（管理科学与工程专业论文）中国电力结构及其市场风险度量研究.pdf

t h er e s e a r c ho nt h ec h i n e s ee l e c t r i c i t ys t r u c t u r ea n di t s m a r k e tr i s km e a s u r e m e n t b y c h e nh a n l i b e h u n a nu n i v e r s i t y 19 9 4 m s h u n a nu n i v e r s i t y 2 0 0 0 ad i s s e r t a t i o ns u b m i r e di np a r t i a ls a t i s f a c t i o no ft h e r e q u i r e m e n t sf o rt h ed e g r e eo f d o c t o ro fm a n a g e m e n t 1 n m a n a g e m e n ts c i e n c e e n g i n e e r i n g i nt h e g r a d u a t es c h o o l o f h u n a nu n i v e r s i t y s u p e r v i s o r p r o f e s s o rm a c h a o q u n o c t o b e r 2 0 1 0 f 湖南大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明 所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取 得的研究成果 除了文中特别加以标注引用的内容外 本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写的成果作品 对本文的研究做出重要贡献的个 人和集体 均已在文中以明确方式标明 本人完全意识到本声明的法律后果 由本人承担 作者签名 豫汪分1 日期 加 1 年歹月多日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留 使用学位论文的规定 同意学 校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版 允许论文被查 阅和借阅 本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索 可以采用影印 缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位 论文 本学位论文属于 1 保密口 在年解密后适用本授权书 2 不保密四 请在以上相应方框内打 作者签名 导师签名 日期 加1 1 年歹月乡日 日期 力 年r 月 咱 i 中国电力结构及其市场风险度量研究 摘要 随着全球生态环境的日益严峻 发展低碳经济成为各界的共识 我国以火力 发电为主的电源结构和以工业消费为主的电力产业消费结构使得电力行业的发展 面临巨大的环境压力与电力市场风险压力 调整和完善电力结构 提高电气化水 平和电能占终端能源消费的比重 加强对电力市场风险度量方法研究 不仅是缓 解环境压力与电力市场风险压力的重要举措 也是发展电力市场有效途径之一 本文正是从电力市场的电力结构和市场风险度量两个方面对中国电力市场展开研 究工作 论文的主要内容如下 本文对电力市场的电力结构进行概念界定 并从电力商品和电力市场两个方 面挖掘出电力市场风险特征 文章运用面板数据分别研究了中国电力市场的电源 结构和电力产业消费结构 其工作重点包括三个方面 1 通过对时间序列数据和 横截面数据的综合应用 分析电源结构和电力产业消费结构的整体特征 2 采用 协整分析与h s i a o 版格兰杰因果关系检验方法研究了火电 水电 核电等电源结 构中三类电源与国民经济的关系 研究结果表明 三类电源与经济发展之间存在 长期均衡与同向关系 而单类电源与经济发展之间不存在协整关系 除核电不是 经济增长的格兰杰原因外 其他两个变量互为格兰杰原因 在上述分析之后 进 一步利用方差分解技术研究了变量间因果关系的强弱程度 3 由于各产业电力消 费 电力利用效率存在着高低的差异 中国产业结构将对电力消费产生影响 通 过引入产业结构因子构建中国电力产业消费回归模型 研究了产业结构因子对中 国电力市场和经济的影响 研究结果表明 加入结构因子后 模型中回归方程的 相关系数与d w 值都提高了 这说明产业结构因子对电力市场和经济产生了显著 影响 为综合检验内 外部因素对电力市场的影响 本文在电源结构 电力产业消 费结构研究的基础上 采用结构突变技术 对中国电力市场进行结构突变的研究 通过对结构突变发生情况的不同假定 对变结构进行了三种分类研究 在此基础 上 充分考虑到中国电力市场的数据生成过程特点 通过假定结构突变发生在截 距或斜率的变化 建立确定性趋势 同时引入虚拟变量表示结构突变长期影响的 假设 构建了电力市场变结构模型 利用变结构的单位根和趋势稳定过程检验 探讨电力市场相关数据的数据生成过程 寻找数据生成过程的内 外生结构变化 点 研究表明 年电力发电总量数据生成过程为结构变化单位根过程 不具备趋 势稳定特征 