本發(fā)明涉及港口岸電電能替代分析方法，具體涉及一種岸電建設(shè)運(yùn)營(yíng)各方成本效益最優(yōu)化的經(jīng)濟(jì)性分析方法。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，船舶在港口停泊期間采用輔機(jī)發(fā)電產(chǎn)生的巨大能源消耗和大氣污染物排放使得沿海港口城市的節(jié)能減排工作日益緊迫，利用岸電進(jìn)行電能替代被廣泛認(rèn)為是很好的解決方案。針對(duì)岸電的研究，國(guó)內(nèi)外大多僅停留在技術(shù)層面的分析和應(yīng)用層面的介紹，缺少對(duì)岸電系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)營(yíng)各方系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性分析。因此，亟待解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度出發(fā)，分析整套岸電系統(tǒng)的建設(shè)、改造、運(yùn)營(yíng)成本和使用岸電后電網(wǎng)公司、港務(wù)公司、船舶和政府四方的收益，并采用邊際條件經(jīng)濟(jì)性分析得到岸電建設(shè)運(yùn)營(yíng)各方成本效益最優(yōu)化的經(jīng)濟(jì)性分析方法。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，采用如下技術(shù)方案：一種岸電建設(shè)運(yùn)營(yíng)各方成本效益經(jīng)濟(jì)性分析方法，包括如下步驟：

步驟1：根據(jù)岸電系統(tǒng)的構(gòu)成、岸電系統(tǒng)供電過(guò)程以及各部分關(guān)系，以經(jīng)濟(jì)性角度，分析并確定電網(wǎng)公司、港務(wù)公司、船舶和政府的成本及各部分使用岸電后的收益，所述成本包括建設(shè)成本、改造成本和運(yùn)營(yíng)成本；

步驟2：構(gòu)建使用岸電后，電網(wǎng)公司、港務(wù)公司、船舶和政府的成本效益的數(shù)學(xué)模型：

F₁＝B_gk-C_gk；F₂＝B_c-C_c；F₃＝B_gov-C_gov；F₄＝P_total·(C_gkdj-C_swdj)·T

其中，F(xiàn)₁為港務(wù)公司成本效益，B_gk為港務(wù)公司收益，C_gk為港務(wù)公司成本；F₂為船舶成本效益，B_c為船側(cè)收益，C_c為船側(cè)成本；F₃為政府成本效益，B_gov為政府收益，C_gov為政府成本；F₄為電網(wǎng)公司成本效益，P_total為岸電系統(tǒng)總?cè)萘?，T為年利用小時(shí)數(shù)，C_swdj為上網(wǎng)電價(jià)，C_gkdj為船舶岸基供電設(shè)施用電價(jià)格；

步驟3：根據(jù)數(shù)學(xué)模型，以四方或者其中三方利潤(rùn)最大為目的，計(jì)算出最優(yōu)岸電價(jià)格，進(jìn)行邊際條件經(jīng)濟(jì)性分析，找出政府補(bǔ)貼率、岸電利用小時(shí)數(shù)與最優(yōu)岸電價(jià)格以及各方利潤(rùn)之間的關(guān)系，從多個(gè)角度比較海港、長(zhǎng)江和湖泊岸電特點(diǎn)。

步驟2中，港務(wù)公司成本C_gk包括對(duì)岸側(cè)變電站進(jìn)行增容改造產(chǎn)生的費(fèi)用C_zr和岸電系統(tǒng)電力設(shè)備的建設(shè)改造費(fèi)用C_sb1，且均換算成年化成本；所述船側(cè)成本C_c包括船側(cè)運(yùn)營(yíng)成本和船側(cè)電力設(shè)備的建設(shè)改造費(fèi)用C_sb2，所述船側(cè)運(yùn)營(yíng)成本的費(fèi)用等于港務(wù)公司收益B_gk，所述船側(cè)電力設(shè)備的建設(shè)改造費(fèi)用換算成年化成本；所述政府成本C_gov包括政府給港務(wù)公司岸電系統(tǒng)電力設(shè)備建設(shè)改造的補(bǔ)貼、對(duì)變電站增容改造的補(bǔ)貼以及政府給船側(cè)電力設(shè)備建設(shè)改造的補(bǔ)貼：

