基于電力數據的地區產業發展評價方法研究

馬洪斌，楊 飛，王冰潔

（國網山東省電力公司棗莊供電公司，山東 棗莊 277000）

0 引言

近年來，棗莊市圍繞國家重大戰略、省重大工程和發展規劃，發揮區位優勢，立足資源稟賦和比較優勢，形成各區市錯位發展、有序銜接、引領帶動發展態勢，搶抓機遇，加快產業調整，優化產業結構，全面推進產業轉型升級，打造產業發展新高地。實施“工業強市、產業興市”新戰略，培育壯大現代產業體系，全力打好創新轉型高質量發展主動仗，加快現代化強市建設。當前，對產業的發展進行評價主要是通過第一產業、第二產業、第三產業的產值、企業數量、稅收等統計數據進行分析，進而對產業的發展狀況進行判斷，該方式存在評價維度相對單一、評價結果相對滯后的缺點，無法及時、高效地對產業的發展進行綜合評價［1-5］。

電力是經濟發展的晴雨表和放大鏡，可看作衡量生產力發展速度和水平的重要標志。電力作為經濟運行的血液，其運行數據具有實時性、真實性、鏡像性和覆蓋性等特征，能夠客觀且真實地反映社會經濟變革過程中行業的發展現狀及其趨勢。文獻［6］從產業總體規模、產業科技支撐的潛在發展能力兩個方面進行分析，從投入和產出兩個維度出發，構建了東北地區“老”“原”“新”產業發展的評價指標體系，僅考慮經濟數據，數據相對單一，且存在滯后性。文獻［7］采用聚類算法從綜合經濟實力、第一產業、第二產業、第三產業和環境5 個指標方面進行聚類分析，研究聚類分析在山東省經濟發展中的應用以及該省各地區經濟發展異同點和產生這些現象的原因，分析的維度較少，難以全面透視產業發展的具體原因。

對已有的產業發展評價主要是從經濟角度分析產業發展的優勢和不足，引入經濟數據指標，采用聚類算法對產業發展進行分類，分維度透視產業發展的具體問題。通過將電力數據與經濟數據相結合，對棗莊地區的產業進行收集、匯總，以地區七個區域的九大行業進行產業發展評價，通過對各行業、企業的用電量進行分析，設置電力數據指標，結合大數據技術，搭建產業發展評價模型，實現對行業、產業發展的高效評價，助力政府部門實時監測現有行業動態，準確把握政策實施效果，及時調整政策方向和力度［8-9］。

1 電力數據評價指標

通過對電力數據與產業發展進行分析，構建電力數據評價指標，以指標對產業發展進行評價，利用電力數據多維度、全方位、精細化地對產業發展進行展示。本文主要采用電力與經濟相關性系數、電力消費彈性指數，分析棗莊地區產業經濟發展與電力的關系。同時采用區域產業用電總量、用電增速兩個電量統計數據，構建電力區位商值、區域凈增容量、產業活躍電力指數綜合評價地區產業的發展。

1.1 電力經濟相關系數

電力是經濟增長的風向標，為了探索地區生產總值與用電量的關聯程度，取電力經濟相關系數為R。R越接近0，表明地區用電量與地區生產總值的關聯程度越弱［10］。當R＞0，表示正相關，地區生產總值隨地區用電量的增大而增大；當R＜0，表示負相關，地區生產總值隨地區用電量增大而減小。其計算方式為

式中：X為地區生產總值；Y為地區用電量；RX，Y表示電力經濟相關系數；cov（X，Y）為X與Y協方差；σX為X的方差；σY為Y的方差。

1.2 電力消費彈性指數

電力消費彈性指數，是反映電力消費的年平均增長率和國民經濟年平均增長率之間關系的宏觀指標［11］。

式中：IEC為電力消費彈性指數；RAVGEC為電力消費年平均增長率；RAVGGDP為生產總值年平均增長率。

指標能夠客觀地反映電力能源消耗與經濟發展的適應度，對于研判地區經濟發展階段和產業結構分析具有重要的意義。

1.3 產業活躍電力指數

產業活躍電力指數是一個表示產業活躍程度的指標，可以反映出產業未來的發展趨勢。其具體公式為

式中：IIAP為產業活躍電力指數；EC為當期電量；EL為上期電量；CC為當期運行容量；CL為上期運行容量。

公式的前半部分代表用電量上升或下降情況，后半部分代表擴容及容量利用率的趨勢（擴容且容量利用率高，認為活躍度變高）。若IIAP＞1，代表該產業活躍性增加，數值越大越活躍；若IIAP＜1，代表該產業活躍性降低，數值越小越低迷。該指數能夠對地區產業發展的動力及趨勢進行客觀評價，反應產業的未來發展方向。