确定了年电力发电数据的内 外生结构变化点 鉴于电力市场及电力结构的复杂性 通过对电源结构 电力产业消费结构及 n h l 一 一 一 a b s t r a c t w i t ht h e g l o b a le c o l o g i c a le n v i r o n m e n tt ob ew o r s e n e d d e v e l o p m e n to fl o w c a r b o ne c o n o m yh a sb e c o m et h ec o n s e n s u so fa 1 1 i nc h i n a i t r e g a r d st h et h e r m a l p o w e ra st h em a i ns t r u c t u r eo fp o w e rs o u r c ea n dt h ei n d u s t r yc o n s u m p t i o na st h em a i n s t r u 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 n w h i c hb r i n gg r e a te n v i r o n m e n tp r e s s u r ea n d e l e c t r i cp o w e rm a r k e tr i s kp r e s s u r ef o rt h ed e v e l o p m e n to fp o w e ri n d u s t r y a d j u s t i n g a n dl m p r o v et h ep o w e rs t r u c t u r e r a i s i n gt h ee l e c t r i c a i t o nl e v e la n d e n e r g ys h a r eo ft o t a l f i n a le n e r g yc o n s u m p t i o n a n d s t r e n g t h e nt h ee l e c t r i c i t ym a r k e tr i s km e a s u r e m e n t m e t h o d si sa ni m p o r t a n tm e a s u r eo fe a s et h ep r e s s u r eo nt h ee n v i r o n m e n t p r e s s u r ea n d p o w e rm a r k e tr i s k a n da l s oi sa ne f f e c t i v ew a yt od e v e l o pt h ee l e c t r i c i t ym a r k e t i nt h i s p a p e r w es t u d yc h i n e s ee l e c t r i c i t ym a r k e tf r o mt h es t r u c t u r eo fe l e c t r i c a lp o w e ra n d e l e c t r i c i t ym a r k e tr i s km e a s u r e m e n t t h em a i nc o n t e n to ft h ep a p e ra r ea sf o l l o w s w ed e f i n et h ee l e c t r i cp o w e rs t r u c t u r eo ft h ee l e c t r i cm a r k e ti nt h i sp a p e r f r o m e l e c t r i c i t yc o m m o d i t ya n de l e c t r i c i t ym a r k e t w ea n a l y z er i s kc h a r a c t e r i s t i c so f e l e c t r i c i t ym a r k e t w eu s ep a n e ld a t aa n dr e s p e c t i v e l ys t u d yp o w e rm a r k e t sp o w e r s t r u c t u r ea n di n d u s t r yc o n s u m p t i o ns t r u c t u r e i t sk e yw o r ki n c l u d e st h r e ea s p e c t s l 1 w er e s e a r c ht h es t r u c t u r eo ft h ec h i n ap o w e rs o u r c e st h ew h o l ec h a r a c t e r s t h r o u g h t h e c o m p r e h e n s i v ed a t ai n f o r m a t i o no ft h et i m e s e r i e sd a t aa n dt h ec r o s s s e c t i o nd a t