C_gk＝(C_zr+C_sb1)(1-β₁)+C_grid+C_ry

C_c＝B_gk+C_sb2·(1-β₂)

C_gov＝(C_zr+C_sb1)*β₁+C_sb2*β₂

其中，C_grid為港務(wù)公司向電網(wǎng)公司支付的電費(fèi)，β₁為政府給港務(wù)公司岸電設(shè)施項(xiàng)目建設(shè)費(fèi)用的補(bǔ)貼率，C_ry為使用岸電設(shè)施而增加的每年的人工費(fèi)；β₂為政府給船側(cè)設(shè)備的補(bǔ)貼率。

步驟2中，港務(wù)公司收益B_gk包括向靠港船舶收取的岸基供電電費(fèi)以及供電服務(wù)費(fèi)；所述船側(cè)收益B_c包括船舶使用岸電后，停用船上輔機(jī)發(fā)電而節(jié)省下來(lái)的燃油費(fèi)C_rl以及減少污染排放產(chǎn)生的環(huán)境效益C_pw；所述政府成本B_gov包括船舶使用岸電后，停用輔機(jī)燃油而減少污染排放產(chǎn)生的環(huán)境效益C_pw：

B_gk＝P_total·T·C_cdj

B_c＝C_rl+C_pw

B_gov＝C_pw

其中，C_cdj為船舶實(shí)際使用岸電時(shí)的價(jià)格，包括船舶岸基供電設(shè)施用電價(jià)格和船舶岸基供電服務(wù)價(jià)格。

所述年化成本采用約當(dāng)年均成本法計(jì)算：

1)岸側(cè)變電站進(jìn)行增容改造產(chǎn)生的費(fèi)用為

其中，n_a為需要進(jìn)行增容改造的同一電壓等級(jí)的變電站數(shù)量，C_a為該類(lèi)同一電壓等級(jí)的變電站增容改造的費(fèi)用，n_b為已預(yù)留岸電設(shè)備用電負(fù)荷裕度，僅新增低壓出線(xiàn)柜的同一電壓等級(jí)的變電站數(shù)量，C_b為該類(lèi)同一電壓等級(jí)的變電站新增低壓出線(xiàn)柜的費(fèi)用；N₁為變電站增容改造的使用年限，i為年化成本的利率；

2)岸電系統(tǒng)電力設(shè)備的建設(shè)改造費(fèi)用為

其中，n_ad為岸電設(shè)備的數(shù)量，C_ad為每套岸電設(shè)備的成本，C_{port_per}為單位千瓦容量的岸電設(shè)施建設(shè)改造費(fèi)用，i為年化成本的利率；

3)船側(cè)電力設(shè)備的建設(shè)改造費(fèi)用為

其中，C_tra為船載變壓器的成本，C_dydl為船電連接岸側(cè)配電系統(tǒng)費(fèi)用，C_{gz_Per}為船舶的單位千瓦改造成本，單位為元/kw，i為年化成本的利率。

所述港務(wù)公司向電網(wǎng)公司支付的電費(fèi)為C_grid＝P_total*T*C_gkdj，其中：C_gkdj為船舶岸基供電設(shè)施用電價(jià)格；所述使用岸電設(shè)施而增加的每年的人工費(fèi)為C_ry＝P_totalC_{ry_per}，其中：C_{ry_per}為港口折合成每年每千瓦岸電容量的單位人工費(fèi)；所述停用船上輔機(jī)發(fā)電而節(jié)省下來(lái)的燃油費(fèi)C_rl為C_rl＝P_total·T·E₁·C_rly/1000000，其中：E₁為輔機(jī)發(fā)出單位電量的燃油耗量，單位為g/kWh，C_rly為船用燃油價(jià)格；所述減少污染排放產(chǎn)生的環(huán)境效益C_pw為其中：C_dl為每污染當(dāng)量的污染因子排污費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)_i為船舶輔機(jī)燃料油排放的第i種污染物的排放因子，單位為g/kWh，E_{dl_i}為第i種污染物的污染當(dāng)量值，單位為kg。

