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基于 SVM 的“弹性系数-投入产出”电力需求预测分析模型董力通;谭显东;刘伟国;刘海波【摘要】Based on the fact that the demand of electricity must be reasonably forecast, which is an important basis to ensure the power grid planning and industrial development, in order to optimize industrial structure and promote energy conservation and emission reduction, there are many uncertain factors to change the medium and long-term electricity demand, considering the effects of multiple factors on the elastic coefficient of the electric power economic development, according to the input-output model, a forecasting model was constructed using the algorithm of support vector machine(SVM). Using electricity demand and GDP, taking the industrial structure of data in 2000-2009 as samples, the total electricity demand in 2010 was forecast. The results show that compared with elastic coefficient regression forecasting and ordinary common SVM forecasting method, the forecasting accuracy of the total electricity demand increases by 8.90% and 3.98%, respectively.%基于合理预测电力需求,是保证电网规划与产业发展合理性的重要依据,在我国优化产业结构、推进节能减排的环境下,电力中长期需求的变化面临更多不确定因素,考虑多个因素对电力经济发展弹性系数的影响,按照投入产出模型,运用支持向量机算法构建预测模型.以2000- 2009年我国电力需求及GDP,产业结构的数据为样本,预测2010年的电力需求总量.通过与普通弹性系数回归预测、普通支持向量机预测方法对比,电力需求总量预测精度分别提高8.90％和3.98％.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(043)006【总页数】4页(P2441-2444)【关键词】电力需求;弹性系数;投入产出;支持向量机【作者】董力通;谭显东;刘伟国;刘海波【作者单位】华北电力大学经济与管理学院,北京,102206;国网北京经济技术研究院,北京,100052;国网能源研究院,北京,100052;国家电网公司,北京,100031;华北电力大学经济与管理学院,北京,102206;国网北京经济技术研究院,北京,100052【正文语种】中文【中图分类】F426合理预测电力需求对于制定电力规划、电力建设具有重要意义。
从电力消费弹性系数角度分析我国电力企业的和谐发展当今，人们生产、生活等各方面都离不开电力，电力是经济发展的主要生产能源，由此决定了电力消费与国民经济发展紧密相关，电力数据的大小及其变化隐含了许多经济发展方面的问题。
电力弹性系数更是反映了电力增长速度与国民经济增长速度的相对数量关系，因此本文以电力消费弹性系数为切入点，通过分析电力消费弹性系数来分析我国经济发展过程中电力利用程度，为促进电力与社会的和谐发展提出一点参考意见。
标签：电力消费弹性系数经济发展和谐发展一、引言当今，人们生产、生活等各方面都离不开电力，电力是经济发展的主要生产能源，为国民经济各个行业发展提供能源供给和动力支持。
随着中国经济的迅速发展，对电的需求量在不断扩大，电力需求市场的扩大又进一步拉动了电力工业的发展。
而电力工业的适度超前发展又反过来为国民经济乃至整个社会的稳定发展提供了有效的保障。
本文以电力消费弹性系数为切入点，通过分析电力消费弹性系数来分析我国经济发展过程中的某些现象，为我国电力产业与社会的和谐发展提出一点参考意见。
电力消费弹性系数，它是反映电力消费的年平均增长率和国民经济的年平均增长率之间的关系的宏观指标。
电力弹性系数可以用下面的公式来表示：b=AY/AX。
式中:b为电力弹性系数，AY为电力消费年平均增长率；AX为国民经济年平均增长率。
（注：表中数据根据各年的《中国统计年鉴》提供的数据计算得出的）从表1可以看出，20世纪90年代电力消费弹性系数大都小于1，到了2000年电力消费弹性系数已经大于1了，到了2003年电力消费弹性系数甚至达到了1.52，虽然2004年、2005年、2006年电力消费弹性系数逐渐在减少，但是仍然明显大于1。
这些数据表明我国电力消费数额明显较大，单位产值能耗增加，终端能源消耗要快于经济增长，而我国电力资源相对缺乏，中国电力供应非常紧张，特别是近三四年出现了全局性电荒。
如果任这一趋势发展下去, 将严重影响人民的生产和生活，对我国的经济发展起阻碍作用二、近几年来, 我国电力消费增长快于经济增长的原因第一, 工业增长成为我国经济增长的主要动力，我国正处在工业化加速发展的阶段。
基于电力消费弹性系数的山东省电力需求分析
王金雪;王金亮;方云
【期刊名称】《山东电力技术》
【年(卷),期】2009(000)002
【摘要】山东省电力需求一直处于一种高速增长状态,电力消费弹性系数也一直保持较大幅度的变化,尤其在国家经济转型和工业化推进阶段,作为重工业密集区的山东省,电力的需求研究具有非常重大的意义.通过研究山东省电力消费弹性系数变化规律,利用协整理论寻找电力消费弹性系数变化的原因,提出了应对电力消费弹性变化趋势的建议.
