我国用电量季节特性研究以及在电力运行走势分析中的应用.doc

我国用电量季节特性研究以及在电力运行走势分析中的应用2010-2-8一、我国用电量的季节特性众所周知，用电量是国民经济与社会生活的晴雨表之一。如图表1，我国大部分国土地处温带，四季分明，用电量的季节特性也非常鲜明。根据上述历史数据，可拟合出我国近年来用电量季节特性的标准曲线，为分析用电与经济形势、开展预测与规划等活动提供最基础的依据。改革开放以来我国经济持续高速增长，2008年全社会用电量是1978年的14倍以及1998年的3倍，因此用电量季节特性标准曲线不宜直接用用电量的数值来表达，可以采取定基、环比、结构等指数表达方法。（一）以定基法表达的用电量季节特性标准曲线根据上述历史数据，可以拟合出以定基法表达的月度用电量（当期）标准曲线。即以某个月（一般取1月）的用电量为基数，通过计算其他月份与基数的比值，可以分析每个月用电量的基本走势等。类似的，还可以拟合出以定基法表达的季度用电量（当期）标准曲线以及累计用电量的标准曲线。另外，为了方便跨年度的分析预测，还可以将基准月份定到6月。如图表2，近年来我国用电量最大的季节是炎热的夏季，7、8月份用电量将近1月份的1.28倍，冬季的12月也可能出现接近夏季的负荷高峰；春节所在的1、2月是一年里用电量最少的时段，因此，其他所有月份的用电量都在1月份的1倍以上；每年春夏之交的3-7月是电量持续攀升期但可能出现反复现象，秋季9-11月虽比夏季高峰有所下降但走势比较稳定。值得注意的是，定基法是一种比较稳定的表达方式，即使出现基数本身异常的情况，也可以通过后续数据的环比关系进行判断与修正。（二）以环比法表达的用电量季节特性标准曲线根据上述历史数据，可以拟合出以环比法表达的月度用电量（当期）标准曲线。即以紧邻的上月用电量为基数，通过计算本月用电量与上月的比值，可以分析每个月用电量的变动情况等。类似地，还可以拟合出以环比法表达的季度用电量（当期）标准曲线以及累计电量的标准曲线。如图表3，春节所在的1、2月（平均）用电量往往不足上年12月电量的90%，至3月开春往往出现比较高反弹（超过8%）；5-7月用电量逐月增长环比连续大于1，其中7月用电量可能环比增加10%以上；8-10月用电量逐月下降环比均小于1（其中9月跌幅可能将近10%），而年底12月又会出现较大反弹（超过9%）。值得注意的是，环比法虽然比定基法表达方式更加直观，但由于基数逐月变换，一旦出现异常数据会影响到下一个月的判断，因此适宜对连续几个月的数据进行综合分析。（三）以结构法表达的用电量季节特性标准曲线根据上述历史数据，可以拟合出以结构法表达的月度用电量（当期）标准曲线。即以全年总用电量为基数，通过计算本月用电量与全年的比值，可以分析每个月用电量所占比例等情况。类似地，还可以拟合出以结构法表达的季度用电量（当期）标准曲线以及累计电量的标准曲线。如图表4，上半年1-5月用电量占比全部小于均值（8.33%），而下半年6-12月则全部大于均值，其中月度用电量最高的7、8、12等月占比可达9.3%左右，而占比最小的1、2月（平均）只有7.25%，峰谷差异超过1/4；另外我国上、下半年累计用电量的占比关系也比较稳定，一般分别占46.5%与53.5%。值得注意的是，结构法表达的是一种总体的结果，但一般难以充分判断其原因（12个月或4个季度占比变动的总结果为“零和”），因此更适用于预测规划等场合而不是分析既成事实。二、季节特性标准曲线的初步应用（一）2008年用电量走势的分析如图表5，依据前述方法编制以定基法表达的2008年月度用电量曲线，通过与前述标准曲线进行对比可以发现2008年我国用电量的基本走势是：1-5月基本延续前几年高速增长的态势，从6月份开始连续下降，而且下降的幅度基本呈现逐月扩大的态势。可以说，2008上半年我国用电量的基本走势还是基本符合近年以来的季节特性的，而下半年在经济危机等因素强力作用下已经打破了这一基本规律。