西安市城市轨道交通运营电价研究

西安市城市轨道交通运营电价研究

李瑜龙

西安地铁运营分公司 陕西 西安 710018

摘要：随着西安城市轨道运营线路的逐步增多，电费支出对于运营企业带来的经济压力日益加大，本文在目前西安电价政策的基础上，通过对不同电价标准下的城市轨道交通运营电费支出进行数据分析，提出主变压器负载率对电价标准选取的影响，采用模拟量计算法，研究分析出不同负载率所对应的最优电价执行标准，最终对西安城市轨道交通运营企业电价标准选取提出相关建议。

关键词：电价；一般工商业；大工业；负载率

随着西安向国家中心城市的不断迈进，城市发展及基础建设正处于高速增长期，城市轨道交通作为城市缓堵保畅、拉近城市距离的基础建设项目，同样处于快速建设期。城市轨道交通作为公共交通服务行业，工作重心主要以乘客优质服务、线网安全运营为主，通过近几年的发展来看，城市轨道交通票价收入相对较低，而随着新建线路的不断开通运营，运营企业电费支出日益增加，加大了运营企业的经济负担，国内多数轨道交通运营企业均处于入不敷出的状态，城市轨道交通运营电费问题日益突出，如何科学合理的优化调整运营电价策略，关系城市轨道交通运营企业的可持续发展。

1 西安城市轨道交通可执行电价

1.1 主变电站供电特点

西安市城市轨道交通作为城市电网的重要用户，结合西安市地方电网的结构现状，现阶段城市轨道交通线路均采用集中供电方式，独立设置110kV主变电站，每座主变电站设置两路独立的进线电源，上级电源取自城市电网中的110kV或330kV高压配电网，通过城市轨道交通110kV主变电站降压后变成35kV电压等级，向线路沿线的牵引变电站和降压变电站供电，内部形成相对独立的中压环网供电系统，便于管理和运营。

城市轨道交通白天运营、夜间停运，如此以来城市轨道交通用电特点为白天负荷高、晚上负荷低，并且随着线网的不断发展，地铁总负荷将持续上升，尤其是白天高峰期用电负荷将迅速加大。

1.2 可执行用电性质及计费方式

根据国家、地方政府关于城市优先发展公共交通的意见，均明确提出加大政府投入，对城市轨道交通运营企业实行电价优惠。根据西安市城市轨道交通供电特点，对照《陕西电网销售电价表》中“变压器容量在315kW及以上的一般工商业及其他用户可选择执行大工业生产用电两部制电价；一般工商业及其他用户可选择执行峰谷电价或执行平段电价每千瓦时加6分”以及中国城市轨道交通协会[2015]018号《关于转发国家发展改革委基础产业司关于城市轨道交通税收及电价优惠政策复函的通知》，国家明确提出针对城市轨道交通运营企业暂不执行峰谷分时电价的指导意见。

现阶段，西安市城市轨道交通根据白天负荷高、夜间负荷低的用电特点，结合电价政策，可执行的用电性质及对应电价计费方式主要有3种：

（1）大工业用电，基础电费按变压器容量计费、电度电费按照平段电价+6分计费。

（2）大工业用电，基础电费按最大需量计费、电度电费按照平段电价+6分计费。

（3）一般工商业用电，按平段电价+6分统一计费。

2 电价标准

2.1 大工业电价标准

大工业电价标准由两部分组成，第一部分为基础电费，第二部分为电度电费。其中，第一部分基础电费可按照主变压器容量计费，也可按照最大需量计费；第二部分电度电费可按照峰、平、谷分时计费也可按照平峰电价+6分统一计费。

表1：大工业电价标准

2.2 一般工商业电价标准

一般工商业电价标准可行方式分为两种，一种按照峰、平、谷分时计费，另一种按照平峰电价+6分统一计费。

表2：一般工商业电价标准

3 不同电价标准下电费支出

3.1 取样数据

选取西安市城市轨道交通一台容量为31500kW的110kV主变压器，根据该台主变压器负载率变化情况，从低到高分别取样三种负载率及对应的用电量，作为测算的基础数据。

