（技术经济及管理专业论文）电力需求弹性分析及电价形成机制研究.pdf

华北电力大学硕士学位论文 摘要 本论文基于双对数回归估计模型、g r a n g e r 因果检验模型、以及面板数据模型， 选取电价、经济发展水平、其他替代能源价格等因素对我国分类用户电价需求弹性 进行系统的分析，并与国外同类用户需求弹性比较，得出了我国居民用户的电力需 求缺乏价格弹性，而工商业电价机制的变化能对其电力需求产生较大影响的结论。 然后依据用户对电价的敏感程度，对不同用户制定不同的销售电价机制。研究基于电价 需求弹性的电价形成机制，可促使用户主动调整用电时间和负荷，实现削峰填谷，同时， 促进用户的公平负担，并积极引导其节约用电，抑制不合理需求，鼓励节约能源和保护 环境，为我国销售电价的科学合理制定提供决策依据。 关键词：电价，需求弹性，因果检验，面板数据模型，电价形成机制 a b s t r a c t t h i sp a p e rs t u d i e dt h ep r i c ee l a s t i c i t yo fe a c hk i n do fu s e rs y s t e m a t i c a l l yb a s e do n d o u b l e - l o g a r i t h m i cr e g r e s s i o ne s t i m a t i o nm o d e l ，g r a n g e rc a u s a l i t yt e s tm o d e l ( g c t m ) a n d p a n e ld a t em o d e l ( p d m ) ，s e l e c t i n ge l e c t r i c i t yp r i c e ，e c o n o m i cd e v e l o p m e n tl e v e l ，a n d a l t e r n a t i v ee n e r g yp r i c e se t c a sf a c t o r s a c c o r d i n gt oc o m p a r a t i v ea n a l y s i so ft h ep r i c e e l a s t i c i t yi no u rc o u n t r ya n do t h e rc o u n t r i e sf o ra l lk i n d so fu s e r s ，w eg e tac o n c l u s i o nt h a t r e s i d e n t i a lc u s t o m e r s e l e c t r i c i t yd e m a n di nc h i n al a c k so fp r i c ee l a s t i c i t y , w h i l et h ec h a n g e o fi n d u s t r i a la n dc o m m e r c i a lp r i c em e c h a n i s mc a nh a v eas i g n i f i c a n ti m p a c to nt h e i r e l e c t r i c i t yd e m a n d t h i sr e s e a r c hd e v e l o p e dd i f f e r e n tp r i c em e c h a n i s m sf o rd i f f e r e n tu s e i s b a s e do nt h e i rs e n s i t i v i t i e st op r i c ec h a n g i n g r e s e a r c h i n go nt h ep r i c ef o r m a t i o nm e c h a n i s m b a s e do np r i c ee l a s t i c i t yc a np r o m o t eu s e r st oa d j u s tt h et i m ea n