a 2 1 u s i n gc o i n t e g r a t i o na n a l y s i sa n dh s i a o sg r a n g e rc a u s a l i t yt e s tt h e r e l a t i o n s h i p s b e t w e e nt h et h e r m a lp o w e r h y d r o p o w e r n u c l e a ra n dt h e n a t i o n a le c o n o m y a n d a n a l y z et h es p e c i a lc h a r a c t e r so nt h ep o w e rs o u r c es t r u c t u r e t h er e s e a r c hr e s u l t ss h o w t h a tb e t w e e nt h r e e t y p e so fp o w e ra n de c o n o m i cd e v e l o p m e n te x i s t l o n g r u n e q u i l i b r i u ma n ds a m ed i r e c t i o n sr e l a t i o n b u tb e t w e e ns i n g l e p o w e rs o u r c ea n d e c o n o m i cd e v e l o p m e n ti s n te x i s tc o i n t e g r a t i o nr e l a t i o n n u c l e a rp o w e ri s n te c o n o m i c g r o w t h sg r a n g e rc a u s e a n do t h e rv a r i a b l e sa r em u t u a lg r a n g e rc a u s a l i t y a f t e rt h e a b o v ea n a l y s i s w eu s et e c h n o l o g yo fv a r i a n c e d e c o m p o s i t i o nt or e s e a r c hc a u s a l r e l a t i o n s h i p sd e g r e eb e t w e e nv a r i a b l e s 3 a st h ee l e c t r i c i t yc o n s u m p t i o no fd i f f e r e n t i n d u s t r i e si sd i f f e r e n t t h eu s ee f f i c i e n c yo fe l e c t r i c a lp o w e rh a sad i f f e r e n tl e v e l a n d c h i n a i n d u s t r i a ls t r u c t u r ew i l lh a v ea i li m p a c to np o w e rc o n s u m p t i o n i nt h i sp a p e r w ei n t r o d u c et h ei n d u s t r i a ls t r u c t u r ef a c t o rt oc o n s t r u c t i o nt h er e g r e s s i o nm o d e lo f c o n s u m e rp o w e ri n d u s t r yi nc h i n aa n dt a k ea ne m p i r i c a lr e s e a r c ho nt h e i n f l u e n c e a n a l y s e so fe l e c t r i cp o w e rm a r k e ta n de c o n o m i c t h i sp a p e rf i n dv i aa n a l y z e a f t e r i v j o i n i n gt h e s es t r u c t u r a lf a c t o r s t h e s ea u t o c o r r e l a t i o n sa n dd w v a l u e so ft h er e g r e s s e q u a t i o na r ea l li m p r o v e d a n d i tm e a n st h a ts t r u c t u r a lf a c t o r se x e r tp r o m i n e n t i n f l u e n c eo nc h i n ae c o n o m ya n de l e c t r i cd e m a n d f o rt e s t i n gt h ei m p a c to fi n s p e c t i o na n de x t e r n a lf a c t o r so ne l e c t r i c i t y