（技术经济及管理专业论文）中国电力与经济增长关系的实证研究.pdf

华北电力大学硕十学位论文 摘要 本论文基于标准g r a n g e r 因果检验模型、综合误差矫正模型，先选取单因素模 型对我国电力与经济增长的关系在总量、分产业、分部门、分地区、地区分产业进 行系统的分析；然后采用多因素模型，引入电力投资、非电力投资、用电量、人力 资本等多变量对电力和经济的关系做进一步分析，得出了电力与经济因果关系的方 向、影响程度的大小及长、短期关系，为我国在电力短缺和能源资源稀缺及新的电 力市场条件下，做好电源和电网规划与建设工作，做好产业结构调整以促进中国经 济的可持续发展提供科学理论依据。 关键词：电力，经济，因果关系，误差修正模型，向量误差修正模型 a b s t r a c t t h eg r a n g e r - c a u s a l i t y ( g c ) a n dt h ee r r o rc o r r e c t i o nm o d e l ( e c m ) t e c h n i q u e sa r ea p p l i e dt oa n a l y z e t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e ne l e c t r i c i t yc o n s u m p t i o na n dt h ec h i n e s ee c o n o m y t h es i n g l ef a c t o rm o d e li s s e l e c t e df i r s ta n dt h es y s t e m a t i ca n a l y s i si sm a d ei nt h et o t a lq u a n t i t y , i ns e p a r a t ei n d u s t r i e sa n d d e p a r t m e n t s ，a n di nd i f f e r e n ti n d u s t r i e sw i t hs e p a r a t er e g i o n s t h e nt h em u l t i - f a c t o r sm o d e li sa d o p t e db y i n t r o d u c i n gt h em u l t i v a r i a b l e ，s u c ha s ，t h ee l e c t r i cp o w e ri n v e s t m e n t ，n o n - e l e c t r i cp o w e ri n v e s t m e n t ， e l e c t r i c i t yc o n s u m p t i o na n dm a n p o w e rc a p i t a lt om a k ef u r t h e ra n a l y s i s ，w h i c ho b t a i n e dd i r e c t i o n ，d e g r e e ， t h es h o r t ，a n dt h el o n gt e r mr e l a t i o nb e t w e e nt h ee l e c t r i cp o w e ra n dt h ee c o n o m y w i t hp o w e ra n dr e s o u r c e s s h o r t a g e s ，t h ea b o v ec o n c l u s i o n ss u p p l yt h eb a s i si ns c i e n c ea n dt h e o r yf o rt h er e g u l a t i o na n dc o n s t r u c t i o n o fp o w e ra n dn e t w o r k s ，a n df o r t h ei n d u s t r ys t r u c t u r ea d j u s t m e n tt oa c c e l e r a t ee c o n o m i cs u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n to f c h i n e s ee c o n o m y z h a os i h u a ( t e c h n o l o g i c a le 