度。電力消費是有效的電力需求在過去時間的反映,是實際發生的購買量,可以根據實際消耗數據統計出來。只有在電力供給充足且不發生電網阻塞時,電力需求在量上等于電力消費。
電力需求相關概念
(3)
電力需求與電力消費
電力需求相關概念
(4)
電力需求函數與電力需求曲線
電力需求函數是表示電力需求與影響電力需求的諸因素之間的函數關系,一般形式為:電力商品的需求量;:價格;:替代品的價格;:收入;:消費者偏好;…:影響電力商品需求量的自變量。電力需求函數可能是線性的,也可能是非線性的,應視具體問題而定,一般為簡化處理,往往將非線性的問題轉化為線性問題。電力需求曲線是在其它條件不變時,將電力商品價格與電力需求關聯起來的曲線,是表明電力價格與需求量之間關系的一條曲線。電力需求曲線分為個人需求曲線和市場需求曲線。電力需求曲線圖中,縱軸表示價格,橫軸表示電力需求數量。
電力需求相關概念
(4)
電力需求函數與電力需求曲線
電力需求函數規定了需求量與決定需求全部變量之間的關系。電力需求曲線僅僅是需求函數的一部分,它在所有其它自變量的作用保持不變時,反映了電力商品的價格與需求量之間的關系。
電力需求相關概念
(4)
電力需求函數與電力需求曲線
(1)電力負荷(2)電力負荷曲線
電力負荷曲線
電力負荷曲線
(1)電力負荷電力負荷是使用電能的用電設備消耗的功率(有功和無功)。用電設備包括異步電動機、同步電動機、各類電爐、整流設備、電子儀器、照明設施等等。根據電力用戶的不同負荷特征,電力負荷可區分為各種工業負荷、農業負荷、交通運輸業負荷和人民生活用電負荷等。電力負荷曲線是在某一段時間內負荷功率隨時間變化的特性曲線。按時間段可分為日、周、年負荷曲線和年持續負荷曲線。電力系統負荷曲線是進行電力電量平衡、分析電力系統運行方式、確定區間電力電量潮流分布和可靠性計算及電源優化的基礎資料。在直角坐標系中,縱坐標表示負荷(有功功率和無功功率)值,橫坐標表示對應的時間(一般以小時為單位)。
電力負荷曲線
(2)電力負荷曲線日負荷曲線(dailyloadcurve)表示電力負荷數值在一晝夜0時至24時內的變化情況。圖:光滑或鋸齒形的日負荷曲線
電力負荷曲線
(2)電力負荷曲線周負荷曲線(weekloadcurve)是表示一周內每天最大負荷變化狀況的曲線,常用于可靠性計算和電源優化計算,主要根據實際系統統計資料,經分析整理而成。MW0:000:000:0012:0012:00300150012:000:00圖:周負荷曲線
電力負荷曲線
(2)電力負荷曲線年負荷曲線(yearloadcurve)表示一年內各月最大負荷的變化狀況。年持續負荷曲線是表示全年負荷按大小排隊,并作出對應的的累計持續運行小時數,從最小負荷開始,依次將各點負荷連成的曲線。該曲線可算出系統全年的電量,常用于編制電力系統的發電計劃和進行可靠性估算。
電力負荷曲線
(2)電力負荷曲線圖:年持續負荷曲線
電力負荷曲線
(2)電力負荷曲線3.2.2中長期電力需求主要影響因素