如图表6，计算每个月实际曲线对于标准曲线的变动幅度作为定基指数，通过将定基指数与同期月度用电同比增速相比较，可以发现：季节特性的引进可以有效地提高用电走势分析判断的准确性。由于季节特性标准曲线是依据多年的用电量历史数据拟合而成，因此基本排除了个别异常数据的影响，而月度同比增速仅仅是与上年数据的对比，受到基数的影响比较大。具体应用于2008年用电量走势的分析，一是利用季节特性可以（在6月份）较早发现用电量下滑的苗头；二是目前有论者从月度同比增速的连续下降推论出从4月份开始已经出现用电量下滑，但利用季节特性可以一目了然地否定这种判断造成2008年4、5月同比增速下降的真正原因是：2007年4、5月用电量基数过高（定基指数超过3%，同比增速超过16.5%）；三是关于2008年12月是否出现反弹问题，也可以利用季节特性进行分析2007年12月定基指数小于0，同比增速只有9.42%，是造成2008年12月用电量“看起来”反弹的真正原因。（二）2009年1-9月用电量情况的评价如图表7，对比2005-2009历年1-9月月度用电量的定基曲线可以发现：一是2009年的用电量走势虽然略高于往年，但总体变动态势基本是一致的；二是2009年用电情况属于一种“正常”的范畴，符合近年以来我国用电量季节特性的基本规律；三是2009年1-9月我国用电量走势已经摆脱了2008下半年那种单边下泻的态势，已经恢复到比较正常的增长轨道。如图表8，将2009年1-9月月度用电量定基曲线与前述标准曲线相对比可以发现：2009年1-9月我国用电量的基本走势是“稳定恢复”：不仅每个月的用电量定基比值均高于标准值，全部在标准曲线以上，而且差值稳中略升。可以说，2009年1-9月我国用电量的基本走势是与“企稳回升”的宏观经济走势高度一致的。如图表9，进一步将定基指数与月度用电同比增速相比较可以发现：我国用电走势的恢复远远没有9月份同比增速所表现的那样乐观。结合图表6综合对比分析，2008年4-12月我国用电量定基指数下降速率为2.32百分点/月而且快于同比增速的下降速率（2.02），2009年1-8月定基指数回升速率为1.18百分点/月而且明显慢于同比增速的回升速率（1.72），说明我国用电量的走势尚不属于典型的v型反转，在本轮经济周期中我国用电实际的下降幅度大于同比增速所表现、而回升情况则恰好相反，正应了“病来如山倒，病去如抽丝”的民间俗谚。（三）2009全年用电量的预测第一步，依据前述对2009年1-9月用电量情况的评价，结合宏观经济发展的基本情况，首先判断2009全年用电量走势的基本趋势：企稳回升局面基本确立，回到符合季节特性的正常增长；尚无显著加速动因，属于略高于季节特性的稳定恢复。“病来如山倒，病去如抽丝”，无论从宏观经济还是从用电角度，目前都看不出能够与2008下半年加速下跌相对应的加速回升迹象。第二步，如图表10，由于宏观经济还存在一定不确定性，根据几种不同的经济走势设定用电量的几类典型情景：一是延续1-9月的基本走势，即第四季度用电量曲线在标准曲线以上运行，高出幅度与1-9月基本一致（各月定基指数取5）；二是形势出现波动与反复，第四季度用电量曲线低于1-9月（各月定基指数取0或3）；三是出现加速回升的新情景，第四季度用电量曲线高出标准曲线运行的幅度超过1-9月（各月定基指数取7或9）。第三步，如图表11，运用上述各定基曲线预测2009全年用电量以及同比增速等。第四步，如图表12，对上述各预测结果，可以利用结构法标准曲线进行校验与选择：我国上、下半年累计用电量具有比较稳定的结构比例关系（46.5%/53.5%），正常年份波动幅度非常小（最近几年下半年占比的浮动幅度为0.20个百分点），而在经济形势急剧变化的2008年下半年占比则下降了2.7个百分点。