2 人民长江 2016 年别是从 2005 年开始, 第一产业和第二产业的用电量比重呈现持续降低, 第三产业的用电量所占比重逐步增加, 居民的生活用电量比重在增长到 2008 年的 17.3% 之后, 又开始减少并且逐渐趋于稳定四川省各产业的用电量所占比重情况详见表 1 按照用电量所占比例来看,

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闹孟
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1 第 47 卷第 5 期 2016 年 3 月人民长江 Yangtze River Vol.47,No.5 Mar., 2016 文章编号 : (2016) 四川省十三五用电量预测及比较分析陈强, 马文光, 黄炜斌 ( 四川大学水利水电学院, 四川成都 ) 摘要 : 如何保障电力供需平衡一直是四川省电力市场研究的核心问题, 需要科学的电力发展规划并合理地安排电力投资, 因此准确地把握电力消费的规律, 做好电量需求预测就显得极为必要在对四川省 2000 年以来的用电情况进行简要分析的基础上, 结合经济社会发展对全省用电需求趋势的影响, 采用电力弹性系数法相对产值单耗法以及灰色模型法, 对四川省 2015~2020 年的用电量进行测算根据测算结果进行了比较分析, 得到了高中低 3 个方案, 可以代表四川省十三五时期的用电量水平关键词 : 用电量预测 ; 弹性系数 ; 相对产值 ; 灰色模型 ; 四川省中图法分类号 :TV211 文献标志码 :A DOI: /j.cnki 作为现代社会发展的基础支撑, 电力过剩或者短缺都不利于社会经济的稳步发展 [1] 对于一个经济增长速度快于全国水平的内陆省份来说, 四川省如何协调电力供应和电力需求与经济增长之间的关系, 以规避未来电力短缺或电力过剩的波动对经济增长的损害, 已经成为一个严峻的问题 [2-3] 本文将对四川省历史用电数据开展分析, 并结合国民经济的发展和产业结构的调整, 来寻找四川省电力需求的一般规律, 并采用相应方法对四川省在十三五期间的用电量进行预测预测结果可作为国民经济管理部门和电力管理部门制定相关规划的科学支撑, 以便为保障四川省国民经济的快速发展社会的进步以及人民生活水平的提高提供科学参考依据 [4-6] 体保持稳步增长但是用电增速则呈放缓趋势, 主要原因如下 (1) 全省经济处于新常态下增速放缓的客观状态 ; (2) 随着全省产业结构调整步伐的加快, 高耗能行业用电疲软, 第二产业用电量所占比重逐渐减少, 第三产业用电量缓慢增长, 而居民生活用电量增长幅度有限 2000~2014 年, 四川省全社会的用电量情况见图 1 1 用电量结构变化分析 1.1 全社会用电量从近年来电力消费增长态势来看, 在国家十五十一五期间, 四川省全社会用电量年均分别增长 12.59% 和 10.44%; 十二五期间的 2011~2014 年, 分别增长了 12.85% 4.73% 6.46% 和 3.38%, 总图 1 四川省 2000~2014 年全社会用电量情况 1.2 各产业用电量自十五以来, 四川省的用电结构调整明显, 特收稿日期 : ; 修回日期 : 基金项目 : 国家重点基础研究发展 973 计划资助项目 (2013CB ); 国家自然科学基金重点资助项目 ( ); 美国能源基金会中国可持续能源 (G ) 作者简介 : 陈强, 男, 硕士研究生, 研究方向为水利电力经济管理 ericvschen@126.com

2 2 人民长江 2016 年别是从 2005 年开始, 第一产业和第二产业的用电量比重呈现持续降低, 第三产业的用电量所占比重逐步增加, 居民的生活用电量比重在增长到 2008 年的 17.3% 之后, 又开始减少并且逐渐趋于稳定四川省各产业的用电量所占比重情况详见表 1 按照用电量所占比例来看,2000 年以来, 第一产业的用电量所占比例呈现波动状降低的趋势由于产业结构的调整, 第二产业的用电量所占比例表现为先升后降, 据估计, 在今后很长一段时间内, 在该省全社会用电量中第二产业的占比仍呈现降低趋势第三产业的占比在近 14a 来虽然增长缓慢, 但是得益于现代服务业的不断发展壮大, 该产业用电量的所占比重仍将会得到逐步提高 [7] 表 1 