河南省電力消費(fèi)影響因素分析

羅 黨，袁曉慧

(華北水利水電學(xué)院數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院，河南鄭州450011)

河南省電力消費(fèi)影響因素分析

羅 黨，袁曉慧

(華北水利水電學(xué)院數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院，河南鄭州450011)

采用熵值法和層次分析法來確定指標(biāo)權(quán)重，從而改進(jìn)經(jīng)典灰色關(guān)聯(lián)分析模型。利用此模型，對(duì)河南省電力消費(fèi)的影響因素進(jìn)行分析，得出各個(gè)影響因素對(duì)河南省電力消費(fèi)的影響程度，最后根據(jù)分析結(jié)果提出可行性建議。

河南省;電力消費(fèi);AHP;熵值法;影響因素

一、引言

河南省作為人口大省，在日常生產(chǎn)和消費(fèi)活動(dòng)中對(duì)電力有著巨大的需求。近年來，隨著河南省經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，河南省的電力消費(fèi)出現(xiàn)大幅增長(zhǎng)的趨勢(shì)，導(dǎo)致電力供應(yīng)緊張。特別是在夏冬兩季用電高峰期間，電力供應(yīng)形勢(shì)嚴(yán)峻，很多地方出現(xiàn)了拉閘限電的現(xiàn)象，給居民生活帶來很多不便。影響河南省電力消費(fèi)的因素很多，如國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)、人口數(shù)、電價(jià)、居民人均可支配收入、國(guó)家政策、地區(qū)氣溫等，這些影響因素的變化也導(dǎo)致了河南省電力消費(fèi)量的變化。筆者通過對(duì)影響河南省電力消費(fèi)的因素進(jìn)行定量分析，找出影響河南省電力消費(fèi)的主要因素與次要因素，為預(yù)測(cè)河南省電力消費(fèi)量提供依據(jù)，為減少電力消耗提供建議，同時(shí)也對(duì)河南省制定合理的電力發(fā)展規(guī)劃方案提供一些參考。

數(shù)理統(tǒng)計(jì)中的因子分析法、DEA分析法、主成分分析法都可以進(jìn)行系統(tǒng)分析，但這些方法在實(shí)際運(yùn)用中存在一些不足之處，如需要大量的數(shù)據(jù)、必須判斷樣本服從某個(gè)典型的概率分布、計(jì)算量很大等。而灰色關(guān)聯(lián)分析方法對(duì)樣本數(shù)據(jù)多少?zèng)]有要求，對(duì)于數(shù)據(jù)有無規(guī)律同樣適用，且計(jì)算量小，在一定程度上彌補(bǔ)了這些方法的缺陷，符合我國(guó)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)十分有限、灰度大、沒有典型分布規(guī)律的特點(diǎn)。

二、改進(jìn)的灰色關(guān)聯(lián)分析方法

(一)灰色關(guān)聯(lián)分析法［1］(P62－99)

灰色關(guān)聯(lián)分析法是灰色系統(tǒng)理論的一種因素比較分析方法，根據(jù)序列曲線幾何形狀的相似程度來分析參考序列和比較序列的關(guān)聯(lián)度大小。在給出參考序列X0=(x0(1)，x0(2)，…，x0(n))與比較序列Xi=(xi(1)，xi(2)，…，xi(n))，i=1，2，…，m之后，對(duì)于ξ∈(0，1)，令:γ0i(k)=

式中:ξ稱為分辨系數(shù)，通常取ξ=0．5，則X0與Xi的灰色關(guān)聯(lián)度為:

(二)改進(jìn)的灰色關(guān)聯(lián)分析法

原有的灰色關(guān)聯(lián)分析法，由于對(duì)各影響指標(biāo)運(yùn)用等權(quán)處理的方法，沒有考慮到人們更看重或者更偏愛某些指標(biāo)的事實(shí)，無法體現(xiàn)因素之間的區(qū)別，結(jié)果準(zhǔn)確性不高。據(jù)此，筆者采用改進(jìn)的灰色關(guān)聯(lián)分析方法［2］。它是在經(jīng)典的灰色關(guān)聯(lián)分析法的基礎(chǔ)上，采用客觀賦權(quán)熵值法和主觀賦權(quán)層次分析法來確定指標(biāo)權(quán)重，從而使計(jì)算結(jié)果的精確度更高。其計(jì)算步驟如下:

(1)求出比較序列Xi與參考序列X0的灰色關(guān)聯(lián)度γ0i。

(2)用熵值法確定各指標(biāo)值對(duì)應(yīng)的權(quán)重。在有t個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)、m個(gè)被評(píng)價(jià)對(duì)象的指標(biāo)評(píng)價(jià)體系中，通過對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化和歸一化處理，得到矩陣R=(rij)m×t，對(duì)第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)有信息熵為:

熵值法確定各指標(biāo)值對(duì)應(yīng)的權(quán)重為:

α=(α1，α2，…，αt)

(3)運(yùn)用主觀賦權(quán)層次分析法確定各指標(biāo)值對(duì)應(yīng)的權(quán)重［3］(P228－232)。首先明確評(píng)價(jià)對(duì)象，建立層次結(jié)構(gòu)模型，然后構(gòu)造兩兩比較的判斷矩陣，計(jì)算權(quán)向量并做一致性檢驗(yàn)，最后得到指標(biāo)的綜合重要度β=(β1，β2，…，βt)

(4)熵值法與層次分析法結(jié)合得到綜合權(quán)重:

(5)計(jì)算灰色加權(quán)關(guān)聯(lián)度。灰色加權(quán)關(guān)聯(lián)度的計(jì)算公式為:

式中:Vi為第i個(gè)影響因素對(duì)參考因素的灰色加權(quán)關(guān)聯(lián)度，r0ij為第i個(gè)影響因素對(duì)第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度。

(6)評(píng)價(jià)分析。將灰色加權(quán)關(guān)聯(lián)度按大小進(jìn)行排序，關(guān)聯(lián)度越大說明該影響因素對(duì)系統(tǒng)影響程度越大。

三、河南省電力消費(fèi)影響因素的灰色關(guān)聯(lián)度分析

影響河南省電力消費(fèi)的因素有很多。對(duì)河南省電力消費(fèi)進(jìn)行分析時(shí)，將影響因素的各個(gè)方面都進(jìn)行分析不現(xiàn)實(shí)，也沒必要。筆者選擇了幾個(gè)明顯影響河南省電力消費(fèi)、方便進(jìn)行定量化處理、易于獲取系統(tǒng)行為特征的數(shù)據(jù)序列的因素進(jìn)行關(guān)聯(lián)度分析。這幾個(gè)影響因子包括:國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)、人口數(shù)、居民人均可支配收入、固定資產(chǎn)投資總額、城市化水平［4］。

(一)數(shù)據(jù)選取及整理

本文各項(xiàng)數(shù)據(jù)主要來源于2010河南省統(tǒng)計(jì)年鑒［5］、河南電力監(jiān)管工作簡(jiǎn)報(bào)［6］，選取了1994年到2009年的時(shí)間序列數(shù)據(jù)對(duì)河南省電力消費(fèi)的影響因素進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)、居民人均可支配收入、固定資產(chǎn)投資總額必須經(jīng)過計(jì)算才能得到實(shí)際值，以調(diào)整通貨膨脹影響。其中，實(shí)際GDP為1994年名義GDP乘以GDP指數(shù)(以1994年的指數(shù)為基點(diǎn))所得;實(shí)際居民人均可支配收入為名義人均可支配收入除以居民消費(fèi)價(jià)格指數(shù)(以1994年的價(jià)格指數(shù)為基點(diǎn))所得;實(shí)際固定資產(chǎn)投資總額為名義固定資產(chǎn)投資總額除以固定資產(chǎn)投資價(jià)格指數(shù)(以1994年的價(jià)格指數(shù)為基點(diǎn))所得。各項(xiàng)數(shù)據(jù)整理后結(jié)果見表1。

