（技术经济及管理专业论文）终端能源中电能消费及竞争力分析方法研究.pdf

华北电力大学博士学位论文摘要 中又摘要 电能作为一种优质、清洁能源，提高其在终端能源中的比重，对于优化终 端能源消费结构，提高电气化水平具有十分重要的意义。通过对电能消费特性 及竞争力的分析研究，为电能竞争力的有效提升提供基础依据，有助于终端能 源中电能比重的提高，既可以提高电力企业经济效益，又具有综合的社会效益。 分析论述了电力产品和产业特性以及电能在能源消费中的地位和作用，并 对国内外能源消费现状和特点及北京地区终端能源消费现状和特点进行了分 析，从而为电能在终端能源中竞争力系统要素选择和分析评价指标体系构建提 供基础依据。 针对电能消费序列呈现复杂变化规律且受环境影响显著的特点，提出基于 经验模式分解和因素影响的电能消费序列分析方法。首先，利用经验模式分解 方法将电能消费序列分解为若干独立分量；然后，利用多个指标从不同方面分析 各分量特性；再通过各分量与影响因素的相关分析，分析环境因素对电能消费的作 用：最后，结合各分量自身特性及环境因素对它们的影响分析，归纳出电能消费序 列的构成成分，它们规律性显著且包含特征信息集中。实例证明该方法不仅可以挖 掘电能消费序列的自身构成及变化特点，且能全面利用环境因素信息。 对电能消费需求进行预测建模研究。首先，提出一种基于因散经验模式分解的 混合预测方法，通过对电能需求序列的分解和重构过程，将变动规律的序列解析为 三个规律性较强的序列分量，继而对各分量分别进行建模预测。同时，还提出一种 基于趋势拟合评判的多模型筛选方法，该方法既考虑到中长期电能需求预测侧重趋 势预测的要求，又考虑到多模型有效性的判断问题，通过对灰色关联分析方法的改 进，统一解决两方面要求，方法简单易行且有较好的预测效果。 针对电能在终端能源中竞争力要素涉及多个层面与环节，且相互之间影响关系 复杂的特点，在确定了电能竞争力要素系统结构的2 3 个宏观微观要素及其关联关 系的基础上，利用解释结构模型化方法，得到电能在终端能源中竞争力要素的系统 结构模型，描绘出各要素及子系统之间的层次关系，为研究的进一步深入提供了理 论分析框架。 基于电能在终端能源中竞争力要素系统结构框架，创建了电能竞争力分析评价 指标体系。从竞争结果、竞争实力和竞争潜力三个层面分别展开指标体系创建及评 价工作，通过竞争结果评价把握电能消费的整体状况，对竞争实力与竞争潜力的分 析评价则可以找到不同层面上影响电能竞争力的要素，从而针对这些要素制定提升 策略，以有效提升电能竞争力。在指标体系构建的基础上，给出了分析评价方法与 评价流程。 关键词：终端能源，电能，消费，竞争力 华北电力大学博士学位论文摘要 ab s t r a c t i ti sv e r yi m p o r t a n tt oi n c r e a s ep r o p o r t i o no fe l e c t r i cp o w e ra m o n gt h ee n d u s e e n e r g ym a r k e tf o ro p t i m i z a t i o no fe n d - u s ee n e r g yc o n s u m p t i o ns t r u c t u r e t h e r e s e a r c ho nc o n s u m p t i o nc h a r a c t e r i s t i ca n dc o m p e t i t i v ec a p a c i t yo fe l e c t r i cp o w e r c a np r o v i d es t r o n gs u p p o r tf o ru p g r a d i n ge l e c t r i cp o w e r c o m p e t i t i v ec a p a c i t y ，w h i c h c a ni n c r e a s et h ee l e c t r i cp o w e rp r o p o r t i o na m o n ge n d - u s ee n e r g y ，a n dt h ep o w e r e n t e r p r i s e s e c o n o m i cb e n e f i ta n ds o c i a le f f e c tc a nb ei n c r e a s e d t h ec h a r a c t e r i s t i co fe l e c t r i cp o w e ra n di t si m p o r t a n c ea m o n gt h ee n e r g y m a r k e tw e r es u m m a r i z e d m e a n w h i l e ，t h ec o n s u m p t i o na c t u a l i t ya n dc h a r a c t e r i s t i c o fg l o b a lw o r l dw a sa n a l y z e d ，e s p e c i a l l yf o rb e i j i n g ，w h i c hc