【总页数】5页(P16-19,68)
【作者】王金雪;王金亮;方云
【作者单位】济南大学管理学院,山东,济南,250022;山东电力研究院,山东,济
南,250002;华电潍坊发电有限公司,山东,潍坊,261204
【正文语种】中文
【中图分类】N945.12
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1.基于电力消费弹性系数的电力需求分析 [J], 蔡树文
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!""#年第$期宏观经济研究我国电力消费弹性系数分析国家发展改革委宏观经济研究院能源研究所课题组一!$%&"年以来我国电力消费弹性系数的基本情况’%&"年以来!我国年度电力消费弹性系数波动较大!最低值为’%%&年的"()*+!最高值为!"")年上半年的’(&&!"如果以’"年为期分析#’%&"$’%%"年电力消费弹性系数平均为"(&’,!’%%"$!"""年平均为"(&’"%’%&"$!""!年!!年间电力消费弹性系数平均为"(&*!&虽然’%&"$!"""年间出现过’%&%年’(&#)’’%%"年’(,*+的高值和’%%&年"()*+的低值!但从两个’"年的平均值看!电力消费弹性系数差异不大!在"(&’左右"’’’%&"(!""!年电力消费弹性系数出现的多次波动!其原因不同!反映了我国经济发展不同阶段的变化&改革开放以来!电力弹性系数出现低峰值的时期有三次&’%&’(’%&*年期间!是由于经济开始加速增长!而电力建设滞后&’%%!(’%%)年期间!是由于经济由前)年的低迷改为突然加速!而电力发展跟不上&以上两次均是因供应不足引起电力消费弹性系数低峰值&’%%,(’%%&期间则是由于经济结构的调整!经济增长减速!而电力消费同期大幅下降!出现了电力供应相对富裕的情况&电力弹性系数大于’的期间也有三次&’%&,年是由于经济减速!电力消费没有相应减速&!"""(!"")年期间则是在经济保持快速稳定增长的条件下!电力消费加速增长而形成的弹性系数高峰期&从’%&,(!""!年出现的电力消费弹性系数的先低后高波动和前两次弹性系数的上下波动有较大的不同&!"""(!"")年期间经济增长速度波动不大!保持了基本稳定快速增长!电力消费的变化主要受经济结构性变化和实际需求的驱动&这种变化是和我国从’%%,年以来基本转轨到以市场经济为基础调节机制相适应的!可以说反映了市场经济条件下的电力供需变化&!’在经济超常增长时!电力供应能力的增加往往滞后于经济波动性变化!出现多次严重缺电&’%&*年到’%%%年是我国的电力装机持续高速增长期!其中连续多年电力装机年增长率高于%-&随着我国电力装机容量的不断增长!严重缺电的状况逐渐有所缓解!火电发电设备平均利用小时数也由,...下降到**..小时&$%%,年开始我国经济实行软着陆!电力消费增长速度急剧下降!到$%%+年我国持续多年的电力供应紧张局面得到缓解!电力供需基本平衡!火电发电设备利用小时数下降到*$$#小时&$%%+($%%%年由于电力建设的惯性!电力装机仍以平均年增&(.,-的速度增长!而这期间电力消费增长速度又出现低谷!火电发电设备平均利用小时数降到*...小时以下!这样我们才有了放开消费限制和城乡电网改造的可能&二!近年电力重新出现短缺的原因分析!...年以后!