四川省各产业的用电量变化情况第一产业第二产业第三产业居民生活全社会用电量 / 用电量 / 比重 / 用电量 / 比重 / 用电量 / 比重 / 用电量 / 比重 / 亿 (kw h) ( 亿 kw h) % ( 亿 kw h) % ( 亿 kw h) % ( 亿 kw h) % 全省用电量预测 2.1 社会经济及环境发展预测经济增长速度四川省将十二五规划期间的 GDP 主要发展目标确定为年均增长 12% 左右 [8] 2014 年, 该省的 GDP 增长速度为 8.5% ( 全国为 7.4%), 总体增速明显降低通过对四川省经济发展现状和客观趋势展开了分析, 在三期叠加的经济发展新常态下, 基于近期经济稳增长调结构转型升级以及转变发展方式, 预计的 2015 年实际 GDP 增速低中高水平分别为 7.2% 7.5% 和 8%; 同时预计的十三五期间四川全省的 GDP 年均增速低中高水平依次为 7% 7.5% 和 8% 产业结构从目前的状况来看, 四川省的第二产业比重已在全国平均值之上, 因此第二产业比重随产业结构的调整而上升的空间将十分有限综合来看, 该省的第一产业所占比重还将继续下降, 现代服务业的快速发展将会带动第三产业比重的提高 [9] 根据四川省的十二五规划 : 到 2015 年,3 次产业结构的调整为 , 并将此作为 2015 年该省的产业比重在十三五规划期间, 经济结构会得到进一步调整, 预计第一产业的比重将继续下降, 第二产业的比重会逐步降低, 第三产业的比重则将有所提高据初步预测,2020 年, 四川全省的第一第二第三产业之比为人口预测 2014 年年末, 全省的常住人口大约为 8140 万人 [10] 根据对人口自然增长率的统计数据来看,2011 ~2013 年, 全省平均为 0.3%,2015 年暂按 0.3% 考虑, 而十二五规划是限定在 0.56% 以下, 则 2016~ 2020 年暂按 0.56% 考虑, 以此测算人口数量测算结果如表 2 所示表 2 四川省人口增长预测万人年年年年年年年年年年年用电量预测方法弹性系数法电力消费弹性系数, 也就是电力消费量与 GDP 二者的增长率比值, 表征电量消费与经济发展的内在关系 [11] 虽然四川省的历史电力弹性系数呈现降低趋势, 但是基于电力在社会经济中先导性基础性的特点以及该省的发展新环境, 电力应先行于经济发展 [12-13], 因此对其预测值不宜过低自 2000 年以来, 该省的电力弹性系数有比较大的波动, 平均值为 0.87, 这也反映了节能减排政策的积极作用和高附加值产业的快速发展, 符合节能降耗的方针原则 [14] 同时, 该省的电力消费弹性系数要明显低于全国水平, 鉴于此,2015~2020 年其预测值为 0.75~0.85 图 2 为 2000~2014 年四川省与全国的电力弹性系数情况以 2014 年为基年, 预测计算式如下 W t =W 0 (1+βα k ) t (1) 式中,W t 为预测期所需要的用电量, 万 kw h;w 0 为基年的实际用电量, 万 kw h;β 为预测期采用的电力消费弹性系数 ;α k 为预测期预计的国家 ( 或地区 ) 生产总值年均增长率 ;t 为基年至预测年间隔的年数

3 第 5 期陈强, 等 : 四川省十三五用电量预测及比较分析 3 根据经济增长速度和弹性系数预测结果, 通过测算可以得到 2015 年用电量增长率 : 高水平为 6.8% 中水平为 6% 以及低水平为 5.4%, 在十三五时期, 高水平则为 6.8% 中水平为 6% 以及低水平为 5.25% 预测结果如表 3 所示计居民人口数, 万人 ;K 0 为基年人均年生活用电量指标,kW h/( 人 a);α 为预测期估计的人均生活用电量年均增长率结合 GDP 预测的高中低水平和人均生活用电量, 初步测算 2015~2020 年四川全省的用电量情况如表 4 所示负荷水平 / ( 亿 kw h) 表 4 用电量预测结果 ( 相对产值单耗法 ) 十一五十二五十三五高水平中水平低水平负荷水平 / 图 ~2014 年四川省与全国电力弹性系数情况表 3 用电量预测结果 ( 电力弹性系数法 ) 亿 kw h 十一五十二五十三五高水平中水平低水平相对产值单耗法综合考虑节能降耗需求以及四川省的实际情况, 对其按照各产业的用电量变化趋势以及居民生活用电量的趋势预测如下 (1) 考虑到该省 2000~2014 年的第二产业万元 GDP 的耗电量年均降低 4%,2015~2020 年在 2011~ 2014 年水平的基础上, 其年均降低 3% 因为在 2000 ~2014 年, 其第一产业第三产业的单位 GDP 耗电量呈波动起伏状态, 在进入十二五后, 相对稳定, 因此 2015~2020 年在 2011~2014 年的平均值的基础上保持不变 (2) 在十二五的头 4a, 人均生活用电量的年均增长率为 7.39% 按照该发展趋势, 对 2015~2020 年的全省人均生活用电量年均增长率暂按 7.4% 考虑 [15] 相对产值单耗法的计算公式为 W t = n i K i GDP it +W t (2) W t =K 0 B t (3) K 0 =K 0 (1+α) t (4) 式中,W t 为预测年的需电量, 万 kw h;k i 为 i 产业的产值单耗,kW h/ 元 ;GDP it 为 i 产业预测年的国家 ( 或地区 ) 生产总值, 万元 ;n 为产业划分个数 ;W t 为预测年居民生活需电量, 万 kw h;k 0 为预测年人均年生活用电量指标,kW h/( 人 a);b t 为预测年预灰色模型法灰色预测 DGM(2,1) 模型简介 GM(1,1) 模型适用于单调性较强的指数规律序列, 而对于具有非单调特性的序列而言, 则推荐由 DGM(2,1) 模型来开展研究 [16] 以下是灰色预测 DGM(2,1) 模型的建立过程对于有 n 个原始数据的非负序列可用下式表达 X (0) =(x (0) (1),x (0) (2),,x (0) (n)) (5) 1-AGO 序列 X (1) 为 X (1) =(x (1) (1),x (1) (2),,x (1) (n)) (6) x (1) (k) = k x (0) (i),k=1,2,,n (7) i=1 1-IAGO 序列 α (1) X (0) 为 α (1) X (0) =(α (1) x (0) (1),α (1) x (0) (2),, α (1) x (0) (n)) (8) α (1) x (0) (k) =x (0) (k)-x (0) (k-1), k=1,2,,n (9) α (1) X (0) +ax (0) =b (10) 则称式 (10) 为 GM(2,1) 灰微分方程, 继而得到 d 2 x (1) +adx(1) =b (11) dt 2 dt 为 GM(2,1) 灰微分方程的白化方程式中 a b 为参数根据最小二乘法估计 a b 的值如下 A =[a b] T =(B T B) -1 B T Y (12) α (1) x (0) (2) x (0) (2)-x (0) (1) α (1) x (0) (3) x (0) (3)-x (0) (2) Y = = α (1) x (0) (n ) x (0) (n)-x (0) (n-1 ) (13)

4 4 人民长江 2016 年解式 (11) 得 -x (0) (2) 1 -x (0) (3) 1 B = -x (0) (n) 1 ^x (1) (k+1) =( b (1) a 2 -x(0) a )e-ak + b a (k+1)+(x(0) (1)- b a )1+a a (14) (15) 对于式 (15) 中的计算结果作还原处理, 即可得出相应的预测值 ^x (0) (k+1) =^x (1) (k+1)-^x (1) (k) (16) 灰色预测 DGM(2,1) 模型预测将该省 2000~2014 年的用电量作为原始数据样本, 采用灰色模型 DGM(2,1), 开展电量预测 (1) 设 x (0) 为 2000~2014 年四川省全社会用电量的原始数据序列, 取 2000 年的 t=1, 后面依次为 2,3,, 可以求得 X (0) 的 1-AGO 序列 X (1) 根据式 (12), 可求出 A = [ a ] b = [ ] 即 a= ,b= (2)DGM(2,1) 模型的白化方程为 (17) d 2 x (1) dx(1) = (18) dt 2 dt (3) 取 x (1) 1 =x (0) 1 =521, 将数据作还原计算, 可得 x (0) t 已利用残差检验关联度检验和后验差检验 3 个误差模型, 对该 DGM(2,1) 