由此出发，结合前述对于全年用电量走势的基本判断，以及本轮经济周期用电量下降与回升的不同态势，可以初步预测2009年全年用电量同比增速低于3.5%、下半年占比低于53.5%的可能性非常低，而下半年占比超过54%、全年用电量同比增速超过4.5%的可能性比较高。如图表13，2008下半年我国用电量曲线在经济危机等因素的强力作用下背离原有规律单边下泻，2009年则重新回到标准曲线范畴正在缓慢恢复，因此预计2009年第四季度与2008年同期用电量的同比值将急剧扩大，即使完全符合季节特性曲线的正常用电也可能呈现出同比超过15%甚至20%的“大幅回升”。三、我国用电量季节特性的影响因素与变化方式用电量在一年里的不同季节、不同季度、不同月份呈现出比较稳定的统计特征，此即用电量的季节特性。（一）我国用电量季节特性的影响因素用电量的季节特性主要是由气候、节庆、计划等三方面因素综合影响而成：（1）气候因素我国大部分国土地处温带，四季分明，气候因素一是影响农作物生长，形成农业排灌、农产品加工等用电领域的季节特征；二是影响造船、建筑、仓储、精密制造等行业的施工工艺与工程进度，带动工业用电也出现一定季节性；三是影响居民生活方式，一方面使居民用电本身出现夏季降温、冬季供暖等季节特征，另一方面通过对于商业服务、娱乐餐饮等第三产业的延伸影响，形成了这些用电领域的季节特征。（2）节庆因素春节是我国影响最大的传统节日，每逢“过年”，非连续生产的工厂、矿山普遍放假使第二产业用电量明显下降，游子返乡以及各种节庆活动则拉动交通运输与第三产业用电增长。如图表14，从近年来的统计数据看，春节因素可能使我国全社会用电量下降超过250亿千瓦时。另外，各级学校的寒、暑假对于居民用电以及教育、交通运输等领域的用电也会形成一定影响。（3）计划因素即使排除电力供应不足造成的“计划用电”，在很多行业也依然存在为适应自身生产、营销、市场运行等需求而按照相对固定的时序计划生产进而“季节性”用电的情况，一是一些具有时令或节庆性质的礼品、食品等产品，本身的市场需求具有季节特性；二是一些产量与品种随展会、定单而变动的产品，形成围绕营销渠道的季节特性；三是一些上下游产业链比较长的行业，在长期的市场运行中形成一些约定俗成的生产、营销季节特性这样三百六十行不同时序的累加就形成了全社会用电量季节特性的计划分量。用电的季节特性是广泛存在的。如图表15，不仅全国的用电存在季节特性，而且在很多地区也同样存在显著的用电季节特性。值得指出的是，在气候、节庆、计划这三类用电量季节特性的影响因素中，前两者是相对稳定的，而在市场供需形势变化、技术与工艺改进、营销模式改变、产业政策调整等诸多时候，计划因素都会随之改变，因此在很多行业虽然存在显著的用电“季节差异”，却往往并不存在稳定的用电“季节特性”。（二）我国用电量季节特性的变化方式“有规律则必有例外”，我国用电量的季节特性是客观存在的，但绝大多数历史统计数据点并不会完全准确地落在标准曲线上，悸动、冲突、改变这些比较常见的变化方式体现了客观规律的灰区宽度、约束力度以及新陈代谢。1.随机悸动用电量季节特性的标准曲线，为用电的分析预测提供了最基础的依据，但具体的分析预测必须考虑多种短期或局部影响因素，例如天气的异常、自然灾害的发生、节庆日期的移动、产业政策的调整、市场形势的变化以及国际国内经济活动与社会生活中的种种突发事件，这些因素在时间、空间上的复合作用可能引起用电量在标准曲线的基础上发生时间短、幅度小、规律性不强甚至不一定能够找到直接原因的悸动。2.强烈冲突如图表16，用电量围绕标准曲线随机悸动，一些由于短期或局部因素而引起的偏差往往很快得到自动的纠正，也即实际电量曲线一般不会长时间（超过3个月）单方向偏离标准曲线。而如果出现2008年这样长时间（多达7个月）持续单方向偏离标准曲线的情况，则意味着经济与社会运行出现了严重的变化，类似经济周期、战争、严重灾害这样的强力作用打破了用电量固有的季节特性。3.改变规律用电量的随机悸动可以得到自动修复，从上述2009年1-9月的用电情况看，在类似经济危机这样的强烈冲突之后