m a r k e t c o m p r e h e n s i v e b a s e do n s t u d i e dp o w e rm a r k e t sp o w e rs t r u c t u r ea n di n d u s t r y c o n s u m p t i o ns t r u c t u r e w es t u d y s t r u c t u r ec h a n g et ot h ec h i n ap o w e rm a r k e tb y s t r u c t u r ec h a n g e st e c h n o l o g y w eu s es t r u c t u r ec h a n g e sv a r i o u sc o n d i t i o nh y p o t h e s e s t op r o p o s et h r e ec a t e g o r i e so fs t r u c t u r ec h a n g e s t a k ei n t oa c c o u n tt h ed a t ag e n e r a t e d p r o c e s so fe l e c t r i cp o w e rm a r k e t w es e l e c t t h ea s s u m p t i o no fs t r u c t u r a lb r e a ki n i n t e r c e p to rs l o p ec h a n g e sa n de s t a b l i s hd e t e r m i n i s t i ct r e n d a st h e s a m et i m e w ea p p l y d u m m yv a r i a b l e st od e n o t el o n g t e r mi m p a c to fs t r u c t u r ec h a n g e a n db u i l ds t r u c t u r e c h a n g em o d e lo f t h ee l e c t r i c i t ym a r k e t a p p l i n gt h eu n i tr o o tt e s ta n dt r e n ds t a t i o n a r y t e s t t h ep a p e rs t u d i e se l e c t r i c i t ym a r k e tr e l a t e dd a t a st h ed a t ag e n e r a t i n gp r o c e s s a n d s e e k st ot h ed a t eg r o w t hp r o c e s so fi n t e ra n do u t e r s t r u c t u r a lc h a n g ep o i n t t h e c o n c l u s i o ni n d i c a t e st h a tt h et o t a la n n u a lp o w e rg e n e r a t i o ni st h eu n i tr o o tp r o c e s so f s t r u c t u r ec h a n g ea n di s n tt r e n d i n gs t a t i o n a r yp r o c e s s t h i sp a p e rs e e k st ot h ed a t e g r o w t hp r o c e s so f i n t e ra n do u t e rs t r u c t u r a lc h a n g ep o i n t i nv i e wo ft h ee l e c t r i c i t y m a r k e ta n dp o w e rs t r u c t u r e sc o m p l e x i t y w et h r o u g ht o s t u d yp o w e rs t r u c t u r ea n di n d u s t r yc o n s u m p t i o n s t r u c t u r ea n ds t r u c t u r ec h a n g e d i go u t t h er i s kc h a r a c t e r i s t i c so ft h ee l e c t r i c i t ym a r k e t o nt h i sb a s i s t h ea r t i c l ei n t r o d u c e s t m c t u r a lb r e a k sf a c t o la n de s t a b l i s hc o n d i t i o n a lv a l u ea tr i s km e a s u r e m e n tm o d e l b a s e do nt h es t r u c t u r ec h a n g e s w h i c hi st h es c c v a rm