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 cp o w e r ，e c o n o m y ，c a u s a l i t y ，e r r o rc o r r e c t i o nm o d e l ，v e c t o re r r o r c o r r e c t i o nm o d e l 华北电力大学硕十学位论文 摘要 本论文基于标准g r a n g e r 因果检验模型、综合误差矫正模型，先选取单因素模 型对我国电力与经济增长的关系在总量、分产业、分部门、分地区、地区分产业进 行系统的分析；然后采用多因素模型，引入电力投资、非电力投资、用电量、人力 资本等多变量对电力和经济的关系做进一步分析，得出了电力与经济因果关系的方 向、影响程度的大小及长、短期关系，为我国在电力短缺和能源资源稀缺及新的电 力市场条件下，做好电源和电网规划与建设工作，做好产业结构调整以促进中国经 济的可持续发展提供科学理论依据。 关键词：电力，经济，因果关系，误差修正模型，向量误差修正模型 a b s t r a c t t h eg r a n g e r - c a u s a l i t y ( g c ) a n dt h ee r r o rc o r r e c t i o nm o d e l ( e c m ) t e c h n i q u e sa r ea p p l i e dt oa n a l y z e t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e ne l e c t r i c i t yc o n s u m p t i o na n dt h ec h i n e s ee c o n o m y t h es i n g l ef a c t o rm o d e li s s e l e c t e df i r s ta n dt h e s y s t e m a t i ca n a l y s i s i sm a d ei nt h et o t a lq u a n t i t y , i ns e p a r a t ei n d u s t r i e sa n d d e p a r t m e n t s ，a n di nd i f f e r e n ti n d u s t r i e sw i t hs e p a r a t er e g i o n s t h e nt h em u l t i - f a c t o r sm o d e li sa d o p t e db y i n t r o d u c i n gt h em u l t i v a r i a b l e ，s u c ha s ，t h ee l e c t r i cp o w e ri n v e s t m e n t ，n o n - e l e c t r i cp o w e ri n v e s t m e n t ， e l e c t r i c i t yc o n s u m p t i o na n dm a n p o w e rc a p i t a lt om a k ef u r t h e ra n a l y s i s ，w h i c ho b t a i n e dd i r e c t i o n ，d e g r e e ， t h es h o r t ，a n dt h el o n gt e r mr e l a t i o nb e t w e e nt h ee l e c t r i cp o w e ra n dt h ee c o n o m y w i t hp o w e ra n dr e s o u r c e s s h o r t a g e s ，t h ea b o v ec o n c l u s i o n ss u p p l yt h eb a s i si ns c i e n c ea n dt h e o r yf o rt h er e g u l a t i o na n dc o n s t r u c t i o n o fp o w e ra n dn e t w o r k s ，a n df o r t h ei n d u s t r ys t r u c t u r ea d j u s t m e n tt oa c c e l e r a t ee c o n o m i cs