基于灰色關聯度模型的用電量影響因素分析

邢素潔XING Su-jie

（華北電力大學經濟管理系，保定 071000）

0 引言

近年來，因為我國經濟社會的改革開放進一步深化，企業公司等經濟體數量也在大大增加，我國居民生活消費質量得到了進一步提高，因此造成了新一輪的用電數量大增長。同時，國內目前還長時間面對著電網最大負荷逐年高速增長，用電谷峰差偏大，負荷率因此也在持續的下降，在用電高峰期電力供應不迅速等一系列的用電問題，這對于電網安全運營來說，導致了很大的威脅。為了能夠應對這些問題存在的挑戰，首先，我國的電力部門必須保證電力發電數量足夠，盡量可以滿足社會上最大用電負荷的要求；第二，電力有關部門必須能夠精準地預測各地區的用電時間差，制定出效率高的發電、送電方案，能夠合理地規劃建設我國的電力系統。當然，這些計劃的展開進行不能離開用電數量的詳細全面分析。

我國電力消費量的快速上升，很大程度上歸結于我國經濟快速發展和城市化不斷推進的結果。從1978年以來，我國電力的消費量以年均9.12%的增速上升；而自2000年起，年均增速更是高達9.50%。2011年，我國已經成為全世界電力需求量排名最高的國家，全社會用電量到達了47025.89億kW·h。雖然，“經濟要發展，電力要先行”在一定程度上已成為社會共識，但由于電力工業建設周期較長等特點，我國電力供給方面經常出現周期性短缺與過剩的問題?？梢?，合理的電力輸送規劃十分影響我國社會未來經濟的發展速度以及發展質量。同時，因為要考慮到我國至今的城市化水平與那些歐美發達國家相比仍存在十分大的差距，在未來較長一段時間內國家經濟發展的重大戰略仍然離不開積極推進城市化水平這一主題。而如火如荼的城市化建設需要以完備的能源供應體系作為基礎，其中電力消費和建設是最為重要的組成部分。在此背景下，研究電力消費、GDP、人口經濟等的關系，并結合我國經濟發展和城市化推進來分析電力需求影響因素及其關系，十分有利于我國經濟社會發展的長遠規劃還是電力工業發展戰略的制定。

如圖1所示，目前電力能源的開發依然以火電為主，其他新型能源雖然發展較快，但是依然滿足不了社會用電增長?；谶B年出現的電力短缺，政府出臺了六項推動電力供應的措施，但這并不能從根本上解決電力短缺問題。電力作為一種特殊的商品具有兩大特性：電力的生產、輸送與消費同時在瞬間完成的特性；不可儲存的特性。由此決定了電力需求與經濟發展的累密相關性。由于電力這種敏感性商品的建設周期較長，到少需要3年的時間，所以為意免其對社會穩定及投資環境的影響。對其建立早期預警系統，做到電先行就顯得尤為重要。本文為了探索影響我國電力消費量的主要因素，以期為預測未來用電需求量提供依據，從而對我國制定電力中長期發展戰略具有一定的指導意義。

圖1 2017年電力基本建設投資結構

最近這些年來，相關企業、部門對用電量數據及其影響因素開始了更深入的研究和分析，這都是歸結于用電高峰等電力問題帶來了巨大的壓力，以便于根據研究的問題使有關部門做出相應的調節和改善，要想能夠應對新一輪的用電增長引發的矛盾和問題，避免其嚴重影響到電力系統的安全運營。電力有關部門需要加強分析和預測電力和經濟數據的能力，能夠妥善地建設和發展電力系統的規劃。要想達到這個目的，第一，電力部門要保證足夠的電力供應，盡量滿足電力負荷的最大需求；次之，電力部門必須要制定出效率高的發電、送電方案，能夠合理地規劃建設我國的電力系統。

當然，這些工作要想順利完成更是需要分析詳細、全面的電力消費數據。本文將采用灰色關聯度方法對我國的年度用電量、GDP、能源消耗等數據進行分析，并對結果進行分析，給出節能建議。

1 灰色關聯度分析原理

灰色關聯度分析法是一種多因素統計數據分析方法，本方法是依據以各因素的樣本數據為用灰色關聯度這個指標來描述所選樣本因素間的關系，包括強弱、大小和次序等，如果樣本因素的數據反映出來的兩個影響因素之間變化的狀態（大小、方向以及速度等）基本上處于一致，則兩個影響因素之間的關聯度指標較大；反之，關聯度較小。這個方法的優勢在于思路比較清晰，在很大程度上可以減少因為信息不對稱所造成的不必要的損失，同時對數據的要求不高，研究人員的工作量相對來說較少一些；這個方法的主要不足之處在于主觀性過強，要求對各項指標的最優值進行現行確定，與此同時，部分指標最優值其實比較難以確定。關聯度的大小指標直接表現出所求系統中的各個影響的因素對目標值的影響程度。使用灰色關聯分析法進行影響因素分析的一般過程為：

①根據本文的分析目的確定分析指標系統，搜集相關分析數據。

設n個數據序列形成如下矩陣：

②確定參考數據列。

參考數據欄應該是理想的比較標準。參考數據欄可以由每個指標的最佳值（或最差值）組成，也可以根據評估目的選擇其他參考值。因此可以表示為：

③對指標數據進行無量綱化。

由于所選系統中各因素所代表的物理方面的意義有所不同，導致不便于比較不一定相同的數據的量綱，或者在比較時得到正確的結論是很困難的。因此在試行灰色關聯度分析方法之前，要進行數據處理，這種處理成為無量綱化。