dl o a do fp o w e ru s e i n i t i a t i v e l yt oa c h i e v ep e a kl o a ds h i f t i n g , w h i l ep r o m o t i n gu s e r sf a i rb u r d e n ，a n da c t i v e l y g u i d i n gc u s t o m e r st oc o n s e r v ee l e c t r i c i t y ，e n c o u r a g i n ge n e r g ys a v i n ga n d e n v i r o n m e n t p r o t e c t i n g ，a n dp r o v i d i n ga b a s i sf o rs c i e n t i f i ca n dr a t i o n a ls a l e sp r i c ep o l i c y l iy a n ( t e c h n o l o g ye c o n o m i c sa n dm a n a g e m e n t ) d i r e c t e db yp r o f h ey o n g x i u k e yw o r d s ：e l e c t r i c i t yt a r i i f , d e m a n de l a s t i c i t y ，g r a n g e rc a u s a l i t yt e s t ，p a n e ld a t am o d e l ， p r i c ef o r m a t i o nm e c h a n i s m 6 川2m 2697， iiiiy 华北电力大学硕士学位论文 目录 中文摘要 英文摘要 第一章引言1 1 1 论文研究的背景和意义1 1 2 国内外应用研究现状3 1 3 论文研究的主要工作5 第二章需求弹性与计量分析理论8 2 1 需求弹性理论8 2 1 1 需求函数8 2 1 2 价格弹性9 2 2 计量模型理论9 2 2 1 时间序列平稳性检验模型l o 2 2 2g r a n g e r 因果关系检验1 2 2 2 3 序列协整性检验1 3 2 2 4 误差修正模型e c m 1 5 第三章分类用户电价需求弹性分析17 3 1 工商业用户电价弹性1 8 3 1 1 平稳性检验1 9 3 1 2 因果关系检验2 0 3 1 3 回归模型结果2 0 3 2 居民用户电价弹性2 l 3 2 1 长期需求弹性2 1 3 2 2 短期需求弹性2 2 3 3 国内外弹性比较2 4 第四章基于需求弹性的电价形成机制研究2 6 4 1 工商业电价形成机制研究2 6 4 1 1 分电压等级电价实施机制2 7 4 1 2 峰谷分时电价及实施方案2 8 4 2 居民电价形成机制研究3 3 4 2 1 国际阶梯电价经验3 4 华北电力大学硕士学位论文 4 2 2 我国居民阶梯电价机制3 5 4 2 3 算例3 7 第五章结论与展望3 9 参考文献4 1 致谢4 4 在学期间发表论文和参加科研情况4 5 华北电力大学硕士学位论文 1 1 问题的提出 第一章引言 目前，许多国家的电力工业都在进行打破垄断、解除管制、引入竞争、建立电力市 场的电力体制改革，目的在于更合理地配置资源，提高资源利用率，促进电力工业与社 会、经济、环境的协调发展。在我国，电力工业快速发展的同时，电力体制改革也逐 步深入。但目前我国销售电价仍由政府制定：销售电价一般是在1 9 7 6 年国家颁布的电 热价格基础上逐步调整形成，包括居民生活用电、非居民照明用电、商业用电、非工 业与普通工业用电、大工业用电、农业生产用电、贫困县农业排灌用电等用电类别；大 工业用电下又分若干小类，同时，各类用户又根据电压等级的不同进行了细分。 单一制电价和两部制电价是我国现行销售电价的基本电价制度。单一制电价按长期 边际成本法计算发电企业的社会平均电价，以此为基点，允许企业在一定的范围内浮动， 即以纯电量作为计价标的。两部制电价是当今世界各国普遍采用的一种先进的电价制 度。