a nb u i l d u pt h e f o u n d a t i o nf o rc h o o s i n go fp r i n c i p l ec o m p o n e n t sa n di n d e x e sf o rc o m p e t i t i v e c a p a c i t ye v a l u a t i o ns y s t e ma b o u t e l e c t r i cp o w e ri nt h ee n d u s ee n e r g y t oc o u n t e rt h ec o m p l e x i t yo fe l e c t r i cp o w e rc o n s u m p t i o ns e r i a l ，an o v e la p p r o a c h f o rl o a da n a l y s i sw a sp r e s e n t e db a s e do ne m p i r i c a lm o d ed e c o m p o s i t i o n ( e m d ) a n d i n f l u e n c i n gf a c t o r s t h el o a ds e q u e n c ew a sd e c o m p o s e di n t os e v e r a li n t r i n s i cm o d e s i n t u i t i v e ，t h el o c a lc h a r a c t e r i s t i ci n f o r m a t i o no fl o a dc a nb er e f l e c t e db yt h e mr e s p e c t i v e a n ds e v e r a lm e a s u r e sw e r ea d o p t e dt oa n a l y z et h er e g u l a r i t yo ft h ei n t r i n s i cm o d e s b a s e do nt h ea b o v ep r o c e d u r e s ，t h ec o r r e l a t i o n sb e t w e e nt h ei n t r i n s i cm o d e sa n d e n v i r o n m e n t a lf a c t o r sw e r es t u d i e dt om i n et h ed e g r e eo fd i f f e r e n tf a c t o ri n f l u e n c eo nt h e m o d e s t h ec o m p o n e n t so ft h el o a dw e r ec o n c l u d e dw i t ht h e i rc h a r a c t e r i s t i c sd i s c u s s e d i nd e t a i l ac a s es t u d i e ds h o w st h a tw i t ht h ep r o p o s e dm e t h o dt h ec h a r a c t e r i s t i c sa n d i n f l u e n t i a lf a c t o r so fl o a dc a nb ep r o b e dd e e p e r t h em o d e lr e s e a r c hw a st a k ef o re l e c t r i cp o w e rr e q u i r e m e n tf o r e c a s t i n g f i r s t l y ，a l l e n s e m b l ee m p i r i c a lm o d ed e c o m p o s i t i o n ( e e m d ) b a s e dh y b d d p o w e rl o a df o r e c a s t i n g m e t h o dw a sp r o p o s e d t h r o u g ht h em e t h o d ，t h eo b j e c t i v es e r i e sc a nb ed e c o m p o s e dt o s e v e r a l i n d e p e n d e n t i n t r i n s i cm o d e sa d a p t i v e l y ，a n dt h e s ei n t r i n s i cm o d e sa r e r e c o n s t r u c t e da st h r e ec o m p o n e n t sb a s e do nf i n e t o - c o a r s e o nt h eb a s i so fa n a l y z i n gt h e f e a t u r e so ft h e s ec o m p o n e n t s ，w h i c ha