中長期電力需求是中期電力需求和長期電力需求的簡稱,定位在5年以上的需求。中長期電力需求的變化周期一般通過宏觀經濟發展周期可以從整體上進行把握。中長期電力需求是電網、電源規劃和投資的基礎。3.2.2中長期電力需求主要影響因素GDP代表宏觀經濟發展形勢電價人口經濟結構——分類負荷比例效率變量——能效居民生活水平提高的影響環保替代能源及其相關產品氣候從我國現階段電力需求的實際情況看,影響用電需求的因素,可以歸納為電力行業外部因素和內部因素兩方面。3.2.2中長期電力需求主要影響因素3.2.2.1外部因素(1)國民經濟運行狀況在市場經濟條件下,各國國民經濟的發展軌跡,普遍呈現高低起伏的波浪型形式,具有明顯的經濟周期。隨著經濟運行的周期性變化,消費者的消費需求、投資、政府購買和進出口貿易也會發生周期性變化。受經濟波動的影響,電力需求表現出明顯的波動性。國內生產總值被認為是電力消費的決定因素。3.2.2.1外部因素(2)國家宏觀產業結構調整國家宏觀產業結構調整必然會影響各產業電力需求的變化。我國產業結構正在經受一系列的調整過程,各大產業對國內生產總值(GDP)所做貢獻的比重發生著巨大的變化,高耗電產業實現的GDP比重正在縮小,低耗電的第三產業和高新技術產業現的GDP比重正在逐步擴大。隨著技術的進步和經濟結構,經濟體制的調整,全社會的用電結構、用電數量必然發生相應變化。3.2.2.1外部因素(3)環保措施的影響環境保護標準的提高會增加用能企業治理環境污染的成本,成本轉嫁到產品價格上,會降低產品需求和電力需求。由于環保標準提高,電力作為干凈能源受到青睞,用電去替代污染嚴重的煤炭和燃油,又會增加電力需求。3.2.2.1外部因素(4)能源市場變化帶來的影響從整個能源消耗市場來看,電力市場只是其中的一個組成部分。用戶消費能源的種類和數量與能源的價格、易用性等也有關系。在一定條件下,用戶選擇電力消費和其它能源消費的比重可能會發生變化,有時甚至會完全發生逆轉。例如,管道煤氣價格的提高會使居民用電負荷迅速增加。3.2.2.1外部因素(5)消費結構的變化隨著經濟的發展,人們收入日益增加,消費水平不斷提高,進而促進人們的消費觀念、消費結構與消費內容的變化。首先是食品支出份額隨收水平上升而下降,住房、教育文化娛樂等隨收入水平上升而上升,這些也影響著各行業電力需求的變化。3.2.2.1外部因素(6)居民生活水平提高的影響居民生活用電增長與居民收入水平提高相關性最高,隨著居民生活水平的提高,家用電器的普及,居民用電量遞增幅度較大,尤其是夏季空調負荷的增加,導致居民夏季用電需求量直線上升。未來隨著居民人均收入、生活水平及生活質量的提高,以及科學技術的不斷進步推動家用電器會進一步降價。城鎮及農村居民生活用電將呈上升趨勢,而且居民生活用電比重也將上升。3.2.2.1外部因素(7)氣溫氣候因素空調及農業灌溉用電需求受氣溫、氣候影響嚴重。農業灌溉負荷主要受降雨影響明顯。隨著我國經濟實力的增強以及人民生活水平的提高,系統最大負荷的變化受氣溫的影響更加明顯,尤其是當空調負荷在系統負荷中的比重超過30%以后,夏季最高溫度每增加一度都會產生非常明顯的負荷增長。在95年以前,我國大部分地區的年最大負荷基本上都出現在冬季,系統的年最大負荷主要由工業生產負荷主導。95年以后,我國許多地區的年最大負荷逐漸從冬季轉移到夏季,系統年最大負荷由制冷負荷主導。
內部因素(1)電網結構和管理水平電網是電力傳輸的物質基礎,電網結構以及電網管理水平對實現電力順利供應和銷售具有舉足輕重的作用。我國電網普遍存在著電網結構不合理、供電設備設施陳舊、供電能力不足、綜合線損率高以及電網管理水平低等問題,是造成電網“卡脖子”重要因素,嚴重阻塞了電力銷售渠道,影響需求的實現。近年我國開展了大規模的農網改造,改造后電網結構加強,供電可靠性提高,農村供電的瓶頸制約明顯放緩,農村用電需求有明顯增長。