步驟2中，所述船側(cè)運(yùn)營(yíng)成本包括岸電電費(fèi)以及交給港口的服務(wù)費(fèi)。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明首次從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度研究岸電系統(tǒng)，構(gòu)建電網(wǎng)公司、港務(wù)公司、船舶和政府四方的成本效益數(shù)學(xué)模型，以四方或其中三方利潤(rùn)最大為目的，計(jì)算出最優(yōu)岸電價(jià)格，進(jìn)行邊際條件經(jīng)濟(jì)性分析，找出政府補(bǔ)貼率、岸電利用小時(shí)數(shù)與最優(yōu)岸電價(jià)格以及各方利潤(rùn)之間的關(guān)系，從多個(gè)角度比較海港、長(zhǎng)江和湖泊岸電特點(diǎn)；在理清了岸電建設(shè)運(yùn)營(yíng)中各方的投資、效益關(guān)系基礎(chǔ)上，可以為電網(wǎng)公司、港務(wù)公司、政府推廣岸電提供參考。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的步驟流程圖；

圖2為典型的岸電系統(tǒng)連接示意圖；

圖3為政府補(bǔ)貼率為30％下船舶使用岸電價(jià)格與各方收益關(guān)系圖；

圖4為政府補(bǔ)貼率與港務(wù)公司利潤(rùn)關(guān)系圖；

圖5(a)、5(b)為政府補(bǔ)貼率與最優(yōu)岸電價(jià)格關(guān)系圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

一種岸電建設(shè)運(yùn)營(yíng)各方成本效益經(jīng)濟(jì)性分析方法，如圖1所示，包括以下步驟：

步驟1：分析岸電系統(tǒng)構(gòu)成，根據(jù)岸電系統(tǒng)供電過(guò)程以及各部分關(guān)系后，以經(jīng)濟(jì)性角度，分析各部分建設(shè)、改造、運(yùn)營(yíng)成本，明確使用岸電后電網(wǎng)公司、港務(wù)公司、船舶和政府的收益；

步驟2：通過(guò)上述經(jīng)濟(jì)性角度的分析，構(gòu)建使用岸電后，電網(wǎng)公司、港務(wù)公司、船舶和政府的成本效益數(shù)學(xué)模型；

步驟3：根據(jù)數(shù)學(xué)模型，以四方或其中三方利潤(rùn)最大為目的，計(jì)算出最優(yōu)岸電價(jià)格，進(jìn)行邊際條件經(jīng)濟(jì)性分析，找出政府補(bǔ)貼率、岸電利用小時(shí)數(shù)與最優(yōu)岸電價(jià)格以及各方利潤(rùn)之間的關(guān)系，從多個(gè)角度比較海港、長(zhǎng)江和湖泊岸電特點(diǎn)。

下面對(duì)三個(gè)步驟進(jìn)行具體介紹：

步驟1中，典型的岸電系統(tǒng)由岸側(cè)供電系統(tǒng)和船側(cè)受電系統(tǒng)構(gòu)成，如圖2所示，1為船舶，101為船載變壓器，2為變頻變壓供電裝置，3為碼頭變電站，通過(guò)船舶接用岸電系統(tǒng)的方式以及各自系統(tǒng)的主要組成部分，可以明確各個(gè)部分對(duì)應(yīng)的成本以及各方產(chǎn)生的收益：