我国电力消费增长速度迅速上升!而由于在建能力过低!电力装机增长速度下降!使得!..$年开始又重新出现了电力供应短缺苗头!!..!年火电发电设备利用小时数上升到*!+!小时!又出现了局部地区’局部时段电力供应短缺现象&!..)年夏天更是出现了大面积缺电的现象&$’新增电力投产速度明显与电力需求增长不相匹配&由于)九五*时期调整了电力建设规模!近年电力装机增速较低!$%%%年’!...年’!..$年和!..!年的新装机增长率明显下降!分别为+(+-’,(%-’,(.-和*()-&但同期电力需求增长速度大幅回升!#年间电力消费增长速度平均达到%())-!且呈加速上升趋势! 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对重庆电力消费需求的预测分析及对策建议作者：高亮来源：《现代经济信息》2012年第16期摘要：“经济发展，电力先行”，科学规划的前提和基础是对电力消费需求与经济发展内在关系的科学认识。
电力的生产及供应为地方经济的发展、社会的进步和人民生活水平的提高提供了必不可少的条件。
因此，对电力与经济的关系及电力消费需求的研究，对确保地方经济发展目标的实现具有重大的意义。
关键词：电力消费需求；经济增长；关系中图分类号：F426 文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2012）08-0-01在重庆直辖后高速发展的十五年，电力保障问题一直是相当紧张的，重庆依然还是一个缺电的地区。
虽然近年来重庆电力工业发展较快，对全市经济的发展起到了重要的支撑作用，但是随着经济发展对电力需求量的日益增长，电力总体不足、布局不合理等问题已构成重庆经济发展的“瓶颈”。
电力是保障居民生活好的基础，是工厂生产的前提，是招商引资落地的基础保障。
研究重庆经济发展状况和电力消费需求之间的关系也变得极为重要。
因此，科学预测电力需求，保持电力工业的可持续发展，对重庆经济的持续健康发展有重大的意义。
一、重庆2011年电力消费情况2011年是重庆电网“十二五”面临电力供应紧缺局面的第一年，电力电量“双缺口”及全年性缺电特征突出，“缺电”已经成为重庆工业面临的首要问题。
重庆现有电力装机容量1200万千瓦，除去轮检轮修，实际运行1000万千瓦，而重庆市用电需求目前低谷1200万千瓦，高峰1350万千瓦。
其实质就是装机不足、供应不足。
电力的供需矛盾日益突出，不仅给全市的经济和人民生活带来不利的影响，还影响招商引资，面对电网的安全也是威胁。
2011年重庆市政府围绕保民生、保重点的具体要求，未雨绸缪强化运行调度，确保经济社会快速发展、和谐稳定。
二、基于几种方法对重庆电力消费需求的预测研究电力消费需求的相关规律一般都是从电力消费需求与地方经济发展水平之间的关系着手，以下就是现在最常见的几种研究方法。
《云南社会科学》２００７年第１期ＳｏｃｉａｌＳｃｉｅｎｃｅｓｉｎＹｕｎｎａｎＮｏ．１改革开放以来，我国电力供需均快速增长。
“六五”期间，ＧＤＰ年均增长速度超过用电量４．６个百分点，电力增长相对滞后，全国出现大范围缺电局面；“七五”期间国家出台鼓励多家办电政策，使电力建设大大加快，用电增长速度超过ＧＤＰ增长速度的０．７个百分点，但全国缺电局面并未改变；“八五”期间电力建设高速增长，年均新增装机约１６００万千瓦，在满足经济高速增长（年均增长１２％）的同时，大大缓解了全国范围的缺电局面，但地区间电力供需不平衡的矛盾开始显现，华东、华北、华中等部分地区电力供需较紧张，拉闸限电时有发生；“九五”期间，随着国民经济结构的调整，电力供需状况缓解的范围逐步扩大到全国范围，出现低用电水平下的“买方市场”；“十五”前两年用电增长迅猛，大大超过预测。
