基于GM(1，1)對(duì)葫蘆島工業(yè)用電量預(yù)測(cè)

路蕙宇 蔡晨蕊 劉曉東 劉書池 朱星宇

摘? 要：為了合理地對(duì)工業(yè)電力系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃，需要對(duì)工業(yè)用電進(jìn)行合理的預(yù)測(cè)，針對(duì)目前的環(huán)境情況存在多樣性和樣本數(shù)據(jù)的局限性，本文采用了灰色模型中典型的GM（1，1）模型進(jìn)行預(yù)測(cè)，可以減少環(huán)境等復(fù)雜因素對(duì)其的干擾，和彌補(bǔ)樣本數(shù)據(jù)較少的缺陷，該方法具有良好的檢驗(yàn)性，選取了葫蘆島市2013—2019七年的工業(yè)用電對(duì)2020—2024工業(yè)用電量進(jìn)行了預(yù)測(cè)，通過殘差檢驗(yàn)和比級(jí)殘差檢驗(yàn)驗(yàn)證了模型的可靠性。

關(guān)鍵詞：GM（1，1）模型? 葫蘆島市? 工業(yè)用電量? 預(yù)測(cè)

中圖分類號(hào)：TM715? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2020）08（a）-0121-03

Abstract： In order to plan the industrial power system reasonably， it is necessary to make a reasonable prediction of industrial power consumption. In view of the diversity of the current environmental conditions and the limitations of sample data. In this paper， the typical GM（1，1） model in the gray model is used for prediction， which can reduce the interference of complex factors such as the environment and make up for the shortcomings of the sample data. This method has good testability. The industrial electricity consumption from 2013 to 2019 in Huludao city was selected to forecast the industrial electricity consumption from 2020 to 2024， and the reliability of the model was verified by residual test and ratio-level residual test.

Key Words： GM（1，1） model; Huludao City; Industrial electricity consumption; Forecast

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)和工業(yè)的不斷發(fā)展，能源供需矛盾逐漸顯現(xiàn)出來，電能作為工業(yè)發(fā)展的重要能源，雖然我國(guó)已經(jīng)盡力加快電力設(shè)施的建設(shè)，但是電力短期的問題仍然是近期的難以解決難題，所以合理地對(duì)工業(yè)用電量進(jìn)行預(yù)測(cè)是學(xué)術(shù)研究的熱點(diǎn)問題，對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)的布置具有指導(dǎo)意義。目前有學(xué)者采用回歸分析預(yù)測(cè)法[1]、時(shí)間序列預(yù)測(cè)法[2]、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)法[3]、馬爾可夫鏈預(yù)測(cè)[4]，等方法進(jìn)行預(yù)測(cè)，這些方法有一定的局限性，采用傳統(tǒng)的預(yù)測(cè)方法往往難以分析其規(guī)律，而采用灰色系統(tǒng)理論[5-6]的預(yù)測(cè)模型效果更為準(zhǔn)確。而本文采用了GM（1，1）預(yù)測(cè)模型對(duì)電量進(jìn)行預(yù)測(cè)，經(jīng)過檢驗(yàn)驗(yàn)證了結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。

1? GM（1，1）預(yù)測(cè)模型

GM（1，1）預(yù)測(cè)又叫做灰色預(yù)測(cè)，已知信息少，適用于模糊性強(qiáng)的預(yù)測(cè)，用1階微分方程對(duì)1個(gè)變量建立模型。

2? 模型檢驗(yàn)

在利用灰色預(yù)測(cè)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)的時(shí)候，往往會(huì)因各類問題而導(dǎo)致預(yù)測(cè)結(jié)果會(huì)與實(shí)際結(jié)果出現(xiàn)一定程度的偏差，此類偏差的大小直接決定了預(yù)測(cè)的精度，本文通過殘差和級(jí)比偏差進(jìn)行檢驗(yàn)。

（1）殘差檢驗(yàn)。

平均相對(duì)殘差：

若平均相對(duì)殘差則說明數(shù)據(jù) 的擬合達(dá)到一般要求，若平均相對(duì)殘差則說明數(shù)據(jù) 的擬合非常不錯(cuò)。

（2）級(jí)比偏差檢驗(yàn)。

根據(jù)預(yù)測(cè)出來的發(fā)展系數(shù)計(jì)算級(jí)比偏差和平均級(jí)比偏差

如果，我們認(rèn)為可以運(yùn)用灰色預(yù)測(cè)模型進(jìn)行擬合如果，我們認(rèn)為灰色預(yù)測(cè)模型的擬合效果非常不錯(cuò)。

若得到的結(jié)果同時(shí)滿足殘差檢驗(yàn)和級(jí)比偏差檢驗(yàn)，則表明最后結(jié)果較為精確，通過檢驗(yàn)。

3? 實(shí)例分析

通過國(guó)家統(tǒng)計(jì)局得到2013—2019年葫蘆島市工業(yè)用電量，具體數(shù)據(jù)如表1所示。

最后最小二乘法擬合得到的發(fā)展系數(shù)為0.031848，灰作用量是58.9002，得到時(shí)間序列

根據(jù)（6）式得到的時(shí)間序列方程，我們可以預(yù)測(cè)出近五年葫蘆島市的工業(yè)用電量。

最后得到結(jié)果構(gòu)建對(duì)2020—2024年葫蘆島市工業(yè)用電量的預(yù)測(cè)見表2。

4? 結(jié)語(yǔ)

本文構(gòu)建了GM（1，1）模型，預(yù)測(cè)了近5年葫蘆島工業(yè)用電量，工業(yè)用電量是實(shí)際生產(chǎn)中的代表性指標(biāo)，通過工業(yè)用電量，反應(yīng)了一座城市的工業(yè)水平，結(jié)果表明，葫蘆島的工業(yè)用電量穩(wěn)步提升，可以推測(cè)出，葫蘆島市的工業(yè)水平成進(jìn)步趨勢(shì)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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