我国从1 9 5 3 年开始，对大工业用电实施两部制电价的制度，两部制电价制度是按 用户的用电度数和用电容量分别计收电度电费和基本电费，两部制电价由电度电价和基 本电价两部分构成。我国目前一般只有大工业用户执行两部制电价；其他类别用户，除 极少部分省市外，均执行单一制电度电价。电价水平一般根据电网企业购电成本以及供 电成本的变化逐步调整形成，电力用户之间交叉补贴严重心1 。 虽然近年来，针对电在时间和空间上的不同特征和不同用户的用电特征，我国某些 地区根据需要逐步引入了峰谷电价、分时电价、季节电价、高可靠性电价等多种电价形 式，以及部分地区还探索实行可中断负荷电价。例如，上海在7 月1 日至9 月3 0 日期 间执行夏季季节性电价；北京、河北、江苏、合肥，上海等地试行了可中断负荷电价， 其中上海地区对凡纳入负控计划，隔日通知避峰的用户，补贴0 3 0 元千瓦时；当天临 时通知拉电的企业，补贴o 8 0 元千瓦时；对装有负控装置的企业按2 元千瓦时标准 “买断负荷，即在用电高峰时可随时中断负荷。但多种电价制度实施范围并不广泛， 有待进一步实践推广。 现行电价机制存在的问题主要有： ( 1 ) 各类用户电价交叉补贴严重，用户间比价不尽合理，不能体现用户的用电负 荷特性。 终端用户分类用电、城乡用户之间交叉补贴。不同类别的电价没有按用电负荷特性 和真实占用电力成本的原则制定。从全国来看，主要表现为工业、非普工业用电给农业、 居民用电补贴。从负荷特性来讲，农业、居民用电较之工业、非普工业用电负荷率低， 供电成本应该高于工业、非普工业。但目前，我国居民电价总体水平偏低，由于电价偏 华北电力大学硕+ 学位论文 离价值，存在较严重的交叉补贴。从经济效率和公平的角度来讲，在最终销售电价体系 中，工业电价应该低于商业电价、居民电价和农业用电；同时商业电价也应该低于居民 电价和农业用电电价。国外电价一般是居民最高，工业最低，居民电价是工业电价的2 3 倍。 ( 2 ) 峰谷电价等差别定价方法缺乏成本核算基础。 目前的峰谷电价存在两个方面的问题，一是在峰谷时段的划分上有随意性倾向，没 有进行细致的负荷分析，二是峰谷电价在浮动幅度上缺乏科学依据。 ( 3 ) 电压等级差价过小，同类用户各电压之间存在交叉补贴，不能体现供电成本 的差异。 各电压等级之间的电价价差偏小，不能真实反映各电压等级的电能价值及供电成本 的差异性，使各电压等级的同类用户之问相互补贴。现有电压等级差价考虑更多的是线 损因素，而没有充分考虑电网投资成本和运营成本的分摊和传递，没有体现不同电压等 级输配电成本的差异，因此对高电压等级用户吸引力不大，不利于正确引导用电户的合 理消费。 ( 4 ) 两部制电价执行范围较窄且基本电价比重偏低，不能反映销售电价的成本特 性。 七类用电中，除大工业用户执行两部制电价外，其他类别用电均执行单一制电价， 大部分用户的电价与用电容量、用电保证程度没有联系，未反映不同情况下供电成本的 差异。两部制电价执行范围过小，不利于总体负荷率的提高，不利于均衡电网负荷。另 外，两部制电价中的基本电价在用户总平均电价中的比例偏低，大概在1 2 1 6 左右，远 低于国际可比水平。根据电力生产的成本特点以及国际经验显示，一般情况下，容量电 费占总电费的比例应在3 0 一5 0 左右( 见表卜1 ) 。由于基本电价偏低，用户可能会不 切实际盲目增加变压器容量，引起电力投资增加，从而导致有限电力资源的巨大浪费。 如何有效引导电力消费是政府定价部门关注的焦点，掌握电力市场中电力需求随电 价变动的规律( 即电价需求弹性) 对于合理确定电价及市场开拓极为重要。但由于多方 面的原因，我国对电价需求弹性的研究还不够系统和完善，各类电力用户不同时段的电 价弹性存在很大差异，若不对这些问题进行深入研究，将会严重影响电力公司的电力营 销决策，从而影响公司的长远发展，也将不利于电力工业的发展。 本论文以国务院电价改革方案( 2 0 0 3 6 2 号) 为指导，结合发改委有关配套办 法以及各类电力用户的实际情况，对各类用户电价需求弹性的影响因素、弹性系数的确 定模型进行研究，在此基础上研究基于电价需求弹性的各类用户电价形成机制，深入探 索电价需求弹性在制定工商业分时电价及居民阶梯电价方面可能的引导作用。