２００３年，我国电力行业虽然取得了良好的发展，电力生产大幅增长，但是电力需求快速增加导致电力短缺愈加严重，拉限电范围进一步扩大，全国２３个省的电网出现拉闸限电［１］。
２００４年的电力供需形势成为１９９０年以来最为严峻的一年，全国有２６个省级电网拉闸限电。
但随着近年来电力建设速度的高速增长，２００５年下半年拉闸限电省份减少到１８个，２００６年只有少数省份在高峰时段出现拉闸限电，预计２００７年部分省份会出现电力盈余［２］。
电力是一种敏感性商品，因为它会影响社会的稳定性和投资环境，对于中国这样一个快速增长的经济体来说，如何避免未来的电力短缺和过剩已成为一个重要的问题［３］（Ｐ２８）。
电力工业是关系国民经济命脉的重要行业，电力工业的发展是国民经济发展和社会进步的重要基础，其发展速度与国民经济的发展水平直接相关，保证电力的稳定、安全供应，是国民经济发展的基础，也是电力工业发展的最高目标。
本文采用计量经济学手段，从电力消费弹性系数角度对中国电力供需进行研究和分析。
一、电力消费弹性系数电力工业与国民经济之间发展速度的比例关系通常用电力消费弹性系数表示。
所谓电力消费弹性系数是指一定时期内电力消费的年平均增长率与国民经济年平均增长率的比值，是国民经济诸多数量关系中的一个重要变量，它的变动是一定时期经济增长、结构变化、技术进步、供求关系等相关因素共同作用的结果。
为方便计算，前者可用电量年平均增长率表示，后者可用国内生产总值的年平均增长率表示，则电力消费弹性系数Ｋ的表达式［４］（Ｐ２６）为：电力消费弹性系数（Ｋ）＝电力消费量年平均增长速度（ＡＥ）／国民经济年平均增长速度（ＡＰ）若确定了计划期的电力消费弹性系数，根据同期国内生产总值的发展速度Ｐ和基准年的用电量Ｅ０，则可预测计划期ｔ年末的用电量Ｅｔ：Ｅｔ＝Ｅ０（１＋ＫＰ）ｔ基于电力消费弹性系数的电力需求分析蔡树文（南开大学国际经济研究所，天津３０００７１）摘要：通过理论分析和实证分析系统地研究了我国电力消费弹性系数的内在变化机制，建立了电力消费弹性系数的时间序列预测模型和影响电力消费弹性系数的回归模型。
研究发现，二次产业产值占ＧＤＰ的比重与电力消费弹性系数呈正相关；二次产业产值占ＧＤＰ的比重对电力消费弹性系数的影响具有滞后两期的经济惯性；能源消费结构对电力消费弹性系数不存在显著影响；霍夫曼比例对电力消费弹性系数存在显著负效应。
关键词：电力消费弹性系数；霍夫曼比例；单整性中图分类号：Ｆ４２６．２文献标识码：Ａ文章编号：１０００—８６９１（２００７）０１—００５３—０５收稿日期：２００６－１０－１１作者简介：蔡树文（１９６３～），男，南开大学国际经济研究所在读博士研究生，主要从事能源与可再生能源研究。
分析世界各主要工业发达国家１９５０～１９８６年电力消费弹性系数的变化情况，这些国家在相当一段时期的电力消费弹性系数都是大于１的。
从２０世纪８０年代后期开始，一些工业化国家出现了电力消费弹性系数小于１的情况［１］。
可以看出，在不同的经济发展时期，产业结构、工业内部结构变动趋势以及居民生活用电水平不同，会导致不同时期的电力消费弹性系数各不相同。