1.4 電力區位商值

區位商是衡量一個區域專業化水平的指標，又稱為區域產業專業化率，反映的是某一產業在某區域內所占的比重與同一產業在整個區域的比重之比值，能夠有效表征產業及相關行業區域發展情況。通過定義電力區位商值，通過區域的產業用電量占比，反映產業在區域內的用電量發展［12］。

式中：PLQ為電力區位商值；PLP為所在區域產業用電量占比；POP為全市該產業用電量占比。

電力區位商值大于1，則表示該產業在本區域的發展水平相對較高，且數值越大，優勢越明顯，通過電力區位商值可用于考察產業及產業內細分行業區域發展情況，可對地區產業的結構進行全面分析。

1.5 區域凈增容量

區域凈增容量的表達式為

式中：CIN為區域凈增容量；CIC為當前增容量；CIL為上期增容量。

凈增容量是電力裝機容量的凈增加值，表征地區產業發展用電的趨勢，地區的電力裝機容量是根據地區的產業發展總用電量進行確定的，當發展需求旺盛，用電量大的時候，需要增加裝機容量滿足產業發展的用電需求。根據凈增容量可以看出企業的用電需求及用電趨勢，凈增容量越大表明地區產業發展對電量的需求越強，凈增容量越小，表明地區產業發展對電量的需求越弱。

2 地區產業發展評價方法

產業分析主要包括新一代信息技術、高端裝備、新能源、新材料、新醫藥、高端化工、高質高效農業、新型商貿物流業、特色文旅康養業等九大產業，涵蓋了第一產業、第二產業、第三產業，涉及全市主導產業、優勢產業、潛力產業，通過電力數據評價九大產業的發展，進而透視地區產業的整體情況。

2.1 雷達圖分析法

雷達圖分析法是對產業發展進行系統分析的一種有效方法。通過雷達圖展示，可以直觀發現產業各個指標的具體情況，將區域產業用電總量、用電增速、電力區位商值、區域凈增容量、產業活躍電力指數等5 個指標數據用雷達圖進行表示，從而對區域產業發展的狀況直觀展示。考慮5 個指標數據的單位不統一、數值差距相差過大，在雷達圖上可能無法全部展示，因此提出一種基于指標指數化的雷達圖展示方式，可提高數據展示的效果，同時不影響分析結果。為驗證該方式的有效性，通過將指標雷達圖、指標比值雷達圖、指標指數雷達圖進行比較分析［12］。

指標雷達圖是直接將5 個指標數據在雷達圖上展示。指標比值雷達圖是將某一項指標最小的作為基值，其他與基值的比值作為指標數據在圖上進行展示。指標指數雷達圖是將各項指標數據進行取對數處理作為指標數值在圖上展示。

2.2 區域發展綜合分析

區域產業發展綜合評分是通過將產業的5 個指標進行賦權處理，然后相加得到產業的綜合評價得分。由于指標的差值較大，且部分指標存在負值的情況，若直接將指標乘以權重相加可能會導致得分為負值的情況，無法綜合評價產業的發展情況［13-18］。

因此，提出一種分段賦值加權求和的評價方法，首先對某一產業在各個區域發展的5 個指標進行計算，然后對每一項指標進行4 分段處理，指標值在1分段以下的賦值為1，指標值在2～3 分段的賦值為2，指標值在3 分段以上的賦值為3，然后對賦值進行加權求和，得到產業的綜合評價得分，該方式有效地避免了因數據差距過大和負值出現導致的評分誤差。

根據地區產業發展規劃方案結合實際的產業發展重點，采用排序指數的大小來確定權重系數的大小，區域產業用電總量、用電增速、電力區位商值、區域凈增容量、產業活躍電力指數的權重指數分別為：0.15、0.15、0.20、0.20、0.30，通過對各電力數據指標計算得到產業發展的綜合分析結果［19-20］。

3 地區產業發展評價結果

通過電量采集系統獲取2016—2020 年全市各產業用電量，在統計年鑒上獲取全市近5 的GDP 數據。對全市用電量與GDP 進行分析，結果如圖1所示。

圖1 電力經濟關聯分析

從圖1 中可以看出，全市用電量與生產總值發展趨于一致，電力經濟相關系數高達0.978 5，全市整體經濟發展與電力消費為正相關關系，用電量變化能夠準確反映全市經濟運行態勢。

對全市的電力消費彈性指數進行計算，結果如圖2所示。

圖2 電力消費彈性指數分析

從圖2 中可以看出，度電產值呈下降趨勢，平均每千瓦時產生產值13.87元，全市產業結構需要進一步優化扶持，提升經濟發展動力。

對地區的新一代信息技術產業分別從區域產業用電總量、用電增速、電力區位商值、區域凈增容量、產業活躍電力指數5 個維度進行分析，得出各區域的指標數據如圖3—圖7 所示，新一代信息技術指標如表1所示。