r ef o r e c a s t e db yr e s p e c t i v em o d e l s m e a n w h i l e ，a n o v e lm e t h o do fm u l t i - m o d e ls i f t i n gb a s e do ne v a l u a t i o no ft r e n dc o m p a r a b i l i t yw a s p r e s e n t e d t h ed e g r e eo ft r e n dc o m p a r a b i l i t yb e t w e e ne a c hf o r e c a s t i n gc u r v ea n da c t u a l c u r v ew a sc a l c u l a t e dt h r o u g ht h ei m p r o v e dg r a yr e l a t i o na n a l y s i s t h u s ，t h eg r a y r e l a t i o n s h i pd e g r e ew a sg o tw h i c hr e f l e c t st h eo p t i m a l i t yo fa ni n d i v i d u a lf o r e c a s t i n g m o d e l r e f e r e n c et ot h ev a l u eo fe a c hg r a yr e l a t i o n s h i pd e g r e e ，t h eb e r e rm o d e l sw e r e c h o s e nf r o mm u l t i p l ec a n d i d a t eo n e s f i n a l l y ，t h ei n t e g r a t e do p t i m u mm o d e lw a sb u i l t w i t ht h em o d e l ss o r t e do u t 2 3p r i n c i p l ec o m p o n e n t sw e r ec h o s e nw h i c hb e l o n gt ot h es y s t e mo fc o m p e t i t i v e c a p a c i t ya b o u t e l e c t r i cp o w e ri nt h ee n d u s ee n e r g ym a r k e t ，a n dt h er e l a t i o n s h i p 锄o n g t h e mw e r ed e f i n e d a d o p t i n gi n t e r p r e t a t i v e s t r u c t u r a lm o d e l i n g ( i s m ) ，t h el a y e r e d s 仃u c t u r ed i a g r a mo fs y s t e m a b o v e m e n t i o n e dw a sc o n s t r u c t e dt os u p p o r tf u r t h e r i n v e s t i g a t i o n t h ee v a l u a t i o ni n d e xs y s t e mo fc o m p e t i t i v ec a p a c i t ya b o u te l e c t r i cp o w e rm t h e e n d u s ee n e r g ym a r k e ti sc o n s t r u c t e di n c l u d e dt h r e ep a r t s ，i e ，c o m p e t i t i v er e s u l t s ， c o m p e t i t i v ec a p a c i t ya n dc o m p e t i t i v ep o t e n t i a l f r o mc o m p e t i t i v e r e s u l t , t h ew h o l e p i c t u r eo fe l e c t r i cp o w e rc o n s u m p t i o nc a n b ef i g u r e do u t ；a n df r o mo t h e rt w o ，t h ef a c t o r s c 肌b ep i c k e do u tw h i c hp i v o t a li n f l u e n c et h ec o m p e t i t i v ec a p a c i t yo fe l e c t r i cp o w e r a c e o r d i n g 七ot h ep i c k e df a c t o r , s t r a t e g yc a nb e e s t a b l i s h e dt oi m p r o v ec o m p e