內部因素(2)電力價格電價對用電需求的影響包括電價水平影響和電價結構影響兩方面。電價水平的影響涉及因素較為復雜,如經濟發展水平、物價指數、各類用戶對電價的承受能力等。電價結構影響體現在分類用戶電價水平對分類用電需求的影響,以及不同時段電價水平對用電需求的影響,如峰谷分時電價、豐枯季節電價對不同時段和季節用電需求的影響。
內部因素(3)電力需求側管理對電力供需的影響電力需求側管理,通俗的講就是通過優化用戶的用電方式來達到兩個目的:提高終端用電的效率;能夠優化供電的資源配置,最后達到社會、電力行業、用戶共同受益的目的。
內部因素需求側管理是從90年代初開始在我國推行的,目前實施需求側管理的主要措施有:峰谷電價;可中斷電價;推廣蓄冰(冷)空調、蓄熱電鍋爐、節能型光源、變頻調速電機;安排錯峰避峰計劃、限電和拉路的序位表;等等。3.2.3短期電力需求主要影響因素
季節性工作日/非工作日電價(分時電價、對電價的預測)天氣大用戶用電情況電力促銷策略相關商品價格變動節能技術和設備的應用3.2.4電力需求價格彈性3.2.4.1電力需求彈性3.2.4.2用電需求分類及其影響因素電力需求的價格彈性一般被簡稱為電力需求彈性,是電力需求量變動量和電力價格變動量之比。電力需求彈性反映價格變化對電力需求、電力銷售收入的影響。假定電力需求函數為則電力需求價格彈性系數定義為:
3.2.4.1電力需求彈性在價格水平較高處,需求彈性系數小;而在價格水平較低處,需求彈性系數大。圖:電力需求的價格彈性
不同類型的電力用戶具有不同的彈性系數。3.2.4.1電力需求彈性(1)
用電需求(2)
用電需求分類(3)
影響用電需求的因素3.2.4.2用電需求分類及其影響因素3.2.4.2用電需求分類及其影響因素
(1)
用電需求電力用戶的用電需求包括在電量和電力兩方面的需求。用電量是指電力用戶的電量需求。電力負荷是指電力用戶的電功率需求。在用戶側,廣義的電力負荷也泛指用電設備或電力用戶。
電力用戶為什么需要分類?分類預測電量需求——各類用戶的用電需求特點不同分類定價——各類用戶的供電成本不同,對電價的承受力不同確定供電可靠性等級——按用戶的重要性分類——各類用戶對供電可靠性的要求不同3.2.4.2用電需求分類及其影響因素
(2)
用電需求分類用電需求分類標準按產業按照電力用戶的行業特性按負荷的大小(用電量、最大需量)按照電力用戶執行的電價按照電力用戶用電可靠性需求按照用電需求時間3.2.4.2用電需求分類及其影響因素
(2)
用電需求分類考慮中長期和短期用電需求影響因素考慮不同用電類別用戶的需求影響因素3.2.4.2用電需求分類及其影響因素
(3)影響用電需求的因素4電力商品供求關系及其市場規律
4.1電力供給、需求與價格關系4.2管制電力工業的電力供需關系
4.3放松電力工業管制下的電力供需關系
4.1電力供給、需求與價格關系4.1.1供求定理4.1.2電力供給與電力需求的關系4.1.1供求定理供求定理:在其他條件不變時,需求變動分別引起均衡價格和均衡數量同方向的變動;供給變動分別引起均衡價格的反方向變動和均衡數量的同方向變動。從短期來看,市場供求是決定市場價格的直接因素,它使價格圍繞著市場價值或生產價格上下波動;從長期來看,市場價格調節著市場供求的平衡與不平衡,調節著生產要素的流入或流出。
4.1.2電力供給與電力需求的關系
競爭關系
數量關系
時間關系
反應關系
競爭關系電力供給與電力需求的競爭關系是指雙方的競爭力度關系
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