从长远来 看，这种需求弹性造成的负荷变化必然会影响电网的运行及电力改革的细节。 2 华北电力大学硕士学位论文 表卜l国外两部制电价容量电费比重情况 1 2 国内外应用研究现状 当前我国零售端电力市场尚未开放，市场参与者的选择权有限，而且传统的电能销 售模式对寻求需求对电价弹性( 简称电价需求弹性) 分析的技术和信息支持均不完备， 致使电价需求弹性的分析具有很大难度。我国目前的电价仍是根据供给成本行政性地确 定的，因此国内众多研究电力需求的文献只是把当期国内生产总值、前期国内生产总值、 人口、当期产业结构变化、前期产业结构变化等作为电力需求的影响因素，而没有将电 价考虑在内口1 。 尽管如此，电力需求价格弹性本身作为一个重要的经济信号还是引起了相关人士的 广泛关注。文献 8 - 1 0 均提及了负荷价格弹性的概念。其中，文献 8 在量化分析电价 弹性的基础上，提出了一种实时电价与电力系统运行可靠性之间协调控制的新方法，调 度员和用户通过价格、负荷和风险指标构成一个闭环控制系统，以持续调节电网风险水 3 华北电力大学硕士学位论文 平。文献 9 分析了统一出清电价机制对发电商持留容量的激励，针对电力市场设计应 充分考虑需求响应的积极作用，建立了需求曲线线性条件下的需求弹性对发电商临界及 最优持留容量的影响的详细数学模型，论证了在单一买方的实时电力市场中引入需求价 格弹性的必要性。文献 1 0 将负荷价格弹性引入基于最优潮流的边际成本电价模型，得 出跨时段负荷价格弹性作用下的分时电价模型，这种模型体现了用户响应，通过价格杠 杆作用调节了用户需求，达到了峰谷调节的效果。同时，文献 1 1 分析了电量电价弹性 矩阵的建立与结构特点，在此基础上提出了一种弹性矩阵的简化方法，结果分析表明， 自弹性系数与交叉弹性系数是互补型的。文献 1 2 运用生产经济学中的要素派生需求理 论，论证了电力需求对峰谷电价短期价格弹性的特性，提出并证明了电力需求短期分时 价格弹性的零和性质。 文献 1 3 和 1 4 则从需求弹性对电力系统最优备用影响的角度进行了研究。考虑到 用户侧提供备用服务时的电价和用户需求水平的不同会造成单位容量缺电成本的变化， 建立了用户参与备用服务的补偿成本( 消费者剩余) 模型，结果表明需求价格弹性系数越 高，系统最优备用需求水平和备用价格越低，系统最优备用需求水平与价格随电力需求 价格弹性的变化而变化。 在电价需求弹性的应用方面，文献 1 5 提出了基于用电需求曲线的区别定价方法， 指导电力企业采取合理的价格营销策略。文献 1 6 将电价需求弹性引入电力市场的竞价 交易中，从而规避电网公司购电价格上扬、购电成本上升的市场风险。文献 1 7 考虑在 电力需求价格弹性的条件下，多买方和单一卖方组成的电力供应链中制定电价折扣的问 题。提出采用帕累托( p a r e t o ) 优化理论，综合考虑买卖双方的帕累托改进的实现，建立 电价折扣模型，并验证了模型的应用效。文献 1 8 则利用供应函数模型这一博弈论工具 分析了电力需求价格弹性对发电市场均衡的影响，结果表明在两个发电企业的市场结构 下，如果不引入电力需求价格弹性的影响，发电市场均衡将不存在，此时电价将会剧烈 波动。只有引入电力需求价格弹性的影响，发电市场均衡才存在且唯一。同时需求价格 弹性越大，发电市场均衡电价越低。 国外文献对市场化条件下电力需求价格弹性的测算方面进行了较深入地研究，文献 1 9 采用面板单位根和面板协整技术估算了七个国家的长、短期居民电力需求收入和价 格弹性；文献 2 0 则同样采用面板分析对丹麦工业公司的电力需求做了深入研究；文献 2 1 使用六种计量经济技术对斯里南卡的电力需求价格和收入弹性进行了研究。文献 2 2 分析了市场结构对电力需求弹性可能产生的影响，并介绍了如何用自弹性和交叉弹 性矩阵模拟消费者行为。但更多的研究则是对需求弹性直接进行计算分析，不同的文献 只是侧重点不同而已。文献 2 3 从国家宏观的角度考虑了印度的五个用户大类，而文献 2 4 则更加细化，仅仅对居民的电价需求弹性进行了分析，采用的是分季节的月度数据。 