基于時(shí)空差異的電網(wǎng)發(fā)展路徑研究機(jī)制

毛勤鈞 何玲雁 牟高揚(yáng) 賴清平

摘 要：電網(wǎng)是地