t i t i v e c a p a c i t y b a s e do n t h eb u i l d i n go fi n d e xs y s t e m ，t h ee v a l u a t i o nm e t h o da n df l o ww e r e p r o v i d e da tt h ee n d k e y w o r d s ：e n d u s ee n e r g y ，e l e c t r i cp o w e r ，c o n s u m p t i o n ，c o m p e t i t i v ec a p a c 耐 声明户明 本人郑重声明：此处所提交的博士学位论文终端能源中电能消费及竞争 力分析方法研究，是本人在华北电力大学攻读博士学位期间，在导师指导下， 独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外， 本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的 研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 期：型萝16 1i 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、 缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借 阅；学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用 不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名：奎滥 日期：旌! 壁：! f 二 导师签名： 日期： 华北电力大学博士学位论文 第一章绪论 长期以来，由于电力的供不应求和电力工业较强的自然垄断性，提高竞争力的 重要性并没有引起电力行业的足够重视。随着电力供需形势趋缓和可供选择能源品 种的逐渐增多，加强竞争意识是电力行业及企业需要深刻认识的问题。电能作为市 场上消费者直接利用的能源商品，是电力产业和企业竞争力的综合体现，也是实现 企业效益的最终载体，对其消费特性及竞争力进行研究具有十分重要的意义。一方 面，通过对电能在终端能源消费市场上的表现进行分析测评可以对目前电能消费情 况有一个清晰的把握，另一方面可以分析出影响其竞争力的要素，并针对这些方面 制定提升策略，从而达到提升竞争力的最终目的。 1 1 选题背景和意义 能源是国家战略性资源，是一个国家经济增长和社会发展的重要物质基础。近 年来，随着国民经济的快速发展和人民生活水平的提高，能源对经济发展的瓶颈制 约效应日益显现。数据显示，2 0 0 5 年，中国一次能源生产总量为2 0 6 亿吨标准煤， 消费总量为2 2 5 亿吨标准煤，分别占全球的1 3 7 和1 4 8 ，是世界第二大能源生 产和消费国。其中，煤炭消费占我国一次能源消费的6 9 ，比世界平均水平高4 2 个 百分点。目前，我国已经成为全球第二大能源净进口国，人均能源拥有量仅为世界 平均水平的4 5 左右，按目前剩余可采储量( 不包括将来勘探出来的能源) 和能源消 费速度来看，我国煤炭、天然气、石油分别还可以开采6 0 年、4 0 年、1 3 年。我国 2 0 0 4 年净进口石油1 5 亿多吨，而2 0 0 5 年净进口石油为1 4 亿多吨，进口依存度 都超过了4 0 。根据我国预期的经济增长，到2 0 2 0 年需要一次能源约2 9 亿吨标准 煤、6 1 亿吨石油，如此巨大的能源需求，凭自身的资源赋存已经难以支撑。 为了应对国际日益严峻的能源形势及国家能源的安全保障，2 0 0 5 年5 月，国务 院成立国家能源领导小组，作为国家能源工作的高层次议事协调机构。2 0 0 5 年6 月 2 7 日，中共中央政治局组织了“国际能源资源形势和我国能源资源战略”的集体学 习，胡锦涛总书记会上强调，能源资源问题是关系我国经济社会发展全局的重大战 略问题，要把节约能源资源提升到事关现代化建设、国家安全、民族生存和长远发 展的高度。我国“十一五 规划中，也明确提出了2 0 1 0 年单位g d p 能耗比“十五 期末降低2 0 左右的节能目标，万元g d p 能耗要由2 0 0 5 年的1 2 2 吨标准煤下降到 0 9 8 吨标准煤左右，重点耗能行业环保状况和主要产品单位能耗指标总体达到或接 近本世纪初国际先进水平，主要耗能设备能源效率达到上世纪九十年代中期国际先 进水平，部分汽车、家用电器能效达到国际先进水平。这既体现了中央以科学发展 第一章绪论 观统领经济社会发展全局、以节能引领节约型社会建设、把经济社会发展转入全面 协调可持续发展轨道的战略意旨，也集中反映了国家对“十一五时期控制能源总 量、提高能源利用效率和能源经济效益的综合要求。所以，节约能源、提高能源利 用效率是目前摆在我国面前的一项重要任务，是实现党中央关于构建社会主义和谐 社会目标的重要步骤之一，也是我国在相当长时期内的一项基本国策。 目前中国终端能源消费效率仅相当于o e c d 国家2 0 世纪8 0 年代初的水平，比 发达国家低7 - - 8 个百分点。