同时，对电力需求的分析主要考虑了可支配收入、电价、人口增长、替代能源价格等因 素一1 。在应用方面，文献 2 9 研究了得克萨斯市场消费者对趸售价格信号的总体响应。 4 华北电力大学硕士学位论文 文献 3 0 充分利用了不同时期和区域的数据组合以及电力需求的收入、价格弹性，对中 国城市和农村地区气候对电力消费者及生产者的影响进行了实证调查。文献 3 1 从需求 价格弹性的角度分析了如何减少节点价格波动性以及增强重组电力系统的可靠性。文献 3 2 使用工业电力需求的时变价格弹性测算了印度电力用户交叉补贴的可行性。文献 3 3 3 研究电力需求的实时价格弹性，发现并非所有用户都遵守现货市场价格，导致实时 价格弹性很低，这将意味着政府只能在有限的范围内干预电力供应的安全问题。 以上分析看出，对中国各类用户的电力需求价格弹性研究还没有深入。通过探讨电 价需求弹性的测算方法和弹性系数值，研究基于电价需求弹性的各类用户电价形成机 制，可为销售电价的科学合理制定提供决策依据。 1 3 论文所做工作及意义 本论文以经济学、市场营销学及计量经济学理论为指导，借鉴相关理论，运用理论 研究和实证研究相结合、定性研究与定量研究相结合的方法分析研究了电价需求弹性的 确定及基于需求弹性的电价形成机制。 1 、理论研究和实证研究相结合 本文综合运用经济学、市场营销学、计量经济学中的需求理论、弹性理论、回归模 型、面板模型等对我国电价需求弹性进行了全面分析和研究，提出了电价需求弹性的确 定模型以及基于需求弹性的电价形成机制。 2 、定性研究与定量研究相结合 本文的研究既有定量研究也有定性分析，对我国现行销售电价机制及存在的问题进 行了定性分析，同时也采用回归技术、面板技术给出了电价需求弹性的定量确定模型。 在上述理论的指导下，立足于电网公司的长远发展，对我国各类用户的电价需求弹 性及销售电价形成机制进行全面分析和研究，全文共分三大部分，绪论、正文和结论。 第一章为绪论，第二章至第四章为正文，主要研究电价需求弹性的影响因素和确定问题， 以及基于需求弹性的电价形成机制，第五章为结论和展望。 第一章研究内容。第一章为绪论，提出本论文的研究背景，研究现状、研究依据和 目的、研究内容、研究方法、技术路线以及论文的创新点等。本章是本论文的基础。 第二章研究内容。对于供电企业，由于面临更激烈的市场环境，为了企业自身的发 展，不能仅依靠提高服务质量开拓用电市场，更期望合理利用电力需求的价格弹性发现、 激励新的用电需求。故本文的第二章主要明确需求弹性和价格弹性理论，同时，梳理我 国现行电价形成机制，分析其存在的问题，为后文电价形成机制改革做铺挚。 第三章研究内容。目前我国终端销售电价分为居民用电、大工业用电、非工业及普 通工业用电、商业用电、非居民照明、农业生产用电、贫困县农业排灌用电等七大类。 其中工商业和居民用电量相对较大，同时，在各类用户中，电价调整对工商业中的高耗 5 华北电力大学硕+ 学位论文 能企业影响较大，对居民用电具有一定影响并较为重要，而农业生产及贫困县农业灌排 属国家重点扶持对象，用电量变化一般呈现刚性。因此，本文第三章着重研究工商业和 居民这两类用户的电力需求对电价的响应( 即电价需求弹性) 。根据国家电网和南方电 网共2 7 个省、市( 地区) 的相关统计数据，利用计量经济学软件e - v i e w s 分别建立回 归预测模型和面板模型，测算出工商业电价需求弹性系数和居民用户的长短期电价需 求弹性系数。 第四章研究内容。电价需求弹性的大小直接反映用户对电价的敏感程度，基于第三 章对各类用户电价需求弹性系数的测算结果，对不同的用户制定不同的销售电价机制。 达到促使用户主动调整用电时间和负荷，实现削峰填谷的作用，同时，促进用户的公平 负担，并积极引导其节约用电，抑制不合理需求，鼓励节约能源和保护环境。 第五章是本文的结束章节，对论文进行了全面总结并对今后的研究方向进行了展 望。 