o d e l t h er i s km e a s u r e m e n t m o d e lc a n sm o r er e a l i s t i cr e f l e c t i o no ft h ee s s e n t i a lc h a r a c t e r i s t i c so fp o w e rm a r k e t r i s k s k e yw o r d s e l e c t r i c i t ys t r u c t u r e g r a n g e rc a u s a l i t y p a n e ld a t a s t r u c t u r ec h a n g e r i s km e a s u r e m e n t v 1 2 3 变结构理论及其发展现状研究 7 1 2 4 电力市场风险管理研究 1 2 1 3 研究思路与研究内容 1 4 1 3 1 研究思路 1 4 1 3 2 研究内容 l5 1 4 本章小结 1 6 第2 章电力结构与市场风险管理的相关理论基础 1 8 2 1 电力市场的电力结构分析 1 8 2 1 1 电力结构的概念界定 1 8 2 1 2 电力结构研究路线分析 1 9 2 2 风险管理的理论基础 2 0 2 3 电力市场风险管理的理论基础 2 l 2 3 1 电力市场风险管理的概念界定 2 l 2 3 2 电力市场风险的特征分析 2 2 2 3 3 电力市场风险度量的常用模型 2 5 2 4 本章小结 2 8 第3 章基于面板数据的中国电源结构研究 2 9 3 1 基于面板数据的中国电源结构分析 2 9 v i 博士学位论文 3 1 1 中国发电装机构成分析 2 9 3 1 2 中国电源结构总体分析 3 1 3 1 3 发电量与发电装机容量的关系分析 3 2 3 1 4 中国电源结构存在的问题 3 4 3 2 电源结构与经济发展因果关系的实证研究 3 7 3 2 1 因果关系研究模型的建立 3 8 3 2 2 样本数据的选取 4 6 3 2 3 电源结构与经济发展关系研究 4 7 3 3 本章小结 5 3 第4 章基于面板数据的中国电力产业消费结构研究 5 4 4 1 中国产业结构变动分析 5 4 4 2 基于面板数据的中国电力产业消费结构分析 5 6 4 2 1 中国电力产业消费结构总体分析 5 6 4 2 2 中国电力产业消费结构存在的问题 5 8 4 3 产业结构因子对电力市场影响的实证研究 5 8 4 3 1 样本数据的选取 5 9 4 3 2 产业结构因子对电力市场影响的研究 6 0 4 4 产业结构因子对各类电力消费影响的实证研究 6 2 4 4 1 样本数据的选取 6 2 4 4 2 中国经济对各类电力消费影响的研究 6 2 4 5 本章小结 6 5 第5 章中国电力市场变结构研究 6 7 5 1 相关研究方法 6 7 5 1 1 数据生成过程 6 7 5 1 2 变结构的趋势稳定过程 6 8 5 1 3 变结构的分类研究 7 0 5 1 4 变结构的趋势稳定过程分析 7 2 5 1 5 变结构的单位根过程分析 7 4 5 2 电力市场趋势稳定过程研究 7 5 5 2 1 样本数据的选取 7 6 5 2 2 电力市场趋势稳定过程检验 7 7 5 3 电力市场变结构单位根过程研究 7 8 5 3 1 电力市场数据突变点外生的结构突变单位根检验 7 8 5 3 2 电力市场数据突变点内生的结构突变单位根检验 7 8 5 4 本章小结 8 0 v 中国电力结构及其市场风险度量研究 第6 章基于变结构特征的电力市场风险度量研究 8 1 6 1 基于变结构特征的电力市场风险度量模型研究 8 1 6 1 1 变结构模型 s c 模型 8 1 6 1 2 条件风险价值c v a r 模型 8 2 6 1 3 基于变结构特征的条件风险价值模型 s c c v a r 模型 8 5 6 2 基于变结构特征的电力市场风险度量实证研究 8 5 6 2 1 电力市场的风险识别 8 6 6 2 2 基于变结构特征的电力市场风险度量计算步骤 8 6 6 2 3 基于变结构特征的电力市场风险度量的实证过程 8 7 6 3 本章小结 9 3 结论 9 4 参考文献 9 7 附录a 攻读博士学位期间所发表的学术论文目录 一1 0 7 附录b 攻读博士学位期间参加的科研项目 1 0 8 j i 谢 1 0 9 v i i i 博士学位论文 插图索引 图1 1本文研究思路图 1 5 图2 1电力结构的研究路线图 一1 9 图3 1中国电力生产装机容量组成比例图 31 图3 21 9 7 9 2 0 0 9 年的电源结构图 3 3 图3 3发电量与发电装机容量的比值 3 3 图3 4 世界主要发达国家和中国占全世界总发电量的比例图 3 5 图3 5 世界主要发达国家和中国电源结构图 2 0 0 6 年 3 6 图3 6l g d p l t e l f e l w e 与l n e 数据图 4 6 图4 11 9 7 9 2 0 0 9 年l t e 和l g d p 数据图 5 9 图4 21 9 8 7 2 0 0 9 年l f e l w e 与l n e 和l g d p 数据图 6 3 图5 1中国年发电量的数据图 7 6 图6 1c v 状的损失分布 8 3 图6 2中国各年火电量的数据图 