造成我国终端能源效率低下和污染严重的一个重要原 因是终端能源消费中煤炭比例过大和燃煤技术落后，严重影响了经济社会的可持续 发展。电能是一种清洁有效的优质能源，电力工业是最能清洁利用化石燃料的部门， 也是效率最高地利用化石燃料的部门，发达国家几乎把污染最严重的煤炭的全部或 大部分用于发电，随着可再生能源利用技术水平的提高，也已经有条件大量开发和 利用可再生能源发电。因此，在终端消费中利用电力替代其他能源具有明显的节能 效益、经济效益和环境效益。而且，电能消耗在终端能源消耗所占比例及人均用电 量是衡量小康水平的重要指标之一。优化能源消费结构、提高电气化水平是改善人 民生活水平、提高环境质量、实现经济、社会、环境可持续发展的根本措施之一， 也是体现现代文明、改变城市形象、提高城市竞争力的重要方面。 北京作为我国的首都、国际化大都市，能源消费结构却不尽合理。为了发挥首 都窗口的带动和辐射作用，也为了提升“国家电网”的品牌价值，展现“新北京、 新奥运、新电力”的精神风貌，树立良好的社会形象，更好地实现服务社会、服务 大众的目标，国家电网公司设立重大科技项目“电能在终端能源中竞争力应用技术 研究”，其主要内容之一就是要对北京地区终端能源中电能的消费和竞争力状况进 行深入分析，以全面了解和分析能源及电力的消费现状和特点，为提高电能在终端 能源中的竞争力、开拓用电市场提供基础依据。本文就是依托于该项目展开的研究。 从用户角度来讲，电能是众多能源的一种，除了必不可少的电能消费外，用户 可能使用其它能源代替电能，也可以使用电能代替其他能源。并且，选定一种能源 也并非就死心踏地，还会不断对比能源之间的效用比，继续选择。这种能源之间的 可替代性，就表现为电力企业与其他能源企业之间的竞争。长期以来，由于电力供 不应求，电力与可替代能源市场的竞争未引起电力企业的足够重视。但随着电力供 需紧张形势趋缓，以及太阳能、天然气、风能等以新的竞争手段和方式进入终端能 源消费市场，电能与这些优质能源之间的竞争将日益突出，电力能源将面临比较严 峻的局面。所以，在目前的形势下，需要深入分析电能在终端能源中竞争力要素， 制定有效提升策略，努力提高电能在终端能源消费中的比重，既有利于电力企业自 身效益，又具有综合的社会效益。 2 华北电力大学博士学位论文 对终端能源中电能消费特性进行研究，可以分析掌握电能在能源消费中的地位 作用及现状特点，挖掘电能消费规律特性，把握电能需求趋势；对电能在终端能源 中竞争力进行分析测评，不仅可以了解和把握电能竞争状况，还能够找到影响电能 竞争力的要素并针对这些要素进行改进。我们不仅可以对同一区域不同时段的电能 竞争力进行比较，分析提升和下降的原因，进一步持续改进，还可以将不同区域终 端能源消费市场上电能的竞争力进行对比分析，准确定位本地区电能的竞争优势和 劣势，找到开拓发展的目标与方向。从而，为电力企业设计合理的电力促销策略， 巩固和开拓电力销售市场提供基础依据，进一步提高电能在终端能源消费中的比 重，为国家的节能降耗做出贡献。所以，本文的研究具有重要的推广价值和实际意 义。同时，由于目前还没有专门就终端能源消费中电能竞争力分析方法进行的专题 研究，本文的研究还具有一定的前瞻性和创新性。 1 2 国内外研究现状 本文主要研究的是终端能源中电能消费及竞争力分析评价方法，这个课题涉及 的内容较多，在此重点就产品竞争力、产业竞争力、能源产业竞争力方面进行综述， 其他相关综述分布于各章节。 7 1 2 1 关于产业竞争力的研究 产业竞争是不同产业之间在一定范围内为争夺共同资源而展开的较量，在这一 竞争过程中会相应的体现出不同产业的竞争能力。对产业竞争力研究影响较大的是 迈克尔波特，但波特教授并未明确给出产业竞争力的概念，他认为一个产业的竞 争力取决于五种基本竞争力量，这些力量汇集起来决定该产业的最终利润潜力，即 产业竞争力与产业的最终利润潜力或产业利润率是相一致的。中国社科院的裴长 洪博士指出：“产业竞争力是指属地产业的比较优势和它的一般市场绝对优势的总 和”眙1 。四川i 师院张超副教授认为：“产业竞争力是属于不同国家的同类产业之间 效率、生产能力和创新能力的比较，以及在国际间自由贸易条件下各国同类产业最 终在产品市场上的竞争能力口1 。中国社会科学院金碚博士认为，产业竞争力是各 国同一产业或同类企业之间相互比较的生产力，产业竞争力的强弱，可以从结果和 原因两个方面来分析，建立了分析我国产业竞争力的因果关系模型h 1 。 很多学者从国际角度研究产业竞争力，认为产业竞争力是国家之间产业竞争能 力的比较。较早的研究如英国经济学家亚当斯密提出的绝对优势理论，大卫李嘉 图的比较优势理论，埃利赫克谢尔与学生贝蒂尔俄林的资源禀赋学说等。比较优 势理论研究各国间不同行业之间的关系，而竞争优势理论研究各国同一产业的竞争 关系“】。裴长洪博士借鉴产业组织理论和西方学者的研究成果，建立了行业分析、 第一章绪论 市场类型和价值链三种方法相结合的理论框架，并提出了衡量产业国际竞争力的指 标体系。裴长洪把产业国际竞争力的指标体系分为两类：一类是显示性指标，用以 说明国际竞争力的结果；另一类是分析性指标，用以解释具有国际竞争力的原因拍1 。 对产业国际竞争力的评价理论和方法进行研究的文献很多，众多学者以不同的 分析框架、不同的研究角度、采用各种评价模型对不同产业的国际竞争力进行分析 评价。