本文的技术路线图如下： 凸 需求弹性理论及电价形 成机制现状 需求函数理论 价格弹性理论 l 我国现行电价形成机制分析 各类用户电价需求弹性系 数的确定 凸 华北电力大学硕士学位论文 本文的难点主要有两方面：一是我国统计资料中的产业分类与目前销售电价的七 大类或未来销售电价结构改革目标的三大类存在差异，受实际统计工作的限制，需要对 相应的数据进行处理；另外，同一部门可能对应多种用电类别，如金属冶炼及压延加工 业部分执行大工业电价、部分执行非普工业电价，也需进行一定的处理。二是电价形成 机制的研究是一个较大的课题，需综合考虑众多因素，存在一定的挑战性。 创新点主要体现在以下三个方面： ( 1 ) 对各类用户的电价需求弹性进行详细分析，并采用各种计量方法给出定量的 系数确定过程，掌握各类用户电力需求对电价的响应程度( 电价需求弹性系数) ，能为 电价政策的制定和电价水平的调整提供有关依据和建议。 ( 2 ) 对于工商业用户，由于他们对电价的变化较为敏感，会主动调整用电时间和 负荷。针对这一特征，制定工商业两部制电价、分电压等级电价和峰谷分时电价的多种 电价结构方案，不仅有利于用户减少自身电费，也利于电力系统有效地削峰填谷。 ( 3 ) 研究符合我国现阶段居民用户的阶梯电价机制，使居民用电的定价除了保证 居民的最基本需要，还在能源和环境问题日益突出的今天，注重抑制不合理需求，鼓励 节约能源和保护环境。 7 华北电力大学硕士学位论文 第二章需求弹性与计量分析理论 2 1 需求弹性理论 2 1 1 需求函数 一种商品的需求是指消费者在一定时期内在各种可能的价格水平愿意而且能够购 买的该商品的数量。根据定义，如果消费者对某种商品只有购买的欲望而没有购买的能 力，就不能算作需求。需求必须是指既有购买欲望又有购买能力的有效需求阳1 。需求的 实质是商品或劳务的价格与购买量( 需求量) 的关系，这个关系体现了市场上对于某种商 品或劳务在各种可能的价格条件下产生的需求量，即需求量与价格的函数关系。若以 表示需求量，以p 表示商品的价格，则= 厂( p ) 成为需求函数。 一种商品的需求数量是由许多因素共同决定的。其中主要的因素有：该商品的价 格、消费者的收入水平、相关商品的价格、消费者的偏好和消费者对该商品的价格预期 等。它们各自对商品的需求数量的影响如下： 商品价格( p ) ：需求量的多少与产品价格的高低成反向变化，价格越低，需求越 多，价格越高，需求越少。 消费者的收入水平( m ) ：一般来说，当消费者的收入水平提高时，就会增加对商 品的需求量，反之，就会减少对商品的需求量。 相关商品的价格( p ，) ：商品价格本身虽无变动，但与它相关的其他商品价格发生 变动，也会影响到这种商品的需求量。 消费者偏好( f ) ：当消费者对某种商品的偏好程度增强时，该商品的需求量就会 增加。相反，偏好程度减弱，需求量就会减少。 预期价格( 以) ：对未来价格的预期，可能对消费量有重大影响。如果行情看涨， 消费者可能大量抢购；如果行情看跌，消费者可能适当减少当前的购买，待价格进一步 下跌后再买。 时间变化( t ) ：一种商品的需求量，还可能与年、季度、月，日、昼、夜有关。 所谓需求函数是用来表示一种商品的需求数量和影响该需求数量的各种因素之间 的相互关系的，可以表示为系数需求函数： = ( p ，b ，见，m ，f ，t ) 8 公式( 2 1 ) 华北电力大学硕士学位论文 式中，为因变量，p ，b ，见，m ，f ，t 为自变量。 2 1 2 价格弹性 需求价格弹性在经济理论的定量分析中具有广泛的应用性。需求价格弹性是指商 品的价格变动对商品需求量的影响大小的量度，即需求量对价格变动的反应程度。实践 表明，研究需求量对价格变动的反应程度只讨论绝对改变量与绝对变化率是不够的，必 须研究它们的相对改变量和相对变化率，弹性正是一个相对变化的概念，刻画的是一个 变量对另一个变量微小变化所作的反应。 需求价格弹性可用如下公式表示： e ：墼公式( 2 2 ) a p p 设商品的收益函数为r = r ( e ) ，则尺= r ( p ) = p q ( p ) ，求导得边际收益函数为 m r = 箬= q p ) 箬= q p ) 面d q 南 - - q ( p x l ) 公式( 2 一s ) 式中，q ( 尸) 0 ，e 0 ，由此，可知：( 1 ) 当e l 、m r 0 ，需求变 动的幅度大于价格的变动幅度，收益随价格的提高反而减少，此时应采取降价促销的策 略，我们称需求富有弹性；( 2 ) 当e = 一l 时，i 剖= l 、m r = 0 ，此时需求量为不变弹性， 收益不受价格变动的影响；( 3 ) 当一l e 0 时，i 剧 0 ，需求变动的幅度小于 价格的变动幅度，收益不因价格上涨而减少，此类商品多为生活必需品，我们称需求缺 乏弹性。 