u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n to f c h i n e s ee c o n o m y z h a os i h u a ( t e c h n o l o g i c a le 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 cp o w e r ，e c o n o m y ，c a u s a l i t y ，e r r o rc o r r e c t i o nm o d e l ，v e c t o re r r o r c o r r e c t i o nm o d e l 华北电力大学硕士学位论文 主要符号表 声明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文中国电力与经济增长关系的实证研 究，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和取得 的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人 已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学位或 证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了 明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：2 堕! ! ! 日期：弘厶j - l 多 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：趣! ! ! 堕 导师签名：堑要圣鸯 日期：迎墨! 兰：堕日期：趔：，多 华北电力大学硕士学位论文 1 1 论文研究的背景和意义 第一章引言 电力工业是影响国民经济发展的重要基础产业，对其他各个产业部门的发展起 着必不可少的支撑作用。电力的生产及供给为我国经济的发展、社会的进步和人民 生活水平的提高提供了必不可少的条件。 然而目前电力短缺几乎成为世界各国的普遍性问题。2 0 0 3 年8 月1 4 日，美国 东北部和加拿大联合电网发生了历史上规模最大的大面积恶性停电事故。停电影响 到交通、人民生活、金融市场、工业生产等，涉及人数达5 0 0 0 万，直接经济损失 达3 0 0 亿美元 13 。2 0 0 3 年9 月2 8 日，意大利发生了长达约8 个小时大面积停电， 波及到全国2 0 个大区除萨丁大区外的1 9 个大区。大面积停电使意大利的通讯、铁 路、民航等交通运输受阻，企业生产活动被迫停顿，商业和服务行业遭受打击。仅 以居民用电为饲，据意大利全国消费者联合会估算，连续数小时的断电导致居民家 庭的不少冷冻食品变质，这些家庭遭受的总损失不低于3 亿欧元。该次大面积停电 是二战以来意大利发生的最严重的停电事故，给该国造成了严重的经济损失，其表 明意大利国家能源政策面临着深刻危机，政府如不采取补救措施加以调整，意大利 整个国家电力系统可能有“休克”的危险。2 0 0 3 年，经过几年的电力过剩，中国也 开始面临比较严重的电力短缺，从而威胁经济增长“1 。我国的电力紧缺遍及全国各 地，全国大面积、大范围的拉闸限电与轮流停电，严重影响着我国的经济发展和居 民生活。前几年电力供给充分，经过“三年不建火电”等政策的调控，近年来电力 投资建设不足，导致了全国大缺电的局面。针对电力紧张的局面，国家有关部门加 快了电力建设的步伐。2 0 0 4 年全国将新增发电装机量3 5 0 0 万千瓦，年底总装机量 将达到4 2 亿千瓦，同比增长9 。2 0 0 5 年，全国预计新增装机量4 8 0 0 万千瓦，增 长率为1 1 4 。到2 0 0 6 年预计全国发电装机容量将达到4 8 亿千瓦，有望实现全国 电力供需基本平衡，并且有可能出现新一轮的电力过剩。 在电力短缺、能源资源稀缺和新的电力市场条件下，把握电力的发展与经济周 期性变化，做好科学的发展战略以避免电力总是行走在短缺与过剩不断轮回的怪圈 之中已成为实现电力系统管理科学化的重要内容。因此，对电力与经济的关系做深 入研究，为国民经济综合管理部门和电力管理部门各级领导提供决策参考有着重要 的理论意义和现实意义，有利于计划用电管理、有利于合理的制定电力工业发展规 划、有利于提高电力系统的经济效益和社会效益、有助于电力部门制定最佳的销售 策略，促进电力和经济的可持续发展，为我国做好电源和电网规划与建设工作、做 好产业结构调整提供科学依据。 