基于能耗指標(biāo)的全社會用電量預(yù)測方法研究

劉軍會 鄧方釗 李虎軍 賈鵬 郭放 何新薈

摘 要：充分考慮政府發(fā)布的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展與能源相關(guān)規(guī)劃，基于單位GDP能耗等約束性指標(biāo)，通過分析電能在終端能源消費(fèi)比重的變化規(guī)律，建立全社會用電量預(yù)測模型。并通過具體算例預(yù)測2020年河南省全社會用電量，驗(yàn)證了預(yù)測方法的可行性和實(shí)用性，可為電力規(guī)劃和企業(yè)經(jīng)營提供決策依據(jù)。

關(guān)鍵詞：單位GDP能耗；終端能源消費(fèi)；全社會用電量；預(yù)測

中圖分類號：TM714 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）02-0138-03

Research on Forecasting Method of Electricity Consumption in the

Whole Society Based on Energy Consumption Indicators

LIU Junhui1 DENG Fangzhao1 LI Hujun1 JIA Peng1 GUO Fang1 HE Xinhui2

（1.State Grid Henan Electric Power Company Economic Research Institute，Zhengzhou Henan 450000；2.Henan Airport Group Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： Fully considering the governments economic and social development and related energy planning， based on energy consumption per GDP and other binding indicators， the change of electrical energy in terminal energy consumption was analyzed， and the forecasting model of electricity consumption in the whole society was built. The electricity consumption in the whole society of Henan in 2020 was successfully forecasted through a specific example. The feasibility and practicability of this forecasting method were verified. This method can provide decision-making basis for electric power planning and enterprise management.

Keywords： energy consumption per GDP；terminal energy consumption；electricity consumption in the whole society；forecasting

全社會用電量預(yù)測是電力系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行的基礎(chǔ)工作，基于不同的出發(fā)點(diǎn)，多種預(yù)測方法被提出和應(yīng)用于實(shí)踐，這些預(yù)測方法有各自的適用范圍和優(yōu)點(diǎn)。比如，重點(diǎn)行業(yè)分析法立足分析各行業(yè)的用電量變化情況，日均用電量法則考慮了降溫和取暖電量的影響等[1-5]。當(dāng)前資源環(huán)境約束趨緊，能源效率問題突出，國家出臺了一系列能源行業(yè)發(fā)展規(guī)劃，助推能源轉(zhuǎn)型變革[6]。因此，有必要從規(guī)劃角度入手，基于政府提出的約束性指標(biāo)，考慮能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化，提出一種新的全社會用電量預(yù)測方法。該方法可從政府規(guī)劃角度為全社會用電量預(yù)測結(jié)果提供有益補(bǔ)充，旨在為電力企業(yè)提供決策參考。

1 方法描述

國民經(jīng)濟(jì)與社會的發(fā)展需要煤炭、石油、天然氣、電力等多品類能源的綜合保障，為推動能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，提升能源系統(tǒng)綜合效率，實(shí)現(xiàn)能源行業(yè)綠色健康永續(xù)發(fā)展，政府在《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中明確提出了單位GDP能耗等約束性指標(biāo)。本方法基于政府經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、能源相關(guān)規(guī)劃，以能耗指標(biāo)為切入點(diǎn)，開展中長期全社會用電量的預(yù)測。

1.1 能源消耗總量E1

在現(xiàn)狀年能源消耗總量的基數(shù)上，基于《國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃》提出的經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)以及《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出的單位GDP能耗指標(biāo)，即可算出目標(biāo)年份的能源消耗總量[7]。

1.2 終端能源消費(fèi)量E2

計(jì)算公式如下：

E2=Ee+Eo （1）

式（1）中，Ee為終端電能消費(fèi)量，Eo為終端其他能源消費(fèi)量。

Ee=（EQ-EC-EW）×α （2）

式（2）中，EQ為全社會用電量；EC為廠用電；EW為網(wǎng)損電量；α為電力當(dāng)量，取值為0.122 9kg標(biāo)準(zhǔn)煤/kW·h。

Eo=（E1-γEQ）×β （3）

式（3）中，β為其他能源加工轉(zhuǎn)換系數(shù)，文獻(xiàn)中指出此值長期保持在0.9左右；γ為發(fā)電煤耗。

1.3 電能占終端能源消費(fèi)的比例ξ

此系數(shù)歷年值可由統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)算出，目標(biāo)年份值可通過趨勢外推等方法得到。