1)港務(wù)公司的成本、收益分析：

岸側(cè)的岸電設(shè)施改造費(fèi)用全都算及到港務(wù)公司的成本中，電網(wǎng)公司不承擔(dān)岸電設(shè)備的改造費(fèi)用。岸電系統(tǒng)的固定成本包括高壓用電設(shè)備、電力頻率轉(zhuǎn)換器、高壓電纜線(xiàn)、電纜卷筒系統(tǒng)以及敷設(shè)電纜溝渠等的安裝維護(hù)費(fèi)用；有時(shí)還需要進(jìn)行變電站的增容改造以滿(mǎn)足電量的需求，但對(duì)于已預(yù)留了相應(yīng)裕度的變電站只需要增加相應(yīng)的出線(xiàn)；港務(wù)公司的收益是通過(guò)向靠港停泊的船舶收取岸基供電服務(wù)費(fèi)。

2)船舶成本、收益分析：

船舶改造成本由各船自己承擔(dān)，固定成本主要包括船載變壓器、低壓電纜的安裝維護(hù)費(fèi)用，運(yùn)營(yíng)成本包括岸電的電費(fèi)以及交給港口的服務(wù)費(fèi)；船舶的收益來(lái)自于船舶在使用岸電之后，停止使用船上輔機(jī)發(fā)電而節(jié)省下來(lái)的燃油費(fèi)以及大量減少污染物的排放帶來(lái)的環(huán)境效益。

3)政府成本、收益分析：

政府需要采取相關(guān)政策，對(duì)于岸電建設(shè)和設(shè)備改造進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)貼，政府的成本在于對(duì)港口和船舶已經(jīng)建成竣工并通過(guò)驗(yàn)收核查的岸電設(shè)施，在使用年限內(nèi)，每年按照建設(shè)改造的年化成本給予一定比例的補(bǔ)貼，促使岸電項(xiàng)目的順利實(shí)施；政府的收益是在船舶使用岸電后停用了輔機(jī)燃油(輕油或重油)而避免污染排放，產(chǎn)生環(huán)境效益。

4)電網(wǎng)公司成本、收益分析：

由于變電站增容費(fèi)、岸電設(shè)施改造費(fèi)用是港務(wù)公司承擔(dān)，此時(shí)電網(wǎng)公司幾乎沒(méi)有成本。電網(wǎng)公司的利潤(rùn)來(lái)自岸電項(xiàng)目實(shí)施后，船舶停止使用自身輔機(jī)發(fā)電而向電網(wǎng)公司購(gòu)買(mǎi)岸電所獲收益。

步驟2中，建立電網(wǎng)公司、港務(wù)公司、船舶和政府的成本效益數(shù)學(xué)模型：

1)港務(wù)公司成本效益模型

11)港務(wù)公司收益：

B_gk＝P_total·T·C_cdj (1)

其中，B_gk為港務(wù)公司給船舶提供岸電所收取的服務(wù)費(fèi)用，T為年利用小時(shí)數(shù)，P_total為岸電系統(tǒng)總?cè)萘浚珻_cdj為船舶實(shí)際使用岸電時(shí)的價(jià)格，包括了交給電網(wǎng)的船舶岸基供電設(shè)施用電價(jià)格以及交給港口的船舶岸基供電服務(wù)價(jià)格兩部分。

12)港務(wù)公司成本：

C_gk＝(C_zr+C_sb1)(1-β₁)+C_grid+C_ry (2)

其中，岸側(cè)變電站增容費(fèi)用C_zr,岸電系統(tǒng)電力設(shè)備的建設(shè)改造費(fèi)用(考慮電力設(shè)備的購(gòu)買(mǎi)費(fèi)、折扣費(fèi)、安裝費(fèi))C_sb1，均換算成年化成本；港務(wù)公司向電網(wǎng)公司支付的電費(fèi)C_grid，β₁為政府給港務(wù)公司岸電設(shè)施項(xiàng)目建設(shè)費(fèi)用的補(bǔ)貼率。

岸側(cè)變電站增容費(fèi)用可表示為：

C₃₅為35kV變電站增容改造的費(fèi)用，C₁₀為10kV變電站增容改造的費(fèi)用，C_10b為10kV變電站已預(yù)留岸電設(shè)備用電負(fù)荷裕度，僅新增低壓出線(xiàn)柜的費(fèi)用。N₁為變電站增容改造的使用年限，年化成本采用約當(dāng)年均成本法計(jì)算(Equivalent Annual Cost，EAC)。