华北电力大学硕士学位论文 1 2 国内外研究应用现状 随着国民经济的不断发展，电力需求也不断增长。电力和国民经济的关系越来 越受到人们的重视，国内外许多经济学家都对其之间存在的关系进行了研究，并通 过研究对其未来的发展进行预测，提出合理的发展策略。 电力与经济关系的研究开始于1 9 7 8 年k r a f t 的开拓工作，其对美国的g n p 与电力 消费的关系进行了研究，得出美国1 9 4 7 1 9 7 4 年期间仅存在g n p f 0 能源消费的单向因 果关系，此结果意味着实行能源保护政策不会影响j g n p 增长。然而，a k a r c a s n l o n g 用了与k r a f t 同样的时间序列数据，但样本区间较短，却不能得出与k r a f t 类似的结 果；y u 和h w a n g 将上述研究的数据样本区间更新为1 9 4 7 1 9 7 9 年，但他们发现能源消 费与g n p 增长之问不存在因果关系，这意味着样本区间的选择可能会影响实证结果 ”1 。2 0 0 3 年诺贝尔经济学奖获得者格兰杰和恩格尔在宏观计量经济学和金融计量经 济学方面做出了很大贡献，他们分别用“随时间变化的变动性”和“共同趋势”这 两种新方法分析经济时间序列。通过格兰杰的误差修正模型和因果检验，发现经济 变量之间的内在联系，并对未来进行预测“。该类研究后来也在英国、德国、意 大利、加拿大、法国、日本等工业国家进行( y u 和c h o i ，1 9 8 5 ；e r o l 和y u ，1 9 8 7 ) ， 采用的模型主要有标准g r a n g e r 因果检验模型、综合误差矫正模型( e c m ) “1 、向量自 回归的多变量g r a n g e r 因果检验模型等。最近几年的实验研究主要集中在亚洲地区 的电力与经济增长的关系研究上”1 ，女n m o r i m o t o 用j o h a n s e n 综合检验模型对泰国、 斯里兰卡的电能消费、实际收入、价格水平的关系进行了研究”，1 9 9 7 年g l a s u r e 与l e e 对南朝鲜、新加坡的电力与经济增长关系的研究，结论是其影响是双向的“1 。 最近，a s a f u a d j a y e ( 2 0 0 0 ) 用e c m 模型对印度、印度尼西亚、菲律宾、泰国的电能 与经济的关系进行了研究，得出电能、收入、价格对菲律宾、泰国来说是相互影响 的。h w a n g 和g u m 对台湾地区电力与经济的关系研究发现台湾地区存在双向的因果关 系”“，这个结果后来也被m a s i h 验证。 2 0 0 4 年香港h l i c es h i u 与p u n l e el a m 开始对中国大陆电力经济关系进行研 究，取得了阶段性成果，得出经济的发展对电力消费的推动不是很大，但电力的短 缺将对中国经济产生很大的影响，中国要做好电源的建设，但要优化能源结构，注 意清洁能源的采用“。为了避免传统的计量回归模型中的虚假回归问题，张军教授 应用协整理论在时间序列问建立误差修正模型，其需要解决三个问题：( 1 ) 平稳性 检验；( 2 ) 协整检验；( 3 ) 建立模型的方法。当运用传统的线性回归方法求解两个相 互独立的非平稳时间序列的相关系数时，常常得到一个相关系数显著不为零的结 论。当用两个相互独立的非平稳时问序列建立回归模型时，常常得到一个具有统计 显著性的回归函数。为了解决虚假回归问题，张军利用g r a n g e r 提出的协整概念， 在两个或多个非平稳变量间寻找均衡关系，并用存在协整关系的变量建立误差修整 华北电力夫学硕士学位论文 模型”5 【。李济英经过分析提出，长期看每度电的供需缺口将导致g d p 损失8 7 2 元。 并对电力短缺的原因进行了分析：( 1 ) 电力供应总量不足，而用电需求全丽高涨， 是造成电力供需紧张的根本原因；( 2 ) 高耗能行业快速增长，用电结构重型化，使 电力供应对经济增长的支撑能力下降，加剧了电力供需紧张局面；( 3 ) 持续高温、 干旱和供水不足，以及电煤供应不足等原因，增加了随机性缺电：( 4 ) 决策失误与 行业垄断导致电荒n ；还分析了全国的电力工业结构和社会用电量构成，并分别将 火电和水电发电量与g d p 间的关系进行了计量经济学分析，得出：( 1 ) 从长期来看， 每一亿千瓦时发电支撑着8 7 2 亿元国内生产总值，即每度电可以创造8 7 2 元g ) p ： ( 2 ) 工业g d p 增长快于火电发电增长率，后者每增长1 ，导致前者增长2 0 3 ，火 电发电增长率增长滞后将阻碍g d p 的较大增长n 。