2 2 计量模型理论 弹性，是经济学中的一个重要概念，是某一变量的相对变化引起另一变量的相对 变化的度量，及变量的变化率之比。但在经济研究中，除了需要研究经济系统中变量绝 对量之间的关系，还要掌握变量的相对变化所带来的相互影响，以掌握经济活动的数量 规律和有效地控制经济系统。计量经济学模型结构式揭示了变量之间的因果关系，从模 型出发进一步揭示变量相对变化量之间的关系是十分方便的。 计量经济学是经济学的一个分支学科，是以揭示经济活动中的数量关系为内容的 分支学科。挪威经济学家费里希( r f r i s h ) 将它定义为经济理论、统计学和数学三者 的结合。计量经济学有其广泛的内容，一般将它分为广义计量经济学和狭义计量经济学： 广义计量经济学是利用经济理论、数学以及统计学定量研究经济现象的经济计量方法的 统称，包括回归分析方法、投入产出方法、时间序列分析法等；狭义计量经济学，也是 9 华北电力大学硕士学位论文 我们通常所说的计量经济学，以揭示经济现象中的因果关系为目的，在数学上主要应用 回归分析方法。本文涉及的计量经济学模型，就是这个意义上的经济数学模型。 计量经济模型作为经济数学模型的一种，揭示经济活动中各个因素之间的定量关 系，采用随机性的数学方程加以描述。例如，生存活动中因素之间的关系，用随机数学 方程可描述为 q = d e m k 。公式( 2 4 ) 式中，“为随机误差项。这就是计量经济学模型的理论形式。 本文将介绍几个分析方法和一个动态计量经济学模型，包括序列平稳性分析、 两序列的协整性分析、g r a n g e r 因果分析、多因素协整性分析、e c m 误差修正模型， 考虑了变量的平稳性，解决了虚假回归的问题，能够得出变量之间的因果关系以及 长、短期方程。 2 2 1 时间序列平稳性检验模型 g r a n g e r 因果分析、协整分析、e c m 误差修正模型都要求时间序列是平稳的。 经典计量经济学单方程线性模型一般表示为z = 膨，+ ，t = 1 ，2 ，t 。按 照古典统计理论，如果最d , - 乘估计的t 统计量显著，则不拒绝r 和x ，之间存在 线性关系的假设。但也存在这样的情况，尽管的t 统计量呈现显著性，但在r 和x ， 之间根本不存在任何线性关系，这种现象被称为伪回归现象。经济学家早己认识到 在经济变量之间存在伪回归现象，但在什么样的条件下会产生伪回归现象则无统一 认识。1 9 7 4 年g r a n g e r 和纽博尔德用蒙特卡罗模拟方法表明，当因变量和自变量都 服从非平稳的单位根过程时，即使它们之间不存在任何线性相关关系，以z 对x ，作 回归所得到的b 最小二乘估计仍有显著的t 值，这对伪回归现象产生的原因做出 了重要的贡献。伪回归原因的发现具有重要意义，它要求人们在做回归分析时，首 先要对自变量和因变量的稳定性做出检验，这就导致了近年来在计量经济学中被广 泛使用的d f 或a d f ( d ic k e ya n df u l1e r l 9 7 6 ，1 9 7 9 ，1 9 8 1 ) 单位根检验以及 p p ( p h i l l i p s ，1 9 8 7 ，p h i l l i p sa n dp e r r o n ，1 9 8 8 ) 单位根检验引。 2 2 1 1 单位根过程 如果一个时间序列的均值或自协方差函数随时间而改变，那么这个序列就是非 平稳时间序列。 随机过程 z ，t = l ，2 ， ，若 r = p r , 一i + 岛 公式( 2 5 ) 其中，p = l ，为一稳定过程，且( 幺) = o ，c d ，( ，一，) = “， o o ，这里s - - 1 0 华北电力大学硕士学位论文 0 ，l ，2 ，则称该过程为单位根过程( u n i tr o o tp r o c e s s ) 。