8 8 图6 3中国火电退化结构突变趋势图 8 8 图6 4火电数据的柱图 9 2 i x 中国电力结构及其市场风险度量研究 附表索引 表3 1中国电力生产装机容量状况表 3 0 表3 21 9 7 9 2 0 0 9 年的发电量 3 2 表3 32 0 0 6 年世界主要发达国家和中国年度总发电量 3 4 表3 4 世界主要发达国家和中国近年来的总发电量 3 5 表3 5 各变量的a d f 检验结果 4 7 表3 6 e n g l e g r a n g e r 两步检验法检验协整关系 4 8 表3 7l g d p 与l t e 的因果关系 4 8 表3 8l g d p 与l f e 的因果关系 4 8 表3 9l g d p 与l w e 的因果关系 一4 9 表3 1 0l g d p 与l n e 的因果关系 4 9 表3 11l g d p 与l t e 的预测方差分解 一4 9 表3 1 2l g d p 与l f e 的预测方差分解 5 0 表3 1 3l g d p 与l w e 的预测方差分解 5 1 表3 1 4l g d p 与l n e 的预测方差分解 5 1 表3 1 5l g d p 的h 步预测方差分解 5 2 表4 1中国三次产业结构构成 5 5 表4 2电力产业消费结构 5 6 表4 3中国各产业用电量及增长情况 5 7 表4 4 各变量的a d f 检验结果 6 0 表4 5珥的a d f 检验结果 6 0 表4 6 各产业结构的a d f 检验结果 6 1 表4 7 公式 4 3 的残差项坼的a d f 检验结果 6 2 表4 81 9 8 7 2 0 0 9 年各类电力消费的a d f 检验结果 6 3 表4 9公式 4 4 4 5 4 6 的残差项坼的a d f 检验结果 6 4 表4 1 0 公式 4 7 4 8 4 9 的残差项坼的a d f 检验结果 6 5 表5 1a d f 和p p 单位根检验 7 7 表5 2 电力市场数据结构突变点内生的单位根检验表 7 9 表6 1 火电相关统计数据表 9 2 表6 2 不同置信度下的风险值结果 9 3 x 博士学位论文 1 1 选题背景与选题意义 1 1 1 选题背景 第1 章绪论 电力工业所生产的电能是一种清洁 高效的终端能源载体 是经过加工后由 一次能源转化而成的二次能源 电能的最大特点就是经过能源的转换可以迅速 安全地转化为声能 热能 光能 化学能和机械能等人类所需要的各种类型能源 在生产和生活的各个领域 采用电能代替其它能源的方式更便利 更迅速 更安 全 随着社会 经济不断的发展 社会对电能的需求量就愈大 电力工业的发展 规模不断扩大 电力在能源结构中所占的比重越来越大 从发达国家电力工业几 十年的发展实践来看 当电力增长速度越快 电力占终端能源比重就越大 例如 在美国 电能占终端能源消费量的比重从1 9 6 0 年的8 2 增加到1 9 9 0 年的1 7 3 到2 0 0 4 年该比重接近2 0 在日本 电能占终端能源消费量的比重从1 9 6 0 年的 1 3 4 增加到1 9 8 5 年的2 0 7 2 0 0 4 年该比重到达2 3 5 在中国 电能占终端 能源消费的比重1 9 7 1 年为5 1 1 9 8 0 年为6 5 1 9 9 0 年为8 8 2 0 0 0 年为l o 9 2 0 0 4 年为1 2 1 2 0 0 6 年该比重提高到1 8 8 中国电能占终端能源消费的比重 呈现出不断攀升的态势 电能占终端能源消费的比重越大 说明电力对社会经济 发展的支撑作用越大 从我国的电力生产与消费规模来看 我国已经成为了全世 界上电力生产与消费的大国 年发电量已位居世界第二位 仅次于美国 电力工 业当之无愧的成为了我国能源工业中的支柱产业和工业的基础产业 在我国经济 发展的过程中扮演着越来越重要的角色 l j 随着全球环境形势的日益严峻 低碳经济走近了我们的生活 逐步成为全球 意识形态和国际主流价值观 低碳经济是指在可持续发展观的指导下 通过技术 和制度创新 产业转型 新能源开发等手段 以减少对煤炭 石油等高碳能源的 消耗 减少温室气体的排放为目的 达到经济发展与生态环境保护共赢的新型经 济发展形态 低碳经济因其低能耗 低污染 低排放的优势 已成为了世界各国 经济发展所关注的重点 并成为继农业发展 工业发展后社会经济又一次重大进 步 因此 在低碳经济的模式下 转换能源消费结构 转变高碳经济发展模式变 得至关重要 2 1 大力发展低碳经济的最重要途径之一就是提高能源利用效率 大 力提升经济发展的电气化水平 加大电能占终端能源消费的比重 其中重点改善 能源消费结构 由此可见 低碳经济的发展将进一步推动电力市场的发展 而电 力市场的不断发展将能更好的推动低碳经济的发展 两者相得益彰 发展电力市 中国电力结构及其市场风险度量研究 场尤其是合理 适时的调整电力结构 对推动中国经济和低碳经济发展至关重要 在电力市场的发展过程中 由于我国 富煤 少气 缺油 的资源特点 决 定了我国电力市场的电源结构是以火电为主 水电 核电 风电所占比重较少 电源结构发展呈不平衡的格局 统计数据显示 2 0 0 6 年我国发电量达2 8 3 4 4 亿 千瓦时 同比增长1 3 5 其中水电发电量为4 1 6 7 亿千瓦时 同比增长5 1 占 全年发电量的1 4 7 火电发电量为2 3 5 