也有一些学者通过对历年电力弹 性系数、电耗系数对电力与国民经济关系进行分析，得出需电量增长和经济发展阶 段、产业结构、产品结构、技术进步等有关系的结论，并通过计算电耗系数变化程 度与g d p 增长率、用电量增长速度得到三者之间的关系“”1 。国家电力公司动力经 济研究中心的胡兆光、方燕平利用智能工程模拟方法对我国经济发展与电力需求趋 势作了分析，得出我国当前的电力供需平衡关系很脆弱，若随经济好转而出现电力 需求的高增长，将会有不同地区不同程度的缺电现象再次出现，并从几个不同侧面， 分析今后电力的需求态势“。赵丽霞、魏巍贤( 1 9 9 8 ) 使用了三要素生产函数，引入 多因素分析电力经济关系进行了研究，但未考虑变量的平稳性，也没有分析变量之 间长期均衡关系“。陈书通等( 1 9 9 6 ) 仅用简单的相关性分析等统计工具，分析了9 0 年代能源与经济增长的数量不同”。林伯强引入劳动力、资本及能源对电力经济进 行分析，得出g d p 、资本存量、人力资本及电力消费之问存在着长期均衡关系”。 前人主要是利用标准g r a n g e r 因果检验模型、综合误差矫正模型对电力与g d p 总 量的关系加以分析，得出电力与经济发展成或单向或双向或无关系的方向性结论。 但是影响程度的大小，包括电力对国民经济总体以及电力对各产业的影响程度结论 还不统一，中国电力经济关系如何，有必要做进一步的研究，为中国产业政策的制 定与电力工业规划等工作提供依据。 1 3 论文研究的主要工作及创新 本论文是在己有理论基础上，基于标准g r a n g e r 因果检验模型、综合误差矫币 模型，通过软件e v i e w s 5 0 为计算工具输出结果。先选取单因素模型对我国电力与 经济增长的关系在总量、分产业、分部门、分地区、地区分产业等方面进行系统的 分析，对我国电力经济关系在宏观和微观上有了初步了解；然后在多因素生产函数 框架中，引入电力投资、非电力投资、用电量、人力资本等多变量对电力和经济的 关系进行多因素分析，在前面已经判断出电力与经济的单因素关系的基础上进步 华北电力大学硕士学位论文 分析出在其他经济因素影响下的电力与经济因果关系的方向、影响程度的大小及 艮、短期关系，为电力经济价值的确定提供科学的基础。 实证研究框架图见图卜1 。 单因素模型 全国用电量、装机容量与 g d p 增长关系研究 分地区、分产业、分部门用电量 与g d p 增长关系研究 引入多因素分析电力与经济的关系 图卜1中国电力与经济增鹾关系实证研究框架图 本论文的创新主要是在前人得出电力与经济发展成或单向或双向或无关系的 方向性结论的基础上，不仅得出了总量、各产业、工业各部门的电力经济关系影响 程度的大小、长期关系以及误差修正，而且对几个典型城市电力与经济关系也做了 深入的分析，然后又在单因素分析的基础上引入多因素分析电力与经济的关系，对 我国电力经济关系从宏观到微观，纵向到横向关系上做了全面系统的分析。 华北电力大学硕十学位论文 第二章电力与经济关系的模型理论介绍 传统的时f 刮序列模型，一般先从已知的相关理论出发设定模型形式，再由样本 数据估计模型中的参数。本章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 1 序列平稳性检验 经典计量经济学单方程线性模型一+ 般表示为r = 卢w 。+ ，t = 1 ，2 ，t 。按 照古典统计理论，如果最小二乘估计的t 统计量显著，则不拒绝f 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z 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。经济学家早已认识到 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 年格兰杰和纽博尔德用蒙特昔罗模拟方法表明，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，以誓对肖，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 i c k e ya n df u l l e 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 i p s ，1 9 8 1 ，p h i l l i p sa n dp e r r o n ，1 9 8 8 ) 单位根检验”“。 