1 引。有的从竞争实力、竞争潜力、竞争环境与竞争态势四个方面构建评价指 标体系对中国高新技术产业国际竞争力进行评价3 ；有的文献将产业与外贸竞争力 的关系进行深入研究，有的借鉴世界经济论坛和瑞士洛桑国际管理与发展学院( i m d ) 的研究模型对区域竞争力进行系统评价n 2 1 。 1 2 2 关于产品竞争力的研究 世界经济论坛( w e f ) 全球竞争力报告指出，“国际竞争力是企业目前和未 来在各自的环境中比他们国内或国际的竞争者更具吸引力的价格和质量来进行设 计、生产并销售货物以及提供服务的能力和机会”n 3 1 。随着对竞争力研究深化，世 界经济论坛在1 9 9 4 年的国际竞争力报告中给它做了重新定义：“一国一公司 在世界市场上均衡的生产出比其竞争对手更多财富的能力”口副。在上述竞争力定义 中，“货物”及“服务”是广义的产品。按这一定义，可以将产品理解为在国内、 国际市场上实现竞争力的媒介或手段。m e y e r 和l e h n e r d 的平台理论( 1 9 9 7 ) 则揭示 了企业核心能力是通过产品与市场连接以形成竞争力；产品和产品平台是企业内部 资源核心能力在市场上的体现n 引。 部分文献从不同主体层次上讨论产品竞争力。能够从整体特征上讨论某国产品 在国际竞争中的一般特点n 引，也可以从产业角度考虑产品竞争力，因为产业是按产 品类别划分的，产品竞争力在产业竞争力中具有重要地位。但常见的是从微观角度 讨论产品竞争力。在有些情况下，产品竞争力是指生产( 或主要生产) 某种或某类产 品的企业在各个层面上所反映出来的、并最终体现在产品上的竞争力，它不仅包括 产品本身的某些因素，也包括产品生产系统和营销系统的特征n7 1 。有的文献把“产 品竞争力”分为产品本身素质、产品生产条件和产品营销能力三个方面，每个方面 有一个或几个指标来进行模糊综合定量评价n 邮；其中产品本身素质包括产品质量和 产品单位成本两个评价指标n 引；有的文献将产品竞争力的影响因素分为内部因素 ( 质量、技术、设计、成本) 、外部因素( 销售、服务、广告) 和潜在因素( 人员、开 发经费等) 乜们。 部分文献对产品竞争力要素进行深入研究。有研究着重于产品开发成功( 或失 败) 的影响因素，一般采用案例分析和归纳的研究方法，提取产品开发成功的各种 因素，从中筛选出关键因素乜。而对产品竞争力的决定要素和构成要素的系统性研 4 华北电力大学博士学位论文 究是德国学者普法勒和维泽在市场竞争中的企业策略一书中提到的。他们认为， 产品特征在“水平方向”上的差异是品牌差异，而在“垂直方向”上的差异则是质 量差异；另外，产品在销售市场上的差异又有市场形象差异；因此，产品竞争体现 在三个方面：品牌竞争、质量竞争和广告竞争，相应的竞争力因素为品牌、质量和 广告瞳朝。而文献n 刀认为质量、功能、价格是主要的产品竞争力要素。 1 2 3 关于能源产业竞争力的研究 对能源产业竞争力的研究多集中在能源产业在国际上的竞争力研究和产业内 各能源企业之间的竞争力研究。 文献 2 3 利用成本最小化模型对美国煤炭产业进行定量化分析研究通过与南 非和加拿大的比较，文献 2 4 分析澳大利亚煤炭在世界市场竞争的不利因素一高运 费、高薪资结构和由政府介入的产业索价水平而文献 2 5 则认为世界煤炭产业处 于受动态因素影响的能源市场中。文献 2 6 2 9 2 从竞争力总体水平，竞争力影响因 素等方面对我国煤炭产业竞争状况进行分析研究，并给出一些提升建议。文献 3 0 2 从资源、输送网络、消费市场和法律框架四个方面对美国天然气市场的竞争性进行 分析，给我国天然气市场竞争机制的建立提供了借鉴意义。文献 3 1 3 2 对我国石 油工业的国际竞争力水平进行了综合评价。文献 3 3 3 6 则通过与国外公司的比较， 从不同的角度对我国石油石化企业的国际竞争力水平进行了分析评价。 对于电力行业竞争力的研究较少，且主要集中在发电企业的竞争力。国电动经 中心发电企业竞争力研究课题组对发电企业竞争力进行了研究，提出了发电企业竞 争力评价指标体系，共从1 3 个方面自身指标和5 个方面的区域指标，涵盖了近1 0 0 个指标阳7 。3 8 1 。文献 3 9 从外部环境竞争力、资源基础竞争力、经营过程竞争力和业 绩表现竞争力四个环节对发电企业竞争力进行分析，并构建了评价模型。文献 4 0 构建了包含8 类共4 0 项指标的发电企业核心竞争力，并采用全息雷达图法对其进 行评价。文献 4 1 - 4 5 则对电力企业战略设计、成功要素、管理水平提升等方面作 了探讨，可以为电力企业增强竞争力提供参考。文献 4 6 - 5 2 对评价方法和技术进 行了研究，并将他们应用于电力企业业绩等方面的评价。 从我国优化能源结构的战略出发，文献 5 3 将我国与部分国家( 地区) 的电力终 端能源消费比重进行比较，认为我国需要努力提高电力在终端能源消费中的比重。 文献 5 4 从需求侧的角度探讨如何设置电价水平来增强电能在能源替代工程中的 竞争力，从而提高电能在终端能源消费中的比重。