电能成本分析问题Word格式.docx

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同时，电力市场还是体现这种管理机制的执行系统，包括贸易场所、计量系统、计算机系统、通信系统等。

2．电力市场的基本特征[7]是：

开放性、竞争性、计划性和协调性。

与传统的垄断电力系统相比，电力市场具有开放性和竞争性的特征。

与普通的商品市场相比，电力市场具有计划性和协作性的特征。

电力系统是相互紧密联系的，任一成员的操作，均将对电力系统产生影响。

所以要求电力市场中的电力生产、使用、交换具有计划性。

同时由于电力系统要求随时做到供求平衡，所以需要电力市场中的供求者之间，供应者与用户相互协调。

3．电价是电力市场的杠杆和核心内容，电力市场采用经济手段管理各成员，电价则是体现管理思想的工具。

所以确定电价原则、计算贸易电价是电力市场的重要内容。

4．运转[8，9]：

运转业务是电力市场重要的贸易形式。

开展运转业务是引进竞争、体现公平原则的手段，同时运转也是开放电力市场的标志。

5．用户：

电力市场与传统的电力系统相比，提高了用户的地位。

在传统的电力系统中，用户被视为被动的负荷；

而在电力市场中，用户具有能动性。

1.3国内外电力市场介绍

1．国内电力市场现状[10，11]：

目前我国电网要求以省局为经济实体，进行独立核算。

因此互联电网的功率交换，涉及到各省网的经济效益。

由于电价长期偏低，影响了供电方的积极性，妨碍了省网间的功率交换。

所以，作为对电力市场的尝试，浙江和安徽两省分别建立了模拟电力市场。

模拟电力市场采用了发电、供电和中心调度三级管理模式，其中，中心调度依据日负荷预测数据及各发电厂的上网电价，编制各发电厂的发电计划和各供电局的供电计划，事后根据实际运行情况，对发电厂和供电局进行考核结算。

各发电厂的上网电价及上网峰谷电价是由省局财务处根据各发电厂的具体１清况制定的，因此各发电厂的上网电价是不同的。

模拟电力市场打破了我国电力企业长期以来统一核算、利益均匀的经营模式，是一种有益的尝试。

但也存在一些不足，主要体现在：

（1）在电力市场的经营模式上未建立完善的电力市场运营机构，而是临时由发、输、供电各部门商定一些基本原则，由调度部门负责日常运行工作，只能对发电厂、供电局进行业绩考核，未能真正开展电力市场业务。

（2）在电价制订上局限在传统的综合成本的收支平衡上，从而各电厂电价不一样，成本低的发电厂电价低，成本高的发电厂电价高，存在一定的不合理性。

2．国外电力市场—英国电力市场简介[12，13，14，15]：

在英国电力市场中，发、输、供电完全分开。

电力市场中的贸易方式，分为参加电力联合运营中心贸易和签定直接合同两种。

参加电力联合运营中心贸易时，发电厂直接将电力卖给电力联合运营中心，大用户直接从电力联合运营中心购电；

采用签定直接合同贸易方式时，发电厂可以与大用户、地区电力公司或许可证单位直接签订合同，用户可以选择从地区电力公司、持许可证单位购电，或从本地及其它电网的电厂购电。

为了保证所有电力市场的参与者可以平等使用电网，防止电网所有者利用垄断地位限制市场贸易，英国电力市场很显著的特点是将高压输电网全部归国有，由国营公司经营管理，并在电力法中明确规定，电网必须在安全运行的前提下，向所有电力市场成员开放。

这样，电网承担了大量的运转业务。

1.4本文的主要工作

电能成本分析是制定实时电价和长期电价预测的基础，是电力市场理论研究中待解决的问题。

目前国内外这方面的研究工作才刚刚开展起来，不但缺乏系统的理论阐述，也缺乏符合我国实际情况的模型和算法。

本论文从微观经济学的基本概念和方法出发，应用数学优化理论，系统地阐述了电能短期成本分析和发电机组的成本分析及算法。

（1）对电能成本问题的分析，它包括成本最小化问题，电能长期成本与短期成本，固定成本与准固定成本，平均成本与边际成本。

分析影响电能短期成本的因素。

（2）对电能成本的构成进行阐述，指出发电煤耗是影响电能短期成本的主要因素。

构建发电机组成本模型和发电厂成本模型，在考虑启动费用的条件下，推导发电机组平均成本曲线和边际成本曲线以及发电厂平均成本曲线和边际成本曲线。

（3）对发电厂的固定成本和可变成本的数据进行采集，用MATLAB对生产总成本，单位可变成本和单位固定成本数据进行了拟合求出相应的曲线。

用MATLAB拟合了发电机组煤耗特性曲线。

2电能成本问题

电能成本分析问题必须从微观经济学的概念和方法出发并考虑电力系统本身的特点，本节介绍微观经济学中生产成本最小化问题和生产成本的相关概念[16]。

2.1成本最小化问题

假设有两个生产要素，价格分别为w1和w2对于给定的产量y，我们要寻找最经济的生产方案。

设两个生产要素的用量分别为x1和x2，而生产函数为f（x1,x2）。

成本最小化问题为:

（2.1）

成本最小化问题的解要达到预期产量所必需的最小成本，取决于w1，w2和y的值，因此可以写作C（w1,w2,y），称之为成本函数。

成本函数给出了当生产要素价格为（w1,w2）时生产y单位产出的最小成本。

由于我们最关心的是成本函数与产出变量的关系。

大多数情况下我们把生产要素价格当成预先给定的固定值，认为成本只决定于公司的产量选择，因此我们可以把成本函数写成仅仅是产量的函数：

c（y）

2.2电能长期成本与短期成本

成本函数定义为对于给定产量的最小成本。

经常有必要区分两种不同的最小成本，即公司可以调整所有的生产要素时的最小成本和公司只能调整部分生产要素时的最小成本。

短期的定义为一个时期，在这个时期内一些生产要素的用量必须是固定的。

而在长期内所有生产要素都是可变的。

短期成本函数则定义为只调整可变生产要素时，对应于给定产量的最小成本。

而长期成本函数给出在调整所有生产要素时，对应于给定产量的最小成本。

假设在短期内生产要素2的用量固定在某预先确定的

，但是在长期内它是可变的。

因此短期成本函数定义为：

（2.2）

长期成本函数定义为：

（2.3）

这里两个生产要素都可以自由变化。

长期成本只取决于生产要素价格和产量水平。

2.3固定成本与准固定成本

首先区分固定生产要素和准固定生产要素。

固定生产要素指不管有无产出都要支付费用的生产要素。

准固定生产要素指只有当公司产量大于0时才需支付费用。

很自然可以用类似的方式来定义固定成本和准固定成本。

固定成本是与固定生产要素相关的生产成本:

它们与产出水平无关，特别是无论公司有无产出它们都要被支付。

准固定成本也与产出水平无关，但只有公司产量为正值时才需被支付。

从定义上来说，没有长期的固定成本。

但是可能存在长期的准固定成本。

如果在生产任何大于0的产量之前都需支付一定数量的费用，就会存在准固定成本。

2.4平均成本与边际成本

公司的某些成本与产量水平无关，即固定成本。

其他成本随产出的变化而变化，即可变成本。

公司的总成本可以写成固定成本F和可变成本

之和。

（2.4）

平均成本函数给出单位产出的成本。

平均可变成本函数给出单位产出的可变成本，而平均固定成本函数给出单位产出的固定成本。

（2.5）

其中AC（y）为平均成本，AVC（y）为平均可变成本，AFC（y）为平均固定成本。

图2.1为平均成本曲线的形状。

图2.1（a）平均固定成本函数的曲线形状无需多加解释。

考虑平均可变成本函数，如果当产出规模增加时，我们能用更有效的方式来组织生产，最初平均可变成本可能下降。

但由于存在固定生产要素，它们最终将对生产过程造成限制，所以平均可变成本曲线最终将上升，如图2.1（b）。

平均成本曲线为这两条曲线相加，所以呈现出U形，如图2.1（c）。

图2.1平均成本曲线的构成

边际成本定义为生产成本对产量的变化率：

（2.6）

由于

，当产量

变化时，固定成本

不会改变，边际成本

也可用可变成本函数来定义：

（1.7）

边际成本与平均成本的关系见图2.2。

在0点边际成本曲线和平均可变成本曲线是重合的。

在平均可变成本曲线的下降段，边际成本必定小于平均可变成本，在平均可变成本曲线的上升段，边际成本大于平均可变成本，而边际成本曲线与平均可变成本曲线相交于平均可变成本曲线的最小点。

图2.2边际成本与平均成本

2.5小结

电能成本问题对成本计算的一个介绍，它包括成本最小化问题，电能长期成本与短期成本，固定成本与准固定成本，平均成本与边际成本。

这些计算成本的方法是对电能成本分析的一个理论基础。

还指出了影响电能短期成本的因素。

3发电机组成本分析

发电机组的成本分析分静态分析和动态分析。

静态分析是确定基本电价的基础，也是评估一台发电机组投产以后经济性的依据。

在计划经济模式下，机组上网电价的确定就是以静态分析为主。

动态分析是在市场环境下确定发电机组上网报价的依据。

主要是对发电机组煤耗特性和机组组合与负荷优化分配进行分析。

本章重点对发电机组的成本进行静态分析，并对发电机组的煤耗特性进行定性分析[17]。

3.1发电成本的静态分析—发电成本构成和计算方法

发电成本一般由可变成本和固定成本构成。

对于火电机组来说，可变成本主要是指生产费用，其中包括燃料费用和厂用电损耗等；

固定成本包括财务费用、发电利润、发电税金等。

—为总成本，

—为生产费用或者可变成本，

为固定成本。

3.1.1可变成本计算方法

（3.1）

式中，

—为燃料成本。

在成本分析中，燃料成本一般以机组设计燃料消耗为基础进行测算和分析，但是由于燃料成本是生产成本中所占比重最大的一部分，因此在研究生产成本时重点对燃料成本进行分析，特别是在机组变工况运行时，单位发电燃料成本是影响机组成本最关键的因素，这在下一节重点讨论。

—为水费，一般是按设计的耗水量以及当地政府部门按国家有关审批原则规定的水价来测算，水价受地区不同有较大差异，但是水费在整个生产成本中所占比例较小，因此，一般以固定的费用来计算。

—为材料消耗费，一般也是以平均值进行测算。

—工人工资福利费，它是根据新建电厂定员人数以及国家规定的工资水