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 平稳时间序列。 随机过程 ，。，f = 1 , 2 ，人 ，若 r = p r 一，+ t 那么这个序列就是非 其中，p = l ，为一稳定过程，且e ( s ，) = 0 ，c o v ( s ，s 。) 2 “， 0 0 ， 0 ，1 ，2 ，则称该过程为单位根过程( u nj tr o o tp r o c e s s ) 。特别地 r = 一l + s ， 其中，t 独立同分布，且e ( ，) = o ，d ( 0 ) = 仃2 o 。，则称 y ， 为 ( r a n d o mw a l k ) 过程。它是单位根过程的一个特例。 5 ( 2 - 1 ) 这里s = # ( 2 2 ) 一随机游动 华北电力人学硕士学位论文 若单位根过程经过一阶差分成为平稳过程，即 i r 一，= ( 1 一) z = s ， ( 2 - 3 ) 则时问序列r 称为一阶单整( i n t e g r a t o i l ) 序列，记作i ( 1 ) 。一般地，如果非 平稳时间序列x 经过d 次差分达到平稳，则称其为d 阶单整序列，记作i ( d ) 。其 中，d 表示单整阶数，是序列包含的单位根个数。 2 1 2 单位根检验 2 12 1d f 检验 考虑一个a r ( 1 ) 过程( a u t o r e g r e s s i r e 自凹归) r = p y , 一1 + s ， ( 2 - 4 ) 其中，是白噪声。若参数l 纠 1 时，序列是 爆炸性的，没有实际意义。所以，只需检验l p l 是否严格小于l 。 实际检验时，将( 2 4 ) 写成 r = 五r l + s 。 ( 2 - 5 ) 其中，y = p 一1 。检验假设为h 0 ：y = 0 ；h t ：7 0 ) 。进一步检验u ( k 一1 ) 的显著性，直到出现第一个不显著的u ( k r ) 为止， 说明存在，个协整向量。 “最大特征值检验”检验最大特征值统计量 f ( r ) t l n ( 1 乃+ 。) ( 2 1 3 ) 当r = 0 , 1 ，2 ，a ，k 一1 时的一系列统计量值f ( 0 ) ，f ( 1 ) ，a ，u ( k 一1 ) 的显著性。 当5 ( 0 ) 不显著时，接受原假设。p = 0 ) ，不存在协整向量，否则接受各择假设 华北电力大学硕十学位论文 h ，( r o ) 。进一步检验f ( 1 ) 的显著性，直到出现第个不显著的f ( r ) 为止，说明存 在r 个协整向量”“。 2 3 序列因果性分析 2 3 1 单变量的因果关系分析 计量经济学的重要任务是发现经济变量之间的内在联系，对未来进行预测。在 发现变量之间存在相关关系后，接下来的问题是x ，是否有助于估计z ，1 9 6 9 年格兰 杰提出的格兰杰因果检验法解决了这一问题。在随后的回归分析中格兰杰因果检验 法得到广泛地运用。格兰杰认为，如果对于所有的s o ，基于( r ，r - 1 ) 的预测 】= ；+ 。的均方误差与用( z ，r _ 1 ，) 和( 置，y 。，) 二者得到的r + ，的均方误差相 同，则x ，不是引起f 的因，假设： z = c - + r 一，+ 屈z 。+ 鸬 ( 2 1 4 ) 零假设h o ：屈= 屈= = 屈= 0 ，残差平方和 r s s l = u ? ( 2 1 5 ) r = c ；+ ：t 一，+ e t ( 2 - 1 6 ) 残差平方和 r s s o = 8 ； ( 2 1 7 ) 如果s = 瓦( 爨r s 。s 叮o - 一r 2 s p s 0 1 ) - t - - 千f ( r 一2 p 1 ) 分布的5 临界值，则拒绝心假设， 即得到x ，能格兰杰引起r 。因果关系的发现对于提高预测的准确性具有重要的意 义。本文将通过e v i e w s 计量经济模型进行g r a n g e r 因果关系分析，将直接得到两 序列之间的相关程度，并判断两者是否具有因果关系”。 2 3 2 多变量的因果关系分析 方程中所有变量可能会相互影响，因此首先需要利用g r a n g e r 模型来鉴别出这些变 量之间的因果关系。g r a n g e r 模型分析变量受到本身滞后项和其他变量影响的情况，当 其他变量不显著时，则无法解释该变量。标准g r a n g e r 因果检验基于下列方程检验两个 变量之间的因果关系。 l n y , = 口i o + y 岛。l n y , 。