ξ=Ee/E2=Ee/（Ee+Eo） （4）

ξ勾稽式（2）與式（3），可求全社會用電量EQ的解析式如下：

EQ=[βξE1+α（1-ξ）（EC+EW）]/[α（1-ξ）+γξβ] （5）

具體思路為：預(yù)測全省GDP增長水平和萬元GDP能耗發(fā)展趨勢，得到能源消耗總量；根據(jù)歷年電能占終端能源消耗比重的情況，預(yù)測其發(fā)展趨勢水平，再通過式（5）計(jì)算全社會用電量[8-9]。

2 算例分析

2.1 經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)

經(jīng)濟(jì)總量方面，根據(jù)《河南省國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃》，全省經(jīng)濟(jì)保持較高速度增長，生產(chǎn)總值年均增速高于全國平均水平1%以上，預(yù)計(jì)不低于8%，測算2020年全省生產(chǎn)總值（2010年可比價(jià)）約為5.40萬億元（見圖1）。

2.2 能耗走勢

“十二五”以來，河南省加快轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級取得重大進(jìn)展，全省經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量效益不斷得到提高，至2016年全省單位GDP能耗為0.60t標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元（見圖2）。

長遠(yuǎn)來看，國家《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出了到2020年全國單位GDP能耗相比2015年下降15%的約束性指標(biāo)，據(jù)此計(jì)算“十三五”期間單位GDP能耗年均下降約3.2%?？紤]到“十二五”期間，河南省提前1年完成了國家下達(dá)的節(jié)能減排目標(biāo)任務(wù)，預(yù)計(jì)“十三五”期間，全省單位GDP能耗下降幅度將超過全國平均水平，年均下降約4.5%，2020年此值預(yù)計(jì)為0.50t標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元。

2.3 能源消耗總量

結(jié)合以上全省經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)和能耗發(fā)展趨勢，預(yù)計(jì)2020年全省能源消耗總量2.67億t標(biāo)準(zhǔn)煤（見表1）。

2.4 全社會用電量預(yù)測

考慮到產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級、城鄉(xiāng)居民電氣化水平逐步提高、電能替代深入推進(jìn)的積極因素，判斷全省電能占終端能源消耗的比重將呈逐年上升趨勢。據(jù)測算，2015、2016年全省電能占終端能源消耗的比重約為21.7%、22.0%，預(yù)計(jì)2020年此比重將進(jìn)一步上升至23.7%（見表2）。

據(jù)以上邊界條件，測算得到2020年全省終端能源消耗總量為1.85億t標(biāo)準(zhǔn)煤，全社會用電量為3 573億kW·h，增速為4.6%（見表2）。

3 結(jié)論

①本文提出的基于能耗指標(biāo)的預(yù)測方法充分考慮政府經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展與能源行業(yè)相關(guān)規(guī)劃，適合中長期全社會用電量預(yù)測，可以預(yù)測出現(xiàn)狀年到目標(biāo)規(guī)劃年逐年的全社會用電量。

②該方法邊界條件清晰，計(jì)算方法明確。根據(jù)算例，預(yù)計(jì)2020年河南全社會用電量3 573億kW·h，“十三五”年均增速為4.4%。

③考慮到技術(shù)進(jìn)步因素與電能替代的推廣，此方法的預(yù)測結(jié)果可能偏低，適合作為預(yù)測結(jié)果比選的低水平方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]周琪，陳泉，姜楠，等.基于宏觀經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的全社會用電量預(yù)測方法研究[J].江蘇科技信息，2015（23）：52-55.

[2]呂飛，胡鵬飛.基于灰色系統(tǒng)理論的湖北省全社會用電量預(yù)測分析[J].湖北電力，2014（12）：67-70.

[3]韋晨珺娃，楊桂元，袁宏俊.基于GIOWA算子的安徽省全社會用電量組合預(yù)測研究[J].嘉興學(xué)院學(xué)報(bào)，2017（1）：57-63.

[4]丁浩，榮蓉.基于多元線性回歸模型和灰色理論的山東省用電量預(yù)測[J].河南科學(xué)，2013（9）：1535-1539.

[5]饒國燃，梁平.支持向量機(jī)及其在社會總用電量預(yù)測中的運(yùn)用[J].廣東電力，2008（11）：22-24.

[6]葉猛.基于灰色關(guān)聯(lián)和回歸分析的社會用電量預(yù)測研究[J].價(jià)值工程，2010（36）：211-212.

[7]丁海婧.對全社會用電量的多元統(tǒng)計(jì)分析及預(yù)測——基于SPSS軟件[J].青年科學(xué)（教師版），2014（5）：15.

[8]章政，王曉佳.基于最小一乘的GA-SVR用電量預(yù)測[J].電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)（社會科學(xué)版），2013（6）：25-29.

[9]沈建新，楊善林.智能電網(wǎng)視角下粒子群優(yōu)化支持向量機(jī)的用電量預(yù)測[J].科技管理研究，2013（11）：235-238.