無量綱化后的數據序列形成如下矩陣：

④按順序計算每個被評價對象的指標序列（對照序列）與參考序列元素的絕對差值，即|X0（k）-Xi（k）|（k=1，2，…，m i=1，2，…，n n為被評價對象的個數）

⑤確定。

⑥計算關聯系數。逐個計算每個比較序列與對照序列對應元素的關聯系數指標

ρ為分辨系數，0＜ρ＜1。若ρ越小，則代表關聯系數間差距越大，分辨能力越強。通常ρ取0.5。

⑦計算關聯序。

分別計算各評價對象（比較序列）各個指標與參考序列對應成分的關聯系數的平均值，用來代表反映這幾個評價對象與參考序列之間的關聯關系，并稱其為關聯序。

⑧如果相應的指標在本次綜合評價中所造成的作用不同，那么可以對關聯系數求加權平均值即

W為各指標權重。

⑨根據各個觀察對象的關聯序指標，可以得出本次關聯度分析結果。

2 基于灰色關聯度分析方法尋求影響社會用電量的因素排序

已經知道，電力用電量需求變化受多種因素的影響，有關能源的建設規劃需要研究人員能夠深層次的分析出社會上各種因素的未來趨勢及其這種趨勢可以對電力用電量需求的影響程度。本文運用灰色關聯分析方式對影響全社會用電需求量的宏觀因素進行了全面的分析，選取映現全國財經、社會、科學、文明程度的指標，使用2013-2017年的5年的年度數據（如表1所示）分析計算出影響要素與社會用電量之間的關聯度結果。

表1 2013-2017年用電量年度數據

從圖2中可以看出，隨著時間變化，用電量是呈逐年上漲的趨勢，相同的，其他指標數據也是隨著時間而增長。

使用軟件MATLAB對以上收集到的數據進行灰色關聯度方法分析：

初始數據矩陣如下所示：

圖2社會用電量柱狀圖

因此得出，對于用電量數據來說。影響程度依次為：

①我國年度國民GDP指標；

②能源損耗總量；

③我國住民自己可支配的經濟收入；

④我國社會人口數量；

⑤我國住民人均教育文化娛樂支出。

由此結果根據MATLAB運行結果可以得到，目前，在本文中所涉及到的各個影響因素之中，對我國全社會電力用電量需求影響最大的是財政經濟因素。中國經濟整體的發展是以消耗電力資源為依托的。

3 結論

首先，本文搜集了2013-2017年的5年的用電量數據以及GDP等影響因素數據，利用MATLAB軟件計算出各個影響因素的關聯度并進行排序，根據軟件實驗研究結果可以得到相應的結論，對我國全社會電力用電量需求影響最大的是財政經濟因素，也就是GDP指標，隨著我國全社會經濟發展不斷提高，居民的日常生活水平也在不斷的進步，因此社會居民對于電力供應的需求也越來越高，在這樣的情況下，電力情況供應將影響人們能否享受到更加優質的供電服務。本文通過全面的分析電力用電量消費的多種相關影響因素，尋求可以為電力有關部門的行業發展和電力相關系統的完善做出一定的改善。

隨著社會經濟的快速發展，電力已經成為當代工業文化的一種標志性的象征，電力的重要性毋庸置疑，在國民經濟體系中，電力行業所占的比重也不斷呈現上升狀態。在如此的發展環境背景下，應該從長遠的角度出發，調整電力行業的供應水平，使電力的發展規劃能夠科學平穩的實現。

電力工業在我國屬于國民財政經濟大項的重要形成部分，屬于國家的第一基礎產業范圍，電力可以為我國國民財政經濟水平的發展給與相當重要的能源、動力支持，電力供求方面的問題一般都和全社會經濟發展的水平有著相對密切的關系。我國社會在經過了十幾年的發展后，社會經濟水平的不斷增長也造成了全社會用電需求量在不斷的增加，由此原因來看，社會也已經對電力工業發展的水平提出了更高層次的要求，同時電力行業在國家宏觀經濟調控中所占的成分也在不斷增加。因此，我國更需要調整好電力經濟發展情況和社會經濟發展情況之間的區別與聯系，目的是可以更好的展現出電力工業在推動國民經濟上升發展的意義。

綜上所述，電力行業經濟的發展與社會經濟發展有著十分密切的關系，經濟發展依托于電力的發展，而在我國社會經濟發展過程中，電力工業所占分量是比較大的，對國民的社會日常生活產生了極為深刻的影響。因此，在可持續發展理念的引導下，新的歷史時期需要相關工作人員能夠調動一切對社會有利的積極因素，不斷增強我國電力發展水平現狀，從而能夠充分發揮出電力工業協調平衡社會經濟,農業與環境這三者的作用，進而可以推動社會經濟發展水平。以后，電力行業經濟發展道路任重道遠，作為新時代新青年，我們需要將電力經濟發展視為本國國力發展工作中的重中之重，遵循國家支持引導的可持續發展觀念，推動電力行業朝著更加光明的方向發展。