+ a i l f l t * t5 - g l ， ( 2 - 1 8 ) i - 1 但是影响因变量的自变量因素往往很多，因此这种忽略其他影响因素的分析会由于 华北电力犬学硕十学位论文 其他凶素的影响而得到错误的结论。本文将利用自回归模型来考虑因素综合影响的显著 性以进行g r a n g e r 因果检验。模型形式为： l n y t = 0 ；i 。+ 届f l n 一，+ l l n x , + a 1 2 l n z , + a + 砚( t - 1 ) l n u , + o r , ，l n i 醒+ e l ， ( 2 一1 9 ) i - 1 i n x f = o 2 。+ 屈f i n x , 一，+ 嘞t l n y , + a 2 2 l n z ，+ a + l - 1 ) l n u , + a 2 f l n w , + s 2 f ( 2 2 0 ) i - i l n z , = a 3 。+ 届。l n z , 一i + l l n y , + 0 ；3 2 l n x , + a + 呶) l n u , + 0 ；3 , 1 n 彤+ e 3 r ( 2 2 1 ) i - i l n u = 啦t - 1 ) 0 + 忍- o i l n u , 一f + 啦h ”l n y , + a ( t 1 ) 2 l n x , + a + 嘶t - 1 ) t l n w , + c ( h p ( 2 2 2 ) m 彬= a + f l a l n w , , 一f + 啦l l n y , + a , 2 i n x , + 0 ；，3 1 n z t a + 0 ；t ( t - 0 1 1 1 十“ ( 2 2 3 ) 其中滞后阶数m 选择使残差s 。s ：，f 。s 。，s 。占。，为白噪声过程，每个方程中除因变 量滞后项以外别的自变量联合f 检验显著为零时则该因变量为外生变量，即因变量无法 被其他变量解释。否则为内生变量。 2 4e c m ( e r r o rc o r r e c t i o nm o d e l ) 误差修正模型 误差修正模型是由a i ) 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 l = 卢o + 声1 x r + 芦2 y f - l + b 3 x h + s ， ( 2 - 1 8 ) 由( 2 1 5 ) 式变形可得 晔反+ 屈从，懈_ l 一镨吼托， 1 9 ) ( 2 1 9 ) 式即为误差修正模型e c m ，j ，一百f l l + f 1 3 x 为误差修正项e c m 。 模型( 2 - 1 9 ) 解释了因变量z 的短期波动v y 。是如何被决定的。- - b - n ，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r 和x ，问存在长期 均衡关系，即有y = a z ，( 2 - 1 9 ) 式中的e c m 项可以改写为 = 错；( 2 - 2 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 o 华北电力大学硕士。、位论文 误差。模型( 2 1 9 ) 可简记为 a t , =o + 8 i 舣t + 2 e c r u t _ i 十 f 2 2 1 ) 一般地，( 2 - 1 8 ) 中阪 l ，所以a = p z 一1 o 。因此，当r 一，牟尝石一m 。为 正，则a e c m 。为负，使i 减少，反之亦然。这体现了均衡误差对的控制。 2 5v e c m ( v e c t o re r r o rc o r r e c t i o nm o d e l ) 向量误差修正模型 向量误差修币模型( v e c ) 是一个有约束的v a r 模型，并在解释变量中含有协整 约束，向量误差修正模型是在在v a r 系统的推广，假设y ，是一个n 1 阶时间序列， y ，= ( ，y 2 ，ay 。) 7 。则k 阶v a r 模型可写为： t z = 1 7 ，r f + u = n ，z i + f i ：，：一：十a + 兀j z l + u ( 2 2 2 ) i = 1 u ，l i d ( o ，q ) 用v a r ( k ) 表示，其中n 1 ，n ：a 兀t 都是n n 阶参数矩阵，u ，是n l 阶随机误差向量。q 是n n 阶协方差矩阵。 则向量误差修正模型( v e c ) 为： a y , = f i r 一】+ r l r 一1 + f 1 a y , 一2 人+ f k l a t , 小f ) + o q + u ， ( 2 2 3 ) t 其中一= f i ，j = 1 ，2 ，人，七一l ，兀= r o 一，= n 。