表1 各因素統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

(二)灰色關(guān)聯(lián)度計(jì)算

根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)分析方法的計(jì)算步驟，計(jì)算參考數(shù)列X0與比較數(shù)列X1、X2、X3、X4、X5的灰色關(guān)聯(lián)度，計(jì)算結(jié)果見表2。

表2 關(guān)聯(lián)度矩陣

(三)熵值法確定各指標(biāo)值對(duì)應(yīng)的權(quán)重向量

(四)層次分析法確定各指標(biāo)值對(duì)應(yīng)的權(quán)重

運(yùn)用層次分析法，并根據(jù)專家意見結(jié)合“近大遠(yuǎn)小”原則進(jìn)行權(quán)重的確定和計(jì)算，從而得到如下權(quán)重向量:

(五)由熵值法與層次分析法結(jié)合得到綜合權(quán)重

(六)計(jì)算灰色加權(quán)關(guān)聯(lián)度

根據(jù)灰色加權(quán)關(guān)聯(lián)度的計(jì)算公式確定加權(quán)后的關(guān)聯(lián)度:

(七)結(jié)果分析

由X1?X3?X5?X4?X2可知，各要素對(duì)河南省電力消費(fèi)總量的影響從大到小依次為國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)、居民人均可支配收入、城市化水平、固定資產(chǎn)投資總額、人口數(shù)。

國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)與河南省電力消費(fèi)的關(guān)聯(lián)度為0．8 962，表明國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)對(duì)河南省電力消費(fèi)總量起主導(dǎo)作用。電力工業(yè)是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展中最重要的基礎(chǔ)能源產(chǎn)業(yè)，第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都需要電力工業(yè)的支持，電力的發(fā)展和宏觀經(jīng)濟(jì)之間有著緊密的聯(lián)系。河南省經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展需要更多的電力投入，從而拉動(dòng)了電力消費(fèi)量的快速增長(zhǎng)［7］。

居民人均可支配收入與河南省電力消費(fèi)的關(guān)聯(lián)度為0．8 599，表明居民人均可支配收入對(duì)河南省電力消費(fèi)總量存在著重大影響。近幾年，河南省居民家庭人均可支配收入快速增長(zhǎng)，增長(zhǎng)率超過10%。同時(shí)，居民的消費(fèi)水平也相應(yīng)提高，人們?cè)絹碓蕉嗟亻_始使用如空調(diào)、冰箱、電炊具等高耗能家用電器。居民收入和生活質(zhì)量的提高以及消費(fèi)觀念的變化對(duì)河南省電力消費(fèi)總量的影響也越來越強(qiáng)，從而有力地帶動(dòng)了電力消費(fèi)的增長(zhǎng)。

城市化水平和固定資產(chǎn)投資對(duì)河南省電力消費(fèi)總量也有明顯的影響。城市化水平的提高反映了工業(yè)化進(jìn)程的加快。重工業(yè)及動(dòng)力指向性工業(yè)在工業(yè)生產(chǎn)過程中要消耗大量的電能，推動(dòng)了電力需求的快速增長(zhǎng)。河南省固定資產(chǎn)投資繼續(xù)保持較快穩(wěn)定增長(zhǎng)，一些行業(yè)如采礦業(yè)、制造業(yè)、公共設(shè)施管理業(yè)等投資規(guī)模巨大，特別是大型基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的開工，構(gòu)成影響河南省電力消費(fèi)的主要因素。

人口因素的灰色關(guān)聯(lián)度V04=0．6 950＜0．7，對(duì)河南省電力消費(fèi)的影響較小。這個(gè)結(jié)果與河南省的實(shí)際情況相符。河南省近10年的人口平均增長(zhǎng)率僅為0．5%，而電力消費(fèi)總量平均增長(zhǎng)率卻高達(dá)10%，由此可見，河南省電力消費(fèi)總量的快速增長(zhǎng)不是由人口因素決定的。