岸電系統(tǒng)電力設(shè)備的建設(shè)改造費(fèi)用可表示為：

n_ad為岸電設(shè)備的數(shù)量，C_ad為每套岸電設(shè)備的成本，C_{port_per}為單位千瓦容量的岸電設(shè)施建設(shè)費(fèi)用。

為使用岸電設(shè)施而增加的每年的人工費(fèi)可表示為：

C_ry＝P_totalC_{ry_per} (5)

C_ry為使用岸電設(shè)施而增加的每年的人工費(fèi)，C_{ry_per}為港口折合成每年每千瓦岸電容量的單位人工費(fèi)。

港務(wù)公司向電網(wǎng)公司支付的電費(fèi)可表示為：

C_grid＝P_total*T*C_gkdj (6)

C_gkdj為船舶岸基供電設(shè)施用電價(jià)格

13)港務(wù)公司成本效益：

F₁＝B_gk-C_gk (7)

2)船舶成本效益模型

21)船側(cè)成本：

C_c＝B_gk+C_sb2·(1-β₂) (8)

B_gk為船側(cè)使用岸電的電費(fèi)，C_sb2為船上電力設(shè)備的建設(shè)改造費(fèi)用(考慮電力設(shè)備的購(gòu)買(mǎi)費(fèi)、折扣費(fèi)、安裝費(fèi))，β₂為政府給船側(cè)設(shè)備的補(bǔ)貼率。

船側(cè)使用岸電的建設(shè)改造費(fèi)用包括船載變壓器的成本C_tra、船電連接岸側(cè)配電系統(tǒng)費(fèi)用C_dydl(包括400V低壓電纜敷設(shè)、電纜溝的建設(shè)費(fèi)用)，假設(shè)使用年限均為30年，結(jié)果歸算到年化成本。C_{gz_Per}為船舶的單位千瓦改造成本(元/kw)。

22)船側(cè)收益：

B_c＝C_rl+C_pw (10)

C_rl為船舶停用輔機(jī)發(fā)電、使用岸電而節(jié)省下來(lái)的燃油費(fèi)用，C_pw為船舶使用岸電后，停用船上輔機(jī)發(fā)電而減少污染排放產(chǎn)生的環(huán)境效益C_pw。

C_rl＝P_total·T·E₁·C_rly/1000000 (11)

其中，E₁為輔機(jī)發(fā)出單位電量的燃油耗量g/kWh，C_rly為船用燃油價(jià)格。C_dl為每污染當(dāng)量的污染因子排污費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)_i為船舶輔機(jī)燃料油排放的第i種污染物的排放因子g/kWh，E_{dl_i}為第i種污染物的污染當(dāng)量值kg。

23)船側(cè)成本效益：

F₂＝B_c-C_c (13)

3)政府成本效益模型

31)政府成本：

C_gov＝(C_zr+C_sb1)×β₁+C_sb2×β₂ (14)

上式中第一項(xiàng)為政府給港務(wù)公司改造岸電設(shè)備的補(bǔ)貼，包括對(duì)于變電站增容改造費(fèi)用C_zr和岸電系統(tǒng)電力設(shè)備的建設(shè)改造費(fèi)用C_sb1的補(bǔ)貼，第二項(xiàng)為政府給船側(cè)改造岸電設(shè)備建設(shè)改造費(fèi)用C_sb2的補(bǔ)貼。

32)政府收益：

B_gov＝C_pw (15)

33)政府成本效益

F₃＝B_gov-C_gov (16)

4)電網(wǎng)公司成本效益模型：

F₄＝P_total·(C_gkdj-C_swdj)·T (17)