+ n ：+ a + 兀。一i ，在使用该方法 时采用从h e n d r y 的从一般到特殊的建模型方法，根据统计量把无影响的变量剔 除。矩阵= 妒，声是协整参数矩阵，史) = r 说明共有r 个线形无关的协整向量， 口代表误差修正项的权重，反映从非均衡状态向长期稳定状态的调整速度。v e c 模型把时间序列y 的随机过程分为长期和短期，其中误差修正项表示变量之间的 长期均衡关系，调整短期内的非均衡状态，余下的滞后项表示短期关系“。 华：j t 电力大学硕士学位论文 第三章电力与经济关系的实证研究 31 电力与经济关系的单因素分析 本部分采取标准g r a n g e r 因果检验模型、综合误差矫正模型，对我国电力与经 济增长的关系在总量、分产业、分部门、分地区、地区分产业进行单因素的分析。 31 1 全社会用电量、装机容量与国民经济关系的分析 3 11 1 我国电力工业及经济发展现状 我国电力工业按照“优先发展水电、优化发展火电、适度发展核电、重点发展 电网”的电力建设方针，促进了电力资源的优化配置，实现了电力结构的调整，为 完善电力产业结构、改善电力企业的经营现状、促进电力工业发展起到了积极作用， 全国的装机容量由1 9 8 0 年末的0 6 6 亿千瓦增加到2 0 0 3 年的3 8 5 亿千瓦，新增发 电装机容量3 1 9 亿千瓦，年均增长7 9 7 。其中，火电装机容量由1 9 8 0 年末的0 ，4 6 亿千瓦增加到2 0 0 3 年的2 8 6 亿千瓦，水电装机容量由1 9 8 0 年末的0 2 0 亿千瓦增 加到2 0 0 3 年末的0 9 2 亿千瓦。同时我国国内生产总值( o d p ) 出1 9 8 0 年的4 4 7 0 亿 元增加到2 0 0 4 年的1 3 6 9 万亿元。 1 9 9 2 年邓小平同志南巡讲话之后，我国确立了社会主义市场经济发展道路，经 济进入了高速发展阶段，6 d p 的增长速度由1 9 9 0 年的4 3 急速上升到1 9 9 2 年的 1 4 1 ，“八五”期间平均为1 1 6 。而用电量的增长速度由1 9 9 0 年的6 3 快速上 升到1 9 9 2 年的1 1 3 ，5 年中平均增长速度达到1 0 1 。9 0 年代后，电力消费增长 速度与g d p 增长速度表现出较明显的正相关关系。“九五”期间，受1 9 9 7 年东南 亚金融危机的影响，我国经济出现了一定幅度的回落，1 9 9 7 、1 9 9 8 、1 9 9 9 年g d p 增 长速度分别为8 6 、7 8 i n7 1 ；电力需求受经济波动的影响，同期增幅分别为 5 1 ，2 1 和6 5 ，“九五”期间的用电量增长平均水平为6 3 。在这之后，又明 最的回升，2 0 0 0 、2 0 0 1 、2 0 0 2 年g d p 的增长率为8 9 6 、7 2 0 、8 0 0 ，而用电量 的增长分别为1 1 3 6 、8 6 9 、1 1 6 。2 0 0 3 年6 d p 增速高达9 1 ，带动用电量增 长1 5 5 。 历年的总量指标数据表明：我国g d p 和装机容量及用电量有着紧密的相关关系，8 0 年代以来，我国g d p 与用电量及装机容量的相关系数均达到0 9 8 ，说明经济总量指标与 电力总量指标呈正相相关关系。全社会用电量( q ) 、装机容量( z ) 与g d p 关系如图3 1 ： 1 2 华e 电力人学硕十学位论文 l g t b1 9 8 11 9 8 41 9 8 71 9 9 01 9 9 31 9 9 61 目9 q2 0 0 2 巨亘e 三圈 图3 - 11 9 8 5 2 0 0 4 年全社会用电量、装机容量与g d p 关系幽 从图3 - 1 可以看出，我国g d p 与用电量及装机容量发展方向相同，且相互的关 系很密切，下面我们采用计量经济学方法来做下具体的分析。变量选取国内生产 总值( g d p ) ，全社会用电量( q ) ，装机容量( z ) ，为了使数据具有可比性。文中的g d p 数据统一换算成以1 9 7 8 年为1 的可比价格，样本区间为1 9 8 5 2 0 0 2 年( 数据见附录 1 ) 。为了排除异方差性，本文对这三个时序变量取自然对数，分别为l g d p 、l q 、l z 。 31 1 2 变量的单位根检验 首先对变量进行单位根检验，采用a d f 检验与p p 检验来检验该序列的平稳性。 检验结果参见表3 一l 。 表3 - 1l g d p 、l q 、