模型进行残差修正 [17-18], 通过计算得到的相对误差为 Δ =0.05<0.10, 关联度 ξ=0.66>0.60, 均方差比值 C =0.13<0.35, 小概率误差 p=1>0.95, 结果满足误差表规定的预测精度要求因此得到测算后 X 的预测值 X =(2184,2324,2469,2618,2773,2993) (19) 预测结果如表 5 所示表 5 用电量预测结果 ( 灰色模型法 ) 需电量 /( 亿 kw h) 2005 年 2010 年 2014 年 2015 年 2017 年 2020 年十一五十二五十三五综合分析综合以上方法, 预测结果如表 6 所示就十三五期间全省用电量的年均增速来看, 利用弹性系数法预测的高水平达到了 6.8%, 其次是利用相对产值单耗法和灰色预测法所预测的高水平以及利用弹性系数法所预测的中等水平, 都维持在 6% 左右, 而利用弹性系数法和相对产值单耗法预测的低水平都已下探到了 5% 附近综合 3 个水平的 7 个结果来看, 预测的十三五期间该省全社会用电量的年均增长速度在 6% 附近的结果最多表 6 四川省用电量预测结果负荷水平方案项目用电量 /( 亿 kw h) 2015 年 2017 年 2020 年十二五十三五高水平弹性系数法需电量相对产值单耗法需电量灰色预测法需电量中水平弹性系数法需电量相对产值单耗法需电量低水平弹性系数法需电量相对产值单耗法需电量考虑到四川省 2012 年以来用电量增速放缓的趋势, 认为 2015 年用电量与预测结果的低水平相适宜, 在 2011 亿 kw h 左右结合十二五期间该省用电需求的实际增长情况, 在满足经济平稳发展的前提下, 十三五期间该省全社会用电量的年均增速高中低水平分别为 7% 6% 和 5% 全省 2015~2020 年的用电量预测结果列于表 7 中表 7 四川省 2015~2020 年用电量预测结果负荷水平用电量 /( 亿 kw h) 2014 年 2015 年 2017 年 2020 年十二五十三五高水平中水平低水平结语 (1) 用电增速放缓, 用电量仍将刚性增长四川省经济增长已由过去 10% 以上的高速增长转为 7% ~ 8% 的中高速增长新常态, 这样就使四川省全省的用电量增长速度放缓 (2) 用电结构变化明显在四川省全社会的用电量中, 产业用电所占比重变化趋势明显, 各产业的用电结构得到了进一步优化 (3) 在用电增速放缓和用电结构调整的影响下, 预计 2020 年四川省全社会用电量的高中低水平将会分别达到 2970 亿,2810 亿 kw h 和 2680 亿 kw h 参考文献 : [1] 徐丽娜. 中国用电量需求模型的建立及需求预测 [J]. 山西大同大学学报 : 自然科学版,2013,29(1): [2] 丁剑, 艾明建, 吴安平. 西部大开发第二个十年四川省电力需求预测 [J]. 中国电力,2012,45(9): [3] 代文进, 付小科. 电力系统负荷预测 [J]. 世界科技研究与发展,

5 第 5 期陈强, 等 : 四川省十三五用电量预测及比较分析 ,24(3): [4] 陈洁, 周元. 基于改进灰色模型的江苏省发电量预测研究 [J]. 水电能源科学,2013,31(3): [5] 胡兆光, 方艳平. 我国经济发展与电力需求趋势分析 [J]. 中国电力,2000,33(8):6-9. [6] 陈春根, 罗国勋. 我国电力需求趋势预测及发展对策 [J]. 数量经济技术经济研究,2003,20(6): [7] 何晓萍, 刘希颖, 林燕苹. 中国城市化进程中的电力需求预测 [J]. 经济研究,2009,44(1): [8] 中共四川省委常委. 四川省国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要 ( 年 ) [N]. 四川日报, (1). [9] 四川省经济发展研究院课题组. 十二五时期四川省经济发展宏观环境与趋势分析 [J]. 西南金融,2011,371(6): [10] 四川省统计局. 四川统计年鉴 2015[M]. 北京 : 中国统计出版社, [11] 肖国泉, 王春, 张福伟. 电力负荷预测 [M]. 北京 : 中国电力出版社,2001. [12] 牛东晓, 曹树华, 卢建昌, 等. 电力负荷预测技术及其应用 [M]. 