表1 新一代信息技術區域產業指標

新一代信息技術產業區域產業用電總量結果如圖3所示。

從圖3 中可以看出滕州地區的新一代信息技術用電量較大，市中區和高新區的用電相當，3 個地區的新一代信息技術產業發展基礎相對較好。新一代信息技術用電增速如圖4所示。

圖3 新一代信息技術區域產業用電總量

圖4 新一代信息技術用電增速

從圖4 中看出滕州的新一代信息技術用電增速較大，高新和市中的用電相對較高，3 個地區的新一代信息產業技術的發展態勢較好。新一代信息技術電力區位商值如圖5所示。

圖5 新一代信息技術電力區位商值

從圖5 中可以看出高新區的新一代信息技術電力區位商值較大，新一代信息技術在該地區的發展較好，具有較強的上升勢頭和強力拉動該地區產業發展的動力。新一代信息技術區域凈增容量如圖6所示。

圖6 新一代信息技術區域凈增容量

從圖6 中看出高新區的凈增容量較大，新一代信息技術產業發展迎來發展的良好契機，電力裝機凈增容量遠大于其他區域，產業發展的趨勢向好。新一代信息技術產業活躍電力指數如圖7所示。

圖7 新一代信息技術產業活躍電力指數

從圖7 中看出市中區的產業活躍度相對較高，表明該地區在新一代信息技術的發展上迎來一定的電力需求。

由分析結果可以看出新一代信息技術產業在滕州、高新區的用電量、用電增速、凈增容量相對較高，產業發展相對超前，產業的綜合發展相對于其他地區較好。

對5個指標通過雷達圖進行展示分析，如圖8和圖9所示。

圖8和圖9中五邊形的各個角代表一個指標，內部不同顏色的點線代表不同區域的指標值，點線越靠外代表該項指標值越大，越靠內代表指標值越小，點線相對包含的面積越大，說明該地區的各個指標較好，產業發展情況也越好。

圖8 新一代信息產業指標雷達圖

圖9 新一代信息產業指標比值雷達圖

由新一代信息產業指標雷達圖展示結果，難以直觀看出不同區域的新一代信息產業的指標情況，為進一步提升展示效果，采取指標比值化的方式，效果有所提升，但仍難以看出指標情況。采取指標對數化的方式，獲得各指標雷達圖如圖10所示。

圖10 新一代信息產業指標對數雷達圖

從圖10 中可以清楚地看到不同區域的新一代信息技術產業5 項指標的具體情況，通過雷達圖可以看到高新和滕州的面積較大，產業發展較好。

同時采用綜合指標評價得分對新一代信息技術產業在各個區域的發展進行評價，如圖11所示。

圖11 新一代信息產業綜合評分

從圖11 中可以看出新一代信息技術產業在各個區域的發展評價得分差值較大，且市中區存在負值情況，基于指標數據直接打分效果較差。

采用本文提出的分段賦值加權求和的評價方法，對5 個指標在各個區域上的數值進行賦值，得到結果如表2所示。

表2 新一代信息技術區域產業分段賦值指標

對指標數值進行加權求和得到各個區域新一代信息技術產業的綜合評價得分如圖12所示。

由圖12 所示綜合評價得分結果可以看出高新區、滕州區的新一代信息技術產業發展較好。

圖12 新一代信息產業分段綜合評分

采用同樣的方法，分別對地區的高端裝備、新材料、新能源、新醫藥、高端化工、高質高效農業、新型商貿物流、特色文旅康養進行區域用電總量、用電增速、電力區位商、業擴凈增容量、產業活躍度指數等5個維度進行分析，分別得出各產業的5 項指數，并對各區域的產業發展進行綜合評分，得到某一產業在不同區域的得分，如表3所示。

表3 各區域產業綜合得分

由各產業發展區域綜合得分結果可以看出不同區域不同的產業發展的綜合得分情況，可以對各產業的發展進行量化評價，如圖13所示。

圖13 各產業發展區域雷達圖

由各產業發展區域雷達圖可以看出7 個地區在9大產業發展上的優勢產業和薄弱產業，同時根據雷達圖各區域連線結果可以看出滕州地區的產業發展相對均衡，其他地區產業發展存在較大的地域差異性。由雷達圖面積可以看出滕州發展相對較好。

對區域的產業發展進行綜合評分，結果如圖14所示。

圖14 各產業發展區域綜合評分結果

由產業發展區域綜合評分結果可以看出產業的發展存在區位優勢，高新區在新醫藥、文旅方面較突出，薛城區在高端化工方面發展較好，山亭區主要是突出農業發展，滕州市在新材料方面具有優勢。

4 結語

基于電力數據對地區產業分析，能夠準確、可靠地分析出各地區產業發展的具體情況，同時提出的指數指標雷達圖，可以較好地避免因指標之間的差異，導致雷達圖顯示效果差的問題，同時提出的分段賦值加權求和指標評分方法，可準確評估各地區間產業發展的綜合情況。對于地區產業的發展評估具有重要的指導意義和廣泛的應用推廣價值。