在重工业化时期，电力消费弹性系数一般大于１；高加工化时期减小，但由于居民生活用电水平的迅速提高，该系数也会大于１；进入工业化后期，电力消费弹性系数一般小于１。
电力消费弹性系数是一个十分活跃的因素，我国建国以来各年的电力消费弹性系数呈波动态势，反映出不同年份、不同经济结构对电力需求增长牵动的强弱变化。
改革开放前，我国电力消费弹性系数波动很大，规律性不强；改革开放后，我国电力消费弹性系数波动较小，基本在１上下波动。
１９９１～１９９９年电力消费弹性系数年平均为０．７４，小于１的主要原因是产业结构调整，即工业内部结构调整所致，高耗能产业比重的逐步减小是导致１９９１～１９９９年电力消费弹性系数小于１的主要原因。
从２０００年开始，每年电力消费系数均超过１，并且逐步攀升。
２００４年电力消费弹性系数高达１．５３，远高于前２０年平均水平，而２００５年电力消费弹性系数为１．３１９［１］，［５］（Ｐ７）。
参考发达国家水平，长期来看，该系数保持在０．８～１．２是一个比较正常的水平［１］，但由于我国处于一个重工业化阶段，工业保持快速发展，特别是高耗电行业的发展决定了我国电力消费系数也将处于一个比较高的水平。
我国在１９８３～１９８４年、１９９７～１９９９年曾两次开展关于电力消费弹性系数问题的讨论［６］。
第一次是针对国内１９７０～１９８４年持续１５年的严重缺电局面，对电力弹性系数进行论证，结论是电力消费弹性系数要大于１，电力工业才能满足国民经济发展的需要，到２０００年发电量至少为１３０００亿千瓦时，相应的发电设备容量应达到２．６亿千瓦。
这个论证为扭转我国电力严重短缺局面立下了汗马功劳，到２０００年我国电力装机容量达到３．２亿千瓦，年发电量达到１３６８４亿千瓦时［１］；第二次是１９９７～１９９９年，当时国内电力供求趋于缓和，电力消费弹性系数急剧下降，讨论是针对应当如何看待电力消费弹性系数问题展开的。
笔者认为，要经济合理地确定电力消费弹性系数，必须从分析影响弹性系数的因素出发，建立相应的计量经济模型。
这里首先应用时间序列计量经济分析方法来研究电力消费弹性系数的内在变化机制。
１．电力消费弹性系数的单整性为了建立电力消费弹性系数的ＡＲＭＡ模型，必须检验电力消费弹性系数时间序列的单整性，即检验该序列是否为稳定的随机过程。
为此，采用Ｎｇ－Ｐｅｒｒｏｎ的ＭＳＢ单位根检验和ＤＦ－ＧＬＳ检验以及ＫＰＳＳ稳定性检验，对１９８５～２００５年的电力消费弹性系数数据，应用ＥＶｉｅｗｓ５．０软件进行统计检验，检验结果如表１所示。
表１电力消费弹性系数序列的稳定性检验结果注：“＊”表示在１０％的显著性水平下拒绝了零假设。
由表１的结果可见，两种单位根检验均拒绝了电力消费弹性系数序列存在单位根的零假设，并且，ＫＰＳＳ检验不能拒绝属于平稳过程的零假设。
即该序列是稳定的随机过程。
２．电力消费弹性系数的ＡＲＭＡ预测模型由于电力消费弹性系数序列是一个稳定的过程，所以可以建立ＡＲＭＡ模型揭示该序列的内在变化机制。
应用Ｅ－Ｖｉｅｗｓ５．０软件进行模型估计，得到ＡＲＭＡ模型：Ｋｔ＝１．８７５Ｋｔ－１－０．８４８Ｋｔ－２－１．７４８ｕｔ－１＋ｕｔ（１）（８．５２１）（－３．５２２）（－２．９５）Ｑ（６）＝７．５６８，ＡＲＣＨＬＭ＝０．０１，ＡＩＣ＝０．０６，Ｌｏｇｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ＝２．４４５通过Ｑ－统计量检验残差序列不存在自相关性，并且ＡＲＣＨＬＭ检验也说明残差序列的样本方差不存在条件自相关。