7 3 亿千瓦时 同比增长1 5 3 占全年发 电量的8 3 1 7 而世界火电发电量占全年发电量的平均数仅为3 7 5 核电发电 量为5 4 3 亿千瓦时 同比增长2 4 占全年发电量的1 9 2 到了2 0 0 9 年 我国 发电量达3 6 5 0 6 亿千瓦时 同比增长1 3 5 其中水电发电量为5 5 4 5 亿千瓦时 同比增长4 3 占全年发电量的1 5 2 火电发电量为2 9 8 1 4 亿千瓦时 同比增 长7 2 占全年发电量的8 1 7 核电发电量为6 9 3 亿千瓦时 同比增长1 3 占全年发电量的1 9 近年来 我国火力发电量占全年发电量比重高达8 0 以 上 这说明现阶段我国低碳能源资源选择有限 受到资源利用的限制 火电大规 模发展已对环境产生污染和破坏 电力行业己成为了最大的污染排放产业之一 统计数据显示 目前全球二氧化碳排放量的4 1 是来自电力行业 电力行业的污 染问题成为全世界所要面对的问题 如果在未来的发展中 大力发展除火电之外 的发电方式 降低碳排放量 提高能源利用效率则向清洁能源结构转变的日子就 不远了 低碳经济的发展模式 将为我国节能减排 发展循环经济提供操作性建 议 同时也对电源结构的研究提供了现实的研究依据和研究的迫切需求 我国经济发展主体是第二产业 它是电力消费的主要部门 其工业化的发展 仍是以量的扩张为主 有着消耗高 浪费大 污染重的特点 4 j 尤其是在电力消 费产业结构中 第二产业中四大高能耗之一的制造产业的电力消费优质电能比重 偏低 已成为我国电力产业消费结构中需要科学对待的重点 工业生产技术水平 的落后 进一步加剧我国经济发展的高碳 高能耗势态 发展低碳经济就需要我 们戒除那些以高碳 高能耗为代价的 便利消费 习惯 推动制造业加快淘汰高 能耗 高污染的落后生产力 积极推进节能减排的科技创新 这都将对我国电力 产业消费结构的发展提出挑战 调整电力产业消费结构 提升能源利用水平成为 当前发展电力行业急需解决的重大课题 同时 由于我国三个产业的电力消费情 况的不同 电力利用效率有着高低的差异 使得产业结构中的各产业对电力消费 产生的影响不同 电力产业消费结构和产业结构的变化对电力市场产生着重要影 响 电力作为国家的基础设施 已经成为经济 社会发展中不可或缺的生产 生 活资料 它为国民经济的正常运行和增长提供了强有力的支撑 5 电力供应的稳 定与安全必须得到高度重视与保障 然而 我国电力行业是一个受外在因素影响 数据来自于对各年 中国统计年鉴 全国电力工业统计年报 的整理与计算 博士学位论文 较大的行业 这些外在因素包括 能源运输能力 天气条件 高能耗 环保需求 等方面 自2 0 0 8 年以来 我国先后经历了 2 0 0 8 年1 月 南方出现了罕见的低 温雨雪冰冻灾害 2 0 0 8 年5 月1 2 日 四川汶川发生了特大地震 2 0 0 9 年冬季 罕见的强冷空气袭击中国 部分地区出现了阶段性电力供应紧张现象 部分城市 甚至出现拉闸限电现象 其中 特别是2 0 0 8 年1 月的雨雪冰冻灾害 使部分地区 出现了电网大面积垮塌和电力供应中断 铁路 公路等运输大动脉因受堵塞而出 现中断的现象 进而引发全国局部电力供应紧张的现象 这一系列重大事件的发 生 揭示了中国电力供应中对煤炭依赖很大的现象 指出了电煤调运供需平衡状 态所潜伏着重大的安全隐患 这些突如其来的灾害 使电力工业受到严峻的考验 同时也暴露出电力结构不合理 抗风险能力差的弊端 电力结构的不合理性已给 我国的电力产业带来巨大风险 其凸显出电力可靠性供应的重要性 如何加快并 加大力度调整国家电力结构 促进电力工业与国民经济协调发展 合理优化电源 结构对于国家建设来讲已十分必要 随着我国经济高速增长和产业结构快速调整 电力产业消费结构中用电企业 的高能耗也给电力行业的健康发展带来了问题 在用电需求中 居民用电 社会 用电加上农业等用电只占到全国总用电量的3 0 而工业用电就占到全国总用电 量的7 0 在工业用电中 高耗能行业的高速发展造成了电力紧缺和环境污染的 问题 正是因为电力市场充满了各种各样的风险 越来越多的市场设计者和研究者 认识到电力结构研究和量化电力市场风险 进行风险的度量 以实现有效的风险 管理 对电力市场的健康发展是很重要的 6 7 1 1 1 2 选题意义 随着中国经济的快速发展和低碳经济在全球范围内的主流发展 电力市场发 展对于推动中国经济的可持续发展起到至关重要的作用 也使得电力结构和电力 市场风险研究成为电力市场领域内的研究热点问题 现有的电力结构研究工作还 停留在定性分析为主 定量分析为辅的工作阶段 不能全面 客观的对电力结构 展开研究 8 9 如何全面 客观的展开电力结构的研究是一个亟待解决的问题 本 文对电力结构的研究工作 1 从中国电力结构的面板数据入手 采用定量分析为 主 定性分析为辅的研究方法分析电力结构 研究关注的是电力结构总体趋势 2 在对电力结构总体趋势研究的基础上 对各电力结构中的具体分类 如电力市场中 的电力消费等 进行变结构研究 通过对电力市场相关数据的数据生成过程研究 探求电力结构的各分类数据特征和重要变动 以补充和完善电力结构研究 本文 对电力市场进行变结构 即结构突变 研究 研究关注点由电力结构的一般趋势变化 转向对电力结构的特殊变化研究 文章首次把结构突变理论引入中国电力市场的 中国电力结构及其市场风险度量研究 研究 