其中C_swdj為上網(wǎng)電價(jià)，C_gkdj為船舶岸基供電設(shè)施用電價(jià)格。

步驟3中，根據(jù)建立起來(lái)的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行邊際條件經(jīng)濟(jì)性分析。對(duì)于岸電系統(tǒng)港務(wù)公司、電網(wǎng)公司、船舶以及政府做了大量調(diào)研，結(jié)合對(duì)洛杉磯港、連云港、南京港、南通港、鹽城內(nèi)河碼頭收集的數(shù)據(jù)，以四方或其中三方利潤(rùn)最大為目的，計(jì)算出最優(yōu)岸電價(jià)格，然后進(jìn)行邊際條件經(jīng)濟(jì)性分析，計(jì)算出最優(yōu)岸電價(jià)格下各方的收益，找出政府補(bǔ)貼率、岸電利用小時(shí)數(shù)與最優(yōu)岸電價(jià)格以及各方利潤(rùn)之間的關(guān)系，從多個(gè)角度比較了海港、長(zhǎng)江和湖泊岸電的特點(diǎn)。

步驟3.1：對(duì)于岸電系統(tǒng)港務(wù)公司、電網(wǎng)公司、船舶以及政府做了大量調(diào)研，結(jié)合對(duì)洛杉磯港、連云港、南京港、南通港、鹽城內(nèi)河碼頭收集的數(shù)據(jù)，獲取需要的相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1)港務(wù)公司

岸側(cè)變電站增容費(fèi)用C_zr構(gòu)成如下：共涉及一個(gè)35kV變電站增容改造，費(fèi)用為567.5萬(wàn)元，一個(gè)10kV變電站增容改造，費(fèi)用為98萬(wàn)元，兩個(gè)10kV變電站僅新增低壓出線(xiàn)柜，費(fèi)用各為31萬(wàn)元，使用年限N₁取設(shè)計(jì)年限30年。岸電系統(tǒng)電力設(shè)備的建設(shè)改造費(fèi)用C_sb1為1094萬(wàn)元。岸電系統(tǒng)總?cè)萘縋_total為3200kW，年化成本的利率i(貼現(xiàn)率)為年息8％。

港口岸電人工費(fèi)用折合成單位容量的人工費(fèi)C_{ry_per}為0.0281元/kW/年。

參照大量調(diào)研數(shù)據(jù)推算出每kw容量岸電對(duì)應(yīng)的電網(wǎng)建設(shè)成本為0.56921875(萬(wàn)元/kW)。

2)船舶

船上電力設(shè)備的建設(shè)改造費(fèi)用(考慮電力設(shè)備的購(gòu)買(mǎi)費(fèi)、折扣費(fèi)、安裝費(fèi))Csb2參照歐盟委員會(huì)環(huán)境總司(European Commission Directorate General Environment)的報(bào)告折算成每kW容量的船上電力設(shè)備的建設(shè)改造費(fèi)用為1530元/kW，每個(gè)泊位停泊船的輔機(jī)功率為200kw。

3)政府

根據(jù)《深圳市港口、船舶岸電設(shè)施和船用低硫油補(bǔ)貼資金管理暫行辦法》，對(duì)港口已經(jīng)建成竣工并通過(guò)驗(yàn)收核查的岸電設(shè)施按不超過(guò)項(xiàng)目建設(shè)費(fèi)用30％的標(biāo)準(zhǔn)資助。β₁、β₂暫取30％。

4)電網(wǎng)

根據(jù)《江蘇省135MW及以上燃煤發(fā)電機(jī)組上網(wǎng)電價(jià)表》，上網(wǎng)電價(jià)C_swdj取0.378元/千瓦時(shí)，船舶岸基供電設(shè)施用電價(jià)格C_gkdj參照江蘇省物價(jià)局《關(guān)于明確船舶岸基供電設(shè)施用電價(jià)格和服務(wù)價(jià)格的通知(蘇價(jià)工[2015]248號(hào))》按照江蘇省銷(xiāo)售電價(jià)表中的大工業(yè)用電相應(yīng)電壓等級(jí)的電度電價(jià)0.6601元/kWh執(zhí)行。