所以，这里建立的电力消费弹性系数的ＡＲＭＡ模型是一个较合理的计量模型，并且利用该模型可以对２００６年的电力消费弹性系数进行预测，预测值为１．３６６。
可以推测，未来几年我国电力消费需求短缺的局面将得以缓和。
二、电力消费弹性系数影响因素的理论分析从理论上分析，影响电力消费弹性系数的有以下几个因素。
１．产业结构的影响产业结构直接影响用电结构，如重工业所占比重较大，而轻工业和第三产业比重较小，会使电力消费弹性系数增大；随着产业结构的调整，我国国民经济从“重”向“服务业”转变，大力发展第三产业，电力消费弹性系数可能下降。
由于不同产业、不同产品具有不同的耗电量，即使国内生产总值等比例增长，电力消费增长率也是不同的［７］（Ｐ５９～６０）。
因此，产业结构向第三产业演变的电力消费弹性系数将逐步降低。
回顾改革开放以来中国经济的增长历程，在中国经济取得快速增长的同时，产业结构也发生了显著的变化［１］。
一次产业的产值占ＧＤＰ总值的比重不断下降，由１９７８年的２８．１％下降到２００４年的１５．２％；二次产业的产值比例则不断上升，由１９７８年的４８．２％上升到２００４年的５２．９％；三次产业的产值比重也在不断上升，由１９７８年的２３．７％上升到２００４年的３１．９％。
这一时期中国的经济增长是以二次产业特别是制造业的快速发展为核心的。
从２０００年开始，二次产业的产值比重一直保持在５０％以上，且呈不断上升的趋势，特别是２００２年以来，中国工业化进入重工业加速发展的时期，二次产业的产值比重迅速提升，而２００２～２００５年间三次产业的产值比重则略有下降。
在中国工业化的背景下和经济增长的过程中，工业特别是重工业的比重增长导致了工业用电比重和重工业用电比重也大幅度增加，重工业用电增速高于轻工业用电增速的差距越来越大。
２００４年，二次产业消费电能的比重高达７４．９％，二次产业用电增长对全社会用电增长的贡献率已达到８１．０１％。
轻、重工业用电增长分别为１３．８％和１７．０７％［１］。
因此，产业结构中二次产业占ＧＤＰ的比重与电力消费增长率具有高度的正相关性。
２．能源消费结构的影响随着经济的发展，电能消费在一次能源总消费中所占的比重逐年提高，发达国家已达到３５％～４５％［１］，我国也从１９８０年的２０．６％增加为２０００年的４１．７２％，接近２０００年全世界４４．３％的水平［１］，终端能源消费将逐步向电力转移。
用电量增加迅速，而国民生产总值不能相应增加，必然引起电力消费弹性系数增大。
３．人民生活用电水平的影响随着人民生活水平的提高，住宅建设水平连年上升，家用电器种类繁多并逐步普及，使生活用电增长加快，其速度大大高于总需求电量的增长速度。
据统计，２００１年之前，我国人均生活用电增长率均大于全社会用电增长率，只有近两年人均生活用电增长速度才慢于全社会用电的增长。
如２０００年全社会用电增长１１．３６％，而人均生活用电增长率却达１２．１１％［１］。
而且电网电力峰谷差也越来越大，这必将导致电力消费弹性系数增大。
另外，从城镇居民家庭人均可支配收入（１９７８＝１００）和人均电力消费量数据可见，随着经济的进一步发展，我国居民（商业）用电仍将保持高速增长的态势。