北京 : 中国电力出版社,2009. [13] 魏伟, 牛东晓, 常征. 负荷预测技术的新进展 [J]. 华北电力大学学报,2002,29(1): [14] 刘朝明, 蒋朝哲. 四川省能源需求预测与开发战略研究 [M]. 成都 : 西南交通大学出版社,2007. [15] 兰吉祥. 电力系统负荷预测方法及特点 [J]. 中国集体经济, 2011,310(4):209. [16] 刘思峰, 郭天榜. 灰色系统理论及其应用 [M]. 开封 : 河南大学出版社,1991. [17] DiyarAkay,MehmetAtak.Greypredictionwithrolingmechanism forelectricitydemandforecastingofturkey[j].energy,2007,32 (9): [18] Albert,W LYao,SCChi,etal.AnimprovedGrey-basedapproach forelectricitydemandforecasting[j].electricpowersyetemsre search,2003,67(3): ( 编辑 : 赵秋云 ) Projectionandcomparativeanalysisofpowerconsumptionof SichuanProvincein13thFive-yearPlan CHENQiang,MAGuangwen,HUANGWeibin (ColegeofWaterResourcesandHydropower,SichuanUniversity,Chengdu610065,China) Abstract: BalancebetweenthepowerdemandandsupplyisacoreissueoftheresearchonelectricitymarketofSichuanProv ince,whichrequiresascientificplanningofpowerindustryandarationalinvestmentinpowerdevelopment.itisthereforeessen tialtohaveagoodunderstandingtopowerconsumptionlawandanaccurateestimationofpowerdemand.basedonabriefanaly sisofpowerconsumptionofsichuanprovincesince2000andtheefectsofeconomicandsocialdevelopmentonthetrendofpower demand,itspowerconsumptionintheyearsof2015to2020iscalculatedthroughmethodsofelectricityelasticitycoeficient, consumptionperunitofrelativeoutput,andgraymodel.accordingtothecomparativeanalysisofthecalculationresults,three resultsoflow,mediumandhighpowerconsumptionareobtained,whichreflectsthepowerconsumptionlevelofsichuanprovince inthe13thfive-yearplan. Keywords: projectionofpowerconsumption;elasticitycoeficient;relativeoutput;graymodel;sichuanprovince

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第 35 卷第期西南大学学报 ( 自然科学版 ) 3 年月 Vol.35 No. JouralofSouthwestUiversity (NaturalScieceEditio) Feb. 3 文章编号 :673 9868(3) 69 4 一类积分型 Meyer-KiḡZeler-Bzier 算子的点态逼近赵晓娣, 孙渭滨宁夏大学数学计算机学院, 银川 75 摘要 : 应用一阶 DitziaṉTotik