而文献 5 5 2 则对我国的能源替代 与电力促销工作中的问题进行了探讨，认为既要努力提高电力对其他能源的竞争 力，努力扩大电力市场，又要实事求是，注意经济效益、社会效益和环境效益的统 第一章绪论 1 3 本文主要工作及创新点 本文对终端能源中电能消费及竞争力分析方法进行研究，首先对电能消费现状 及特点进行分析阐述；然后给出一种电能消费规律分析方法；再提出两种方法对电 能消费需求进行预测建模；接着，利用解释结构模型化技术对电能在终端能源中竞 争力要素系统进行分析，得到电能竞争力系统模型；最后，构建了电能在终端能源 中竞争力分析评价指标体系并给出评价方法。 第一章介绍终端能源中电能消费及竞争力分析方法研究的选题背景和意义，并 总结了目前的国内外研究现状。 第二章阐述了电力产品和电力产业的特性，并对电能在能源发展中的中心地位 和重要作用进行论述。同时，本章还对国内外能源消费现状和特点及北京地区终端 能源消费现状和特点进行了分析，为第五章电能在终端能源中竞争力系统要素的选 择及第六章竞争力分析评价指标体系的构建提供基础依据。 第三章针对电能消费序列呈现复杂变化规律且受环境影响显著的特点，提出基 于经验模式分解和因素影响的电能消费序列分析方法。首先，利用经验模式分解方 法将电能消费序列进行分解得到若干独立的分量，则各分量突出了序列不同局部的 特征信息；然后，利用平均周期、平均振幅、波动规律检验量、方差及方差百分比多 个指标从不同方面分析各分量的特性；再通过对各分量与影响因素的相关分析，分析环 境因素对电能消费的影响作用；最后，结合各分量的自身特性及它们与影响因素的相关 分析，归纳出构成电能消费序列的不同成分，它们规律性显著且包含特征信息集中。实 例证明该方法不仅可以挖掘电能消费序列的自身构成及变化特点，还能全面合理的利用 环境因素信息，准确分析环境对电能消费的影响。 第四章对电能消费需求进行预测建模研究。首先，提出一种基于因散经验模式分解 的混合预测方法，通过对电能需求序列的分解和重构过程，将变动规律的序列解析为三 个规律性较强的序列分量，然后对各分量分别建模预测，最后再把各分量预测结果叠加 得到最终的预测结果。该方法包含了分而治之与聚类的思想，针对不同特性分量选择具 有针对性的预测模型，可以有效提高预测精度。同时，本章还提出了一种基于趋势拟合 评判的多模型筛选方法，该方法既考虑到中长期电能需求预测侧重趋势预测的要求，又 考虑到多模型有效性的判断问题，通过对灰色关联分析方法的改进，将两方面的要求统 一起来进行有效解决，方法简单易行且有较好的预测效果。 第五章针对电能在终端能源中竞争力要素涉及多个层面与环节，且相互之间影响关 系复杂的特点，基于第二章的分析，同时结合相关文献成果的分析总结，确定了电能竞 争力要素系统结构的2 3 个宏观微观要素及其关联关系。然后，利用解释结构模型化方 6 华北电力大学博士学位论文 法，经过邻接矩阵的计算，最终得到电能在终端能源中竞争力要素的系统结构模型，为 研究的进一步深入提供理论分析框架。 第六章根据第五章的研究，基于电能在终端能源中竞争力要素系统结构框架， 创建了电能竞争力分析评价指标体系。本文从竞争结果、竞争实力和竞争潜力三个 层面分别展开指标体系构建及评价工作。其思路是通过竞争结果评价把握电能消费 的整体状况，对竞争实力与竞争潜力的分析评价则可以找到不同层面上影响电能竞 争力的要素，从而针对这些要素制定提升策略，以有效提升电能竞争力。在指标体 系构建的基础上，给出了分析评价方法与评价流程，并给出算例分析，算例一以北 京为例，对其历年电能在终端能源中竞争力结果及竞争要素进行分析评价，算例二 对北京、上海、山东三个地区的电能竞争力结果及竞争要素进行了评价比较。 7 华北电力大学博士学位论文 2 1 引言 第二章电能消费特性分析 本章重点对电能消费特性进行分析，主要包括对电力产品和电力产业特性的定 性描述，对电能在终端能源中地位和作用的分析阐述，以及对国内外能源消费现状 和北京地区终端能源消费现状的分析。通过上述分析工作，不仅可以了解电能特性， 把握电能作用及消费现状，还可以分析出对电能消费产生影响的主要要素，为后续 章节电能竞争力要素分析及指标体系构建提供基础依据。 2 2 概念界定 2 1 1 能源 能源是可被人类利用并由此获得能量的自然资源。按其使用方式可分为两大 类：一类是存在于自然界的可以提供现成形式能量的能源，称为一次能源；另一类 是由一次能源直接或间接转化成的二次能源。二次能源主要有电能、氢能、煤油、 柴油、火药、煤气、液化气、沼气、焦炭、酒精等。一次能源又可分为再生能源与 不可再生能源，再生能源是指在自然界中可以不断再生并有规律的得到补充的能 源，主要有太阳能、风能、生物质能、海洋潮汐能、地热、地震等；不可再生能源 是指经过亿万年形成的、短期内无法恢复的能源，主要有化石燃料( 煤、石油、天 然气、油页岩等) 、核燃料( 铀、钍等) 。不可再生能源的特点是其储量是有限的， 随着大规模开采，其储量越来越少，总有枯竭之时。根据在开发、加工、利用过程 中是否会造成环境污染，能源又可分为污染型能源( 煤炭、石油等化石燃料) 和清洁 型能源( 风能、太阳能和水能等) 。根据生产技术，能源可分为常规能源( 在一定历 史时期和科学技术水平下，已经被人们广泛应用的能源，如煤、石油、天然气、水 能等) 和新能源( 采用先进方法以及新发展的先进技术加以利用的能源，如太阳能、 风能、地热能、生物质能、海洋能等) 。