5)靠港船舶排放污染物

單位電量的燃油耗量E1為213g/kWh，船舶燃油的費(fèi)用Crl為5300元/噸。0.1％含硫量的低硫油的價(jià)格為9800元/t。

輔機(jī)發(fā)電會(huì)產(chǎn)生很多污染物，如CO₂、NO_x、VOC(Volatile Organic Compounds)等。表1為船舶輔機(jī)發(fā)電的各種污染物年排放因子和污染當(dāng)量值，為了計(jì)算排污費(fèi)，表1引入污染當(dāng)量值，根據(jù)江蘇省物價(jià)局、財(cái)政廳、省環(huán)境保護(hù)廳《關(guān)于調(diào)整排污費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)等有關(guān)問(wèn)題的通知》，污染因子排污費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)C_dl調(diào)整為每污染當(dāng)量為4.8元。

表1

步驟3.2：根據(jù)建立起來(lái)的數(shù)學(xué)模型，結(jié)合大量調(diào)研所獲得的數(shù)據(jù)，以四方收益最大或者其中三方收益最大為目的，計(jì)算出最優(yōu)岸電電價(jià)，進(jìn)而進(jìn)行邊際條件經(jīng)濟(jì)性分析，計(jì)算出最優(yōu)岸電價(jià)格下各方的利潤(rùn)，從而找出政府補(bǔ)貼率、岸電利用小時(shí)數(shù)與最優(yōu)岸電電價(jià)以及各方利潤(rùn)之間的關(guān)系，從多個(gè)角度對(duì)比較了海港、長(zhǎng)江和湖泊岸電的特點(diǎn)。

現(xiàn)就以政府補(bǔ)貼率與最優(yōu)岸電電價(jià)以及各方利潤(rùn)之間的關(guān)系為例，具體闡述如何通過(guò)已建立的數(shù)學(xué)模型和獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算出最優(yōu)岸電電價(jià)和各方的最大利潤(rùn)。

補(bǔ)貼率與最優(yōu)岸電電價(jià)以及各方利潤(rùn)之間的關(guān)系：

(a)政府的補(bǔ)貼率是30％

年利用小時(shí)數(shù)T固定為1500小時(shí)，結(jié)合式(3)可以計(jì)算出35kV變電站增容改造費(fèi)為62.6220萬(wàn)元，結(jié)合式(4)算出岸電系統(tǒng)電力設(shè)備的建設(shè)改造費(fèi)用為161.7492萬(wàn)元，結(jié)合式(6)算出港務(wù)公司支付電網(wǎng)的費(fèi)用為316.8480萬(wàn)元，結(jié)合式(9)算出船上電力設(shè)備的建設(shè)改造費(fèi)用為43.4765萬(wàn)元，結(jié)合式(11)算出減少使用的燃料費(fèi)用為541.8720萬(wàn)元，結(jié)合式(12)算出節(jié)省下來(lái)的排污費(fèi)用為54.8823萬(wàn)元，結(jié)合式(17)算出電網(wǎng)公司的利潤(rùn)為135.4080萬(wàn)元。

根據(jù)公式算出的已知數(shù)據(jù)，帶入成本效益函數(shù)中，得出電價(jià)與港務(wù)公司、電網(wǎng)、船舶、政府的成本效益曲線(xiàn)，如圖3所示，a點(diǎn)為四方收益最大，b點(diǎn)為港務(wù)公司收益最大。

1)四方效益最優(yōu)(港務(wù)公司和船舶效益最優(yōu))

本實(shí)例中岸電價(jià)格對(duì)政府和電網(wǎng)公司的效益沒(méi)有影響，以四方效益最優(yōu)為目的，即以港務(wù)公司和船舶的成本效益最優(yōu)為目的，在圖3中體現(xiàn)為港務(wù)公司與船舶兩條曲線(xiàn)的交點(diǎn)?？梢詮膱D3看出政府的收益較低，并保持不變?yōu)?6.455萬(wàn)元；電網(wǎng)公司的盈利是定值135.408萬(wàn)元；對(duì)應(yīng)的四方收益最大的船側(cè)最優(yōu)岸電使用價(jià)格C_cdj為1.64元/kWh，此時(shí)港務(wù)公司利潤(rùn)與船側(cè)的利潤(rùn)相等，為335.1098萬(wàn)元；