特别地，若 e = z 1 + q 公式( 2 6 ) 其中，q 独立同分布，且e ( q ) = o ，o ( q ) = 仃2 0 ) 。进一步检验f ( 1 ) 的显著性，直到出现第一个不显著的f ( 厂) 为止，说明存 在厂个协整向量。 2 2 4 误差修正模型e c m 误差修正模型是f l j a d l 模型变换而来，s a r g a n 第一次提出误差修正模型概念 ( 1 9 6 4 年) ，之后这种模型又经过h e n d r y ( 1 9 7 7 年) 和d a v i d s o n ( 1 9 7 8 年) 等补充而得到 进一步完善。误差修正模型的建立，可以采用一般到特殊的方法。 先建立a d l 模型 z = p o + 届+ 履只一l + 层一i + 乞 公式( 2 2 8 ) 由( 2 - 2 8 ) 式变形可得 r = 屁+ 届从，+ ( 履- 1 ) ( y 一错吼+ q 公式( 2 - 2 9 ) ( 2 2 9 ) 式即为误差修正模型e c m ，y 一号窖罢x 为误差修正项e c m 。 模型( 2 - 2 9 ) 解释了因变量r 的短期波动v y 。是如何被决定的。- - y i $ ，它受到 自变量短期波动v x 。的影响，另一方面，取决于e c m 。如果变量z 和x ，间存在长期 均衡关系，即有多：a z 一，( 2 2 9 ) 式中的e c m 项可以改写为 多= 雠五 公式3 0 ) 可见，e c m 反映了变量在短期波动中偏离它们长期均衡关系的程度，称为均衡 误差。模型( 2 - 2 9 ) 可简记为 1 5 华北电力火学硕士学位论文 a y , = z o + i 蝇+ a e c m f - 1 + 毛 公式( 2 3 1 ) 一般地，( 2 - ：8 ) ml p ：l 1 ，所以五= 殷一1 牟警石刈p c m “为 正，则a e c m 一为负，使z 减少，反之亦然。这体现了均衡误差对e 的控制。 1 6 华北电力大学硕士学位论文 第三章分类用户电价需求弹性分析 我国现行销售电价用电类别分为以下七类：居民生活电价、非居民照明电价、商 业电价、非工业普通工业电价、大工业电价、农业生产电价、贫困县农业排灌电价等， 销售电价结构改革的最终目标是分为农业用电，居民生活用电和工商业用电及其他三大 类。其中工商业和居民用电量相对较大，同时，在各类用户中，电价调整对工商业中的 高耗能企业影响较大，对居民用电具有一定影响并较为重要，而农业生产及贫困县农业 排灌属国家重点扶持对象，用电量变化一般呈现刚性。因此，本章将重点研究工商业和 居民这两类用户的电力需求对电价变动的响应( 即电价需求弹性) 。 另外，由于我国统计资料中的产业分类与目前销售电价七大类别或未来的三大类 别存在差异，受实际统计工作的限制，得不到某些相应大类的数据，需进行一定的加减 处理。同时，同一部门可能对应多种用电类别( 如下表所示) ，也需进行一定的处理， 将在下面章节中详述： 表3 - i目前我国各产业部门对应电价类别表 部门分类电价类别 农业 煤炭开采和洗选业 石油、天然气开采业 金属矿采选业 非金属矿采选业 食品制造及烟草加工业 纺织业 石油加工、炼焦及核燃料加工业 化学工业 非金属矿物制品业 金属冶炼及压延加工业 金属制品业 通用、专用设备制造业 交通运输设备制造业 电气、机械及器材制造业 通信设备、计算机及其他电子设备制造业 仪器仪表及文化办公用机械制造业 服装皮革羽绒及其制品业 木材加t 及家具制造业 农业贫困县农排 大工业、非普工业 大工业、非普工业 大工业、非普工业 大工业、非普工业 大工业、非普工业 大工业、非普工业( 含限制类) 大工业、非普工业( 含限制类) 大工业、非普工业 大工业、非普工业 大工业、非普工业( 含限制类) 大工业、非普工业 大工业、非普工业 大工业、非普工业 大工业、非普工业 大工业、非普工业 大工业、非普工业 大工业、非普工业( 含限制类鼓励类) 大t 业、1 f 许丁业 1 7 华北电力大学硕士学位论文 表3 - 1目前我国各产业部门对应电价类别表( 续表) 部门分类电价类别 造纸印刷及文教