能源结构是能源系统中的一个重要概念， 它是指能源总生产量( 或总消费量) 中各类一次能源或二次能源的构成及其比例关 系。从总生产量分析能源结构，称为能源的生产结构；从总消费量分析能源结构， 称为能源的消费结构。 2 1 2 终端能源 按照经济合作与发展组织( o e c d ，o r g a n i z a t i o no fe c o n o m i cc o o p e r a t i o na n d d e v e l o p m e n t ) 和国际能源署( i e a ) 的定义，终端能源消费是终端用能设备入口得到 9 第二章电能消费特性分析 的能源。因此，终端能源消费量等于一次能源消费量减去能源加工、转换和储运这 三个中间环节的损失和能源工业所用后的能源量。 2 1 3 电力产品与产业特性 电能指电以各种形式做功的能力，有直流电能、交流电能、高频电能等，这几 种电能均可相互转换。日常生活中使用的电能主要来自其他其他形式能量的转换， 同时，电能也可转换成其他所需能量形式，以有线或无线的形式作远距离的传输。 电能被广泛应用在动力、照明、冶金、化学、纺织、通信、广播等各个领域，是科 学技术发展、国民经济飞跃的主要动力。 2 1 3 1 电力产品特性 分析电能在终端能源中的竞争力，首先需要确定电力是商品的概念：电力与石 油、煤炭和天然气一样，也是一种能源，是一种优质商品能源。在明确电能是商品 的同时，还需要考虑到电力产品比较特殊的自身特性阳引： ( 1 ) 电力的必需品性。电力产品被公认为是关系国计民生的必需品。 ( 2 ) 电力的准公共物品性。根据物品是否有竞争性和排他性，可以把物品划分 为私人物品、公共物品和准公共物品。私人物品在消费或使用上具有两个特性：一 是竞争性，如果某人已消费了某种物品，则其他人就不能再消费这种物品；二是排 他性，只有购买物品的人才能消费物品，没有购买的人则无权消费物品。在消费或 使用上不具有竞争性和排他性的则为公共物品，如灯塔。如果只在使用上不具有竞 争性那么就是准公共物品。实际上公共物品也是有一定限制条件的，超出一定范围 则具有竞争性和排他性，譬如灯塔，如果有太多的船只那么就会造成部分甚至根本 无法使用，这就具有一定的竞争性了。 电力产品是介于公共物品和私人物品之间的准公共物品：需要购买才能使用， 具有排他性，但是在一定条件下并不具有竞争性。电力产品具有准公共物品的特性 要求政府介入或干预电力产品的生产，以避免市场经济下追求利润最大化的企业难 以保证电力这种准公共物品的提供。 ( 3 ) 电力的不可储存性。电力产品无法储存( 目前电力技术条件虽然使小规模电 能储存能够实现，但大规模电能储存尚不可能) ，其生产、输送、消费必须瞬间完 成。不可储存性对电力的供给提出了更高的要求，电力供给与需求之间必须每时每 刻保持平衡，电力市场需求的预测和控制及稳定性将是重要问题，否则，消费或者 生产的突然变化所导致的供求不平衡必然会引起电价的大幅波动，从而使部分消费 者难以获得电力产品。 l o 华北电力大学博士学位论文 ( 4 ) 电力的可靠性。因为电力产品的必需品性和不可储存性，电力供给的中断 将会给社会带来极大的损失，这要求在电力生产和电力输送之间必须保持高度的密 切协调关系，以避免任何不协调行为造成电力供给的中断，甚至使整个电力系统瘫 痪。电力生产和输送间的协调性高低决定了社会成本的大小，协调性差则社会成本 巨大，协调性好则减少社会成本。许多国家为了保证电力供应的可靠性，电力生产 与输送都是一体化经营。 ( 5 ) 电力的供给、需求刚性与需求多变性：电力产品的必需品性决定了必须提 供充足的电力供应，而电力供给刚性则要求电力的生产要具有前瞻性。以电为动力 的工业，不论电价变动与否，他们的生产线不会因电价的变动而停止或新增，对电 力的需求量几乎相对固定不变，这反映了电力需求的刚性。而城乡居民使用家用电 器则富有一定的弹性，如电价升高时一些居民会减少对电热水器、空调的需求及其 使用；电价下调时，会增加对这些电器的需求及使用，这时对电的需求是有弹性的。 对电力需求的多变性则要求电力企业在满足供应的同时要通过需求侧管理或其他 途径如提高错峰能力来平衡供需。 2 1 3 2 电力产业特性 电力产品的供给依托于电力产业，在了解电力产品特性的同时需要分析电力产 业的特征。电力产业具有公用事业、技术密集与资金密集三方面属性。作为公用事 业，政府既要保证电力产业能够根据用电需求不断发展，又要对电力产业按照明确 的法令进行严格规制。现代电力系统规模庞大、技术复杂，必须采用最先进的运行 和管理技术，而且应该建立严密的技术标准和技术监督制度，这就决定了电力产业 必然成为技术密集型产业。电力产业同时还是资金密集型产业。 狭义的电力产业是指直接向消费者提供电力这种能源产品或服务的同类企业 群体，它包括发电、输电、配电、售电等企业，并不包括生产电力设备的企业。广 义上的电力产业还包括上游供应企业( 如煤炭等一次能源) 和最终用户等。 发电是一个采用多种燃料( 煤炭、石油、天然气等) ，并将他们转变为完全同质 产品一电能的过程。发电过程是完全标准化的，每家电厂一般只使用一种燃料，但 一家公司可能在不同电厂使用不同的燃料。燃料价格影响着电厂成本。一般来说， 发电成本约占电能总成本的3 5 一5 0 ，而燃料成本则要占到发电成本的7 0 ( 燃煤 电厂)