2)三方效益最優(yōu)(港務(wù)公司效益最優(yōu))

這里考慮三方最優(yōu)原則，認(rèn)為船舶處于賺不到錢(qián)的臨界位置，此時(shí)的三方效益最優(yōu)就是港務(wù)公司利潤(rùn)最大，在圖3中體現(xiàn)為船側(cè)成本效益曲線(xiàn)過(guò)零點(diǎn)，對(duì)應(yīng)港務(wù)公司利潤(rùn)最大時(shí)使用岸電價(jià)格C_cdj為2.339元/kWh，此時(shí)港務(wù)公司利潤(rùn)F₁為670.6298萬(wàn)元。

(b)政府的補(bǔ)貼率是0～25％

類(lèi)似于上述的計(jì)算過(guò)程，同樣從四方效益最優(yōu)和其中的三方效益最優(yōu)為目的，計(jì)算出各方都受益的最優(yōu)岸電價(jià)格以及相對(duì)應(yīng)的各方效益，表2為政府補(bǔ)貼率與最優(yōu)岸電價(jià)格及各方利潤(rùn)的關(guān)系。

表2展示了政府補(bǔ)貼率與最優(yōu)岸電價(jià)格及各方利潤(rùn)的數(shù)據(jù)關(guān)系，圖4體現(xiàn)了政府補(bǔ)貼率與港務(wù)公司利潤(rùn)的關(guān)系，圖5體現(xiàn)了政府補(bǔ)貼率與最優(yōu)岸電價(jià)格的關(guān)系，圖4和圖5是將表2中的數(shù)據(jù)分成兩塊單獨(dú)展示。從圖4可以看出，在補(bǔ)貼率由0逐漸增大為30％時(shí)，港務(wù)公司的利潤(rùn)逐漸升高。從圖5(a)中的雙向箭頭所指區(qū)間表示漲價(jià)空間，可以直觀地看出船側(cè)使用岸電價(jià)格有從1.6元到2.3元左右的漲價(jià)空間，在這個(gè)區(qū)間內(nèi)，電網(wǎng)公司的利潤(rùn)因?yàn)榘痘╇娫O(shè)施用電價(jià)格固定的緣故而保持不變，港務(wù)公司的利潤(rùn)越來(lái)越高，船側(cè)的利潤(rùn)越來(lái)越少，但只要在這個(gè)范圍內(nèi)，港口船側(cè)都是賺錢(qián)的。即使船側(cè)使用岸電價(jià)格到了2.3元左右，船側(cè)只要不虧損，仍然愿意使用岸電；放大得到圖5(b)，可以看出，補(bǔ)貼率越大，電網(wǎng)、港務(wù)公司、船側(cè)以及政府四方利潤(rùn)最大的最優(yōu)船側(cè)使用岸電價(jià)格會(huì)降低。因?yàn)殡S著政府所補(bǔ)貼的資金增大，政府能夠得到的效益就不斷的降低，需要稍稍降低岸電價(jià)格以平衡四方的效益。另一方面，使得港口、政府、電網(wǎng)三方利潤(rùn)最大的最優(yōu)岸電價(jià)格會(huì)緩慢升高，分析原因是因?yàn)檎a(bǔ)貼的存在，使得船側(cè)承受高電價(jià)的能力增強(qiáng)。

表2

本發(fā)明能夠利用大量調(diào)研獲得的各方數(shù)據(jù)，通過(guò)發(fā)明中所構(gòu)建的各方數(shù)學(xué)模型，較為準(zhǔn)確的估算出各方的成本效益，理清岸電建設(shè)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中各方的投資、效益關(guān)系，進(jìn)而為今后的岸電推廣提供參考。