摘要
经济新常态下，居民用电量占比不断攀升，越来越成为全社会用电量的重要组成部分，对全社会用电结构变化、电力需求特征产生显著影响。同时，电力产品作为居民日常生活中不可或缺的重要资源，其中居民电价的制定作为居民用电的重要影响因素，一直受到政府和社会的关注。现阶段，我国居民电价主要实行阶梯电价和峰谷电价政策，但随着居民生活水平的提高，城乡居民家用电器无论数量还是种类都在逐年增加，这就使得居民用户的用电行为差异化特征趋于显著，而现行阶梯电价与峰谷电价制定过程中对于居民用电行为的考虑不够充分，使得上述单一电价机制对居民用电行为缺乏有效的激励。因此将居民用电行为作为影响居民电价制定的重要影响因素，通过居民用户的用电数据，挖掘用户的用电行为特征并据此划分用户类型，从而有针对性的制定科学的差异化居民电价，对于合理引导居民用电行为、降低居民用电成本、完善我国电价体系具有重要的理论和现实意义。基于此，本文的主要工作如下。 首先，通过调查问卷的形式收集居民用电行为相关信息，进而采用K-means聚类方法，依据K-D曲线确定最优聚类个数，从而划分不同居民用户类型;在此基础上，从家庭基本特征、用电量、家用电器使用强度、用能习惯、节能习惯等几个维度分析不同居民类型用电行为特征，并据此将居民用户划分为高用电量-高波动用户、中用电量-高波动用户、低用电量-高波动用户以及低用电量-低波动用户四个类别，作为开展差异化居民电价定价的依据。 其次，分析影响居民差异化电价形式的用电行为因素，包括收入水平、用能方式、家用电器和节能意识，进一步明确用电行为影响因素与差异化电价形式的关系;基于电价设计的针对性、反映成本、社会成本最小化以及激励原则，分析不同居民用户类型与差异化电价形式之间的匹配关系，分别提出面向低用电量-低波动性用户、高用电量-高波动性用户、中用电量-高波动性用户以及低用电量-高波动性用户的固定费用电价、阶梯电价、阶梯-峰谷电价以及峰谷电价等差异化电价形式。 最后，针对所设计的面向不同居民用户类别的差异化电价形式，以社会成本最小化为目标，综合考虑覆盖供电成本、确保居民用电成本不增加等约束，构建差异化的居民电价定价模型，据此通过算例分析验证所构建的差异化电价定价模型的有效性。结果表明，不同电价形式下居民总用电成本均不高于原有电价形式下的居民用电成本，且能够覆盖供电成本，显著降低了社会成本。相较于现行居民目录电价形式，所设计的差异化居民电价形式中的价格结构较为丰富，能够满足不同类型居民用户的多样化需求。同时，所设计的差异化居民电价能够对居民用户用电行为起到引导调节作用，一是能够鼓励低用电量居民用户合理提高用电需求，提高生活质量;二是能够控制居民的不合理高用电行为，从而达到节能减排的作用;三是能够促使居民用户自觉调整用电方式，降低居民用户电费成本;四是能够实现电网削峰填谷，进一步提高电力系统的运行效率和稳定性。 本文的创新点如下:(1)通过问卷形式研究了居民用电行为特征，并据此构建了基于K-means聚类的不同用户类型分类模型;(2)通过分析影响居民电价的用电行为因素，揭示了用电行为特征与电价的机理关系，设计了面向具有不同用电行为特征的用户的差异化电价形式;(3)以社会成本最小化为目标，构建了差异化居民电价定价模型，通过算例分析验证了模型的有效性。
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