取样数据1：负载率约为9.8%时，统计期内月度总用电量约为197.5万度，其中高峰用电量约78.6万度、平峰用电量82.1万度、低谷用电量36.8万度。

取样数据2：负载率约为14.2%时，统计期内月度总用电量约为263万度，其中高峰用电量约105.9万度、平峰用电量110.5万度、低谷用电量46.6万度。

取样数据3：负载率约为18.1%时，统计期内月度总用电量约为429万度，其中高峰用电量约166.3万度、平峰用电量168.6万度、低谷用电量94.1万度。

3.2 核算电费支出

表3：不同电价标准下的电费支出

根据上表核算数据，可以看出：

（1）城市轨道交通初期运营阶段，当主变压器负载率较低时，大工业用电应性质下，无论按主变压器容量计费或者按最大需量计费，电费支出均高于一般工商业计费，因此在此阶段宜选择一般工商业用电性质；

（2）随着主变压器负载率的逐步上升，一般工商业用电性质下的电费支出越来越接近大工业用电按最大需量计费方式下的电费支出。

4 变压器负载率对电价的影响

城市轨道交通主变压器的容量设置一般是按照线路远期运营模式考虑的，按照GB50157-2013《地铁设计规范》1.0.8“地铁工程的设计年限应分为初期、近期、远期。初期可按建成通车后第3年确定，近期应按建成通车后第10年确定，远期应按建成通车后第25年确定。”，也就是说一条城市轨道交通线路从投运到满负荷运营需要很长一段时间，期间主变压器会长期处于轻载运行，但是伴随城市轨道交通运营时间的逐步延长，主变压器负载率势必处于逐步上升趋势。

根据3.2章节中电费支出核算数据的结果，引发笔者对于城市轨道交通主变压器负载率上升后，对于运营企业来说，到底是选择一般工商业还是选择大工业用电性质电费支出更为经济？如果选择大工业用电，主变压器负载率达到什么条件后可以由一般工商业转为大工业用电等相关问题的思考。本章节中，笔者重点对以上疑问进行研究分析。

4.1 未知量设定

选取西安市城市轨道交通一台容量为31500kW的110kV主变压器，假设运营至某个阶段，该台变压器平均负载率为Y，则每月（30天）总用电量X=31500*Y*30*24度。

4.2 模拟计算

4.2.1一般工商业转大工业最大需量计费的负载率边界条件

（1）当Y≤40%时，按电价政策规定直接取40%计算。

执行大工业用电性质主变压器最大需量计费方式，每月电费=31*31500*0.4+0.5702*X元。

执行一般工商业用电性质平段电价+6分计费方式，每月电费=0.6437*X元。

若要实现大工业用电性质主变压器最大需量计费方式下的电费支出小于一般工商业平段电价+6分计费方式下的电费支出，需要0.6437*X>31*31500*0.4+0.5702*X不等式成立，再结合X=31500*Y*30*24，则可以推算出平均负载率Y>0.234。

根据以上计算，当主变压器平均负载率不高于23.4%时，执行一般工商业用电性质平段电价+6分计费方式电费低；当主变压器平均负载率介于23.4%-40%之间时，执行大工业用电性质主变压器最大需量计费方式电费低。

（2）当Y>40%时

执行大工业用电性质主变压器最大需量计费方式，每月电费=31*31500*Y+0.5702*X元。

执行一般工商业用电性质平段电价+6分计费方式，每月电费=0.6437*X元。

若要实现大工业用电性质主变压器最大需量计费方式下的电费支出小于一般工商业平段电价+6分计费方式下的电费支出，需要0.6437*X>31*31500*Y+0.5702*X不等式成立，即X>13285714.29Y，再结合X=31500*Y*30*24，则可以推算出22680000Y>13285714.29Y，此不等式始终成立。

根据以上计算，当主变压器平均负载率高于40%时，执行大工业用电性质主变压器最大需量计费方式电费始终低于一般工商业用电性质平段电价+6分计费方式。

结合（1）和（2）的数据计算结果，当主变压器平均负载率达到23.4%以上时，执行大工业用电性质变压器最大需量计费方式电费较低，此时可以由一般工商业用电性质平段电价+6分计费方式转为大工业用电性质变压器最大需量计费方式。

4.2.2一般工商业转大工业变压器容量计费的负载率边界条件

执行大工业用电性质主变压器容量计费方式，每月电费=24*31500+0.5702*X

执行一般工商业用电性质平段电价+6分计费方式，每月电费=0.6437*X

若要实现大工业用电性质主变压器容量计费方式下的电费支出小于一般工商业平段电价+6分计费方式下的电费支出，需要0.6437*X>24*31500+0.5702*X不等式成立，即X>10285714度，再结合X=31500*Y*30*24，则可以推算出平均负载率Y>0.454。

