基于多元線性回歸分析的用電量研究

盧鶴挺（廣東電網有限責任公司東莞供電局，廣東　東莞　523000）

基于多元線性回歸分析的用電量研究

盧鶴挺
（廣東電網有限責任公司東莞供電局，廣東東莞523000）

摘要：本文簡要闡述了當前電力市場負荷預測的手段，并通過引入多元線回歸分析的主要理論，研究電網企業在用電量與宏觀經濟其他相關因素方面存在的內有關系，揭示其運行規律。

關鍵詞：電力市場分析；電量分析；線性回歸分析法

1　引言

當前電網企業對社會用電量的預測，主要是通過經濟形勢、外部環境等因素分析進行估算，針對電力需求分析與預測方法中對電力需求的影響因素分析不夠深入。筆者試通過對東莞市的經濟、電網運營數據進行統計分析，對電量與國民經濟有關指標之間的關系進行了探索，分析了社會電量與國民經濟等因素之間的關系。

圖1　趨勢分析示意圖

2　電力市場概況與分析

2.1影響用電量的潛在因素

（1）國民經濟發展水平

國民經濟發展水平可用GDP指標來衡量。城市生產發展水平的高低、速度的快慢對電量的需求及使用存在較大的關聯度。

（2）氣象

通過日常的負荷監控發現，當高溫天氣持續期間，空調或冷卻負荷會逐步上升，帶動用電量增長，用電量也將節節升高。

（3）社會用電總戶數和用電總容量

根據電網運營經驗，當社會用電戶數不斷增長時，勢必會導致社會用電總容量的增加，用電總容量的增加也將導致社會用電量的增加。

（4）電力消費結構

在全社會來看，以常見的幾大類電力消費劃分：工業、商業、農業、居民用電。根據經驗，當地區的電力消費結構組成發生變動時，相應的電力消費（包括電費和用電量）必然隨之波動，電網售電單價也隨之改動。

2.2常用的幾種用電量分析與預測方法

（1）灰色模型法

灰色系統理論是運用數學方法，把一般系統論、信息論、控制論的觀點和方法延伸到抽象系統，成為一套解決信息不完備系統的理論，具有原理簡單、所需樣本少、計算方便、預測精度高和可檢驗性強等優點，對未來學的研究具有重要意義。

（2）組合預測法

單一的預測方法難以對整個用電系統進行全面的分析。對于中長期的全社會用電量的預測及分析，可通過預測方法的組合，從不同的維度去對整個電網系統進行模擬和預測，從而獲得多方面的數據，并有效地增加整個預測及分析結果的準確度。

（3）多元線性回歸分析法

在線性回歸分析中，隨機變量是自變量，非隨機變量是因變量；若存在兩個或以上的自變量，則稱之為多元線性回歸。在電力系統研究中，常見的因變量為電力系統中的用電量，而如經濟、人口、氣候等可能影響電量的因素則為自變量。多元線性回歸分析，是通過給定的多組自變量和因變量數據，通過數學方法研究因變量和自變量之間的關系，并形成回歸方程。多元線性回歸分析法具有方法簡單、預測速度快、外推性好的特點。

表1　線性回歸分析參數表

3　數學模型的分析與建立

3.1定性分析

影響供電量的變量分析：以東莞市為研究對象，根據電網運營的經驗，常見影響全社會用電量的因素有GDP、社會用電總容量、天氣、電力消費結構等。研究該市從2011年至2014年第三季度每季度的相關歷史數據，包括每季度的全社會用電量、當地生產總值（GDP）、平均氣溫、平均售電單價、全社會用電總容量，其中GDP來源于當地統計局網站，平均氣溫來源于當地氣象局網站，其他數據來源自電網運營數據。對2011年至2014年第三季度的15組數據進行趨勢分析，如圖1所示。

從圖1可以看出，在可能影響供電量的變量中，GDP、氣溫與供電量呈正向關系。每季度的用電量同比上升，與社會用電戶數及容量的增加有關聯。因用電總戶數的增減最終將導致用電總容量相應增減，這里只對用電總容量進行分析。而受大工業兩部制電價和供需關系影響，平均售電單價與供電量呈負向關系。在這里，筆者大膽假設，供電量與GDP、氣溫、用電容量、平均售電單價之間存在線性關系，并建立以下多元線性模型：

Q=X1×G＋X2×T+X3×Pr＋X4×Ca+con

其中：

Q——全社會用電量，單位為億千瓦時；

G——GDP，單位為億元；

T——平均氣溫，單位為攝氏度；

Pr——平均售電單價，單位為元/ MW；

Ca——全社會用電容量，單位為萬千伏安；

Con——常量；

X1、X2、X3、X4——系數。

3.2定量分析

使用Eview對GDP、氣溫、用電容量、售電單價四個變量共15組數據進行線性回歸分析，得出結果如下：

R2分析：R2為92.83%，說明在15組數據中，搭建的回歸方程擬合程度高達92.83%，已經遠高于線性回歸分析中的常規值（80%）。由此可判斷，該線性回歸方程具有較高的擬合度，是有效的。

T值分析：四個自變量（G、T、CA、Pr）的T值絕對值均大于2，均對因變量產生影響，都屬于有效變量。

通過上述線性回歸運算與分析，可以得到因變量（Q）與四個自變量之間的數據方程，即：

Q=29.73023＋0.051017G＋3.427952T －66.20616Pr＋0.0071Ca

綜上所得，工業GDP、氣溫、用電容量的參數大于0，而平均售電單價的參數小于0，這與前面定性分析相符，建立的數學方程是有效的。統計分析，并利用線性回歸理論建立了電量與GDP及多種經濟指標關系的數學模型，探索電網企業的運營規律。該數學模型可以作為電網企業的電量分析模型，為電網企業在該地區的電量預測、企業經營方面提供參考依據。

參考文獻

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中圖分類號：TM933

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