具有一定的创新性 此外 以火力发电为主 电力消费以工业消费为主的电力结构使电力行业的 发展面临巨大的环境压力与电力市场风险 为了在电力市场中建设完善的风险管 理制度与体系以保证电力市场健康 有序地发展 对电力市场的风险度量研究就 显得尤为重要 随着中国电力市场的发展 学者们加大力度对电力市场风险度量 展开研究 面对复杂多变的电力市场内 外部环境 仅仅从原有对电力市场风险 研究侧重于电力市场中金融风险研究 市场风险研究是不够的 6 因此 本文考 虑到电力结构因素对电力市场风险的影响 借助于国内外先进的风险度量技术 通过对国内外电力市场风险度量方法 理念的比较 首次考虑结构因素对电力市 场风险的影响 把结构因素带入到电力市场风险的研究中 为研究中国电力市场 风险度量提供一个全新的视角 1 2 国内外研究综述 本论文涉及的学科交叉性较强 参考文献较多 大致可以分为 互动关系 变结构 结构突变 风险管理等领域 考虑到文章的整体性 一些主要的参考文献 在后面相应章节中进行详细论述 本节中只是提到相关领域的一些经典文献 1 2 1 电力市场与国民经济关系研究 随着市场经济体制的建立 中国经济保持着快速增长态势 经济增长效率和 质量已成为中国经济发展的一个重要问题 我国经济增长对电力工业的依赖 已 经成为了影响和制约经济持续 快速发展的核心问题 电力工业成为国民经济的 基础产业 与国民经济发展密切相关 一方面 国民经济发展带动电力市场发展 另一方面 电力市场增长也推动国民经济进一步发展 分析电力市场与国民经济 发展的相关关系 有助于根据国民经济的发展来准确把握电力工业发展趋势 为 电力平衡和建设速度等提供可靠的依据 过去几十年来 电力 能源消费与经济发展关系研究领域涌现出大量的研究文 献 较早的研究工作是k r a f tj 和k r a f t a 1 9 7 8 进行的 他们通过研究发现 美 国在1 9 4 7 1 9 7 4 年期间 仅仅存在国民生产总值对能源消费的单向因果关系 这 意味着实行能源保护政策将不会对国民生产总值增长产生影响d o a k a r c a 和 l o n g 1 9 8 0 使用了k r a f tj 和k r a f ta 1 9 7 8 研究相同的时间序列数据的基础上 通过 缩短样本期限 研究发现 他们得到研究结果与k r a f tj 和k r a f t a 1 9 7 8 的不同 这 说明不同样本区间的选择将会导致不同的实证结果 1 1 1 y u 和c h o i 1 9 8 5 使用美国 英国 波兰 韩国和菲律宾5 个国家的相关数据进行研究 研究发现 国民生产总 值和能源消费之间不存在因果关系的国家有 美国 英国和波兰 国民生产总值 对能源消费存在单项因果关系的国家有韩国 能源消费对国民生产总值存在单项 博十学位论文 因果关系的国家有菲律宾 该研究表明对不同国家国民生产总值与能源消费的因 果关系检验所得到的检验结果存在不同的情况 因此对不同国家研究时要采取具 体情况具体分析的方法 y u 和j i n 1 9 9 2 使用e n g l e g r a n g e r 1 9 8 7 的两步法 利用 美国1 9 7 4 1 9 9 0 年间的季度数据 检验了能源消费和收入之间是否存在长期均衡 关系 检验结果表明 能源消费和收入之间不存在长期均衡关系 s t e r n 1 9 9 3 建 立向量自回归模型 对美国1 9 4 7 1 9 9 0 年的年度数据进行标准因果关系检验 发 现虽然不存在能源消费到国内生产总值的格兰杰 g r a n g e r 果关系 但如果若对 最终能源消费按照燃料构成进行调整的话 就会发现能源消费到国内生产总值间 存在g r a n g e r 因果关系 1 2 1 3 然而 这些研究在实证分析方法方面都存在着一定的 不足 可能导致研究结果出现 伪 结果的情况 为了解决上述问题 c h e n g 和l a i 1 9 9 7 应用单位根 协整等检验技术 检验台 湾地区1 9 5 5 1 9 9 3 年间的能源与经济增长关系 结果发现 国内生产总值到能源 消费存在单向因果关系 1 4 1 y a n g 2 0 0 0 进一步将样本区间更新为1 9 5 4 1 9 9 9 年 分别考虑国内生产总值和各种能源 煤 石油 天然气和电 的关系 结果发现 国 内生产总值与总能源 煤 电三变量分别存在双向因果关系 天然气到国内生产 总值 国内生产总值到石油的单向因果关系 l5 1 l e e 2 0 0 5 利用协整板面技术对1 8 个发展中国家的能源消费与国内生产总值之间因果关系的研究表明 能源消费在 长期和短期内均是国内生产总值的因果关系 反之则不成立 研究同时还发现无 论长期还是短期内的能源储备均可能对发展中国家的经济有害 1 6 1 国内的学者们也就此问题展开了研究 林伯强 2 0 0 3 在三要素生产函数的框架 下 运用协整和误差修正模型研究中国电力消费与经济增长之间的关系 研究结 果表明 电力消费与经济增长具有内生性 两个变量间互相联系 并得出电力领 先于经济的发展的结论 研究表明电力消费是经济增长的格兰杰原因 短期的经 济增长不是电力消费增长的格兰杰原因 指出短期的电力需求高于国内生产总值 增长的可能性 1 7 这一研究结论与林伯强 2 0 0 3 关于中国国内生产总值高速增长 并不总是伴随着高的电力需求的研究