四、結(jié)語

運(yùn)用改進(jìn)的灰色關(guān)聯(lián)分析模型，對(duì)選取的河南省電力消費(fèi)的影響因素進(jìn)行分析，可以看出國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)的快速增長(zhǎng)是河南省用電量迅速增長(zhǎng)的根本原因，居民人均可支配收入、城市化水平、固定資產(chǎn)投資總額也是影響全省電力需求增長(zhǎng)的主要因素，而人口因素的影響則較小。

要使河南省經(jīng)濟(jì)建設(shè)保持平穩(wěn)快速增長(zhǎng)勢(shì)頭，就要對(duì)電力建設(shè)作出合理的發(fā)展規(guī)劃。因電力建設(shè)周期較長(zhǎng)，在制定長(zhǎng)期電力發(fā)展規(guī)劃時(shí)，要充分考慮河南省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前景，建立電力預(yù)警機(jī)制，做到電力建設(shè)先行;在進(jìn)行重工業(yè)生產(chǎn)和大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的過程中，在保證經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，大力發(fā)展高技術(shù)含量、低能耗、少污染、高附加值的裝備制造業(yè)，加大重點(diǎn)行業(yè)節(jié)能降耗力度，所有新建基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的審批，都要把節(jié)能評(píng)估審查作為首要條件。居民人均可支配收入的快速增長(zhǎng)使居民對(duì)電力產(chǎn)品的消費(fèi)支出增加，從而導(dǎo)致用電量增大。因此，河南省要加大研發(fā)和推廣節(jié)電設(shè)備和產(chǎn)品的力度，提高電力使用效率，促進(jìn)全社會(huì)養(yǎng)成節(jié)約用電的良好習(xí)慣。

［1］劉思峰，黨耀國(guó)，方志耕，等．灰色系統(tǒng)理論及應(yīng)用［M］．北京:科學(xué)出版社，2010．

［2］鄭玉彬，韓峰，馬艷華．改進(jìn)灰色關(guān)聯(lián)度模型在設(shè)備選擇中的應(yīng)用［J］．機(jī)床與液壓，2009，(9)．

［3］李華，胡奇英．預(yù)測(cè)與決策［M］．西安:西安電子科技大學(xué)出版社，2005．

［4］吳麗娟，袁永生．上海市電力消費(fèi)影響因素的實(shí)證分析［J］．特區(qū)經(jīng)濟(jì)，2010，(2)．

［5］劉永奇，劉世德．河南統(tǒng)計(jì)年鑒［Z］．北京:中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社，2010．

［6］河南電監(jiān)辦．2009年河南電力監(jiān)管統(tǒng)計(jì)報(bào)告［EB/OL］．中國(guó)電力信息公開網(wǎng)http://www．12398．gov．cn/index．shtml，2010．01．29．

［7］蔡火娣，馬文超．我國(guó)用電量的影響因素分析［J］．商業(yè)現(xiàn)代化，2008，(11)．

Analysis of Impact Factors of Electricity Power Consumption in Henan Province

LUO Dang，YUAN Xiao-hui
(College of Mathematics and Information Science，North China University of Water Resources and Electric Power，Zhengzhou450011，China)

Entropy method and AHP were applied to determine the weight of indicator，thereby it improved the model of classical grey relation analysis，Using this model，this paper analyzed the impact factors of electricity power consumption in Henan province，then got the degree of influence that each impact factor brought to electricity power consumption in Henan province;finally some feasible suggestions were given according to the results of the analysis．

Henan Province;Electricity power consumption;Analytic hierarchy process;Entropy method;Impact factor

F407．6

A

1008—4444(2011)05—0081—04

2011－05－21

河南省教育廳自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計(jì)劃項(xiàng)目(2009A110011);河南省軟科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目(112400450187)

羅黨(1959—)，男，河南汝南人，華北水利水電學(xué)院數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院教授，博士。

(責(zé)任編輯:王菊芹)