根据以上计算结果，当主变压器平均负载率达到45.4%以上时，执行大工业用电性质变压器容量计费方式电费较低，此时可以由一般工商业用电性质平段电价+6分计费方式转为大工业用电性质变压器容量计费方式。

4.2.3大工业最大需量计费转大工业变压器容量计费的负载率边界条件

执行大工业用电性质主变压器最大需量计费方式，每月电费=31*31500*Y+0.5702*X。

执行大工业主变压器容量计费方式，每月电费=24*31500+0.5702*X。

若要实现大工业用电性质主变压器容量计费方式下的电费支出小于大工业用电性质主变压器最大需量计费方式下的电费支出，需要31*31500*Y+0.5702*X>24*31500+0.5702*X不等式成立，再结合X=31500*Y*30*24，则可以推算出平均负载率Y>0.774。

根据以上计算结果，当主变压器平均负载率达到77.4%以上时，执行大工业用电性质变压器容量计费电费较低，此时可以由大工业用电性质变压器最大需量计费方式转为大工业用电性质变压器容量计费方式。

4.3 研究结论

根据本章节研究分析，城市轨道交通用电性质以及电价执行标准的选取，要充分考虑运营各阶段用电量大小，主要判断因素是主变压器平均负载率数据，在目前西安市电价政策条件下：

（1）主变压器平均负载率≤23.4%时，执行一般工商业用电性质平段+6分统一计费方式，城市轨道交通运营企业电费支出最经济。

（2）23.4%＜主变压器平均负载率≤77.4%时，执行大工业用电性质变压器最大需量计费方式，城市轨道交通运营企业电费支出最经济。

（3）主变压器平均负载率＞77.4%时，执行大工业用电性质变压器容量计费方式，城市轨道交通运营企业电费支出最经济。

4.4研究建议

西安市城市轨道交通主变压器均是按照远期预留容量进行设计，现阶段各主变压器平均负载率相对较低，约10%左右，西安市城市轨道交通电价目前执行的是一般工商业用电性质平段+6分统一计费方式，对照研究结论属于较为经济的电价标准。

随着线网的快速发展，西安市城市轨道交通共享资源的主变电站数量将越来越多，主变压器负载率处于持续增大趋势。结合研究结论，对西安市城市轨道交通运营电价提出如下建议：

（1）最优方式：根据主变压器负载率变化数据，对应电价标准应优先考虑逐级转变的方式，即主变压器平均负载率低于23.4%时，先执行一般工商业用电性质平段+6分统一计费方式；主变压器平均负载率介于23.4%和77.4%之间时，再执行大工业用电性质变压器最大需量计费方式；主变压器平均负载率高于77.4%后，最后转为大工业用电性质变压器容量计费方式。此方式对于减少运营企业电费支出最为有利。

（2）其次方式：根据电价政策，如果执行大工业用电性质变压器最大需量计费方式，其中最大需量由运营企业与电力公司双方进行核定，用电人最大需量超过核定值105％时超过部分的基本电费加一倍收取，未超过核定值105%的按核定的最大需量收取。此规定给城市轨道交通运营企业带来了电费超额罚款的风险，因此需要运营企业精确核算最大需量值，避免出现不必要的超额罚款。如果运营企业根据自身实际情况，无法有效把控最大需量值核算的精准度，则可按照4.2.2章节的分析结论，当主变压器平均负载率高于45.4%以上时，由一般工商业用电性质平段+6分计费方式直接转变为大工业用电性质变压器容量计费方式，中间跳过大工业用电性质变压器最大需量计费方式。

5 结语

电费作为城市轨道交通运营企业生产成本的重要组成部分，电费支出直接影响运营企业的可持续发展，本文研究内容是在现阶段西安市电价政策的基础上，为城市轨道交通运营企业电价执行标准的选取提供参考依据。运营企业应持续关注和研究电价政策，同时做好日常主变压器负载率数据的统计分析，尤其是新开通运营线路接入老线主变电站时，共享资源的主变压器负载率会有大幅提升，应重点进行分析。

参考文献：

[1]中华人民共和国住房和城乡建设总部.地铁设计规范：GB50157-2013[S].北京：中国建筑工业出版社，2013.

[2]西安市地下铁道有限责任公司.西安市地铁线网资源共享、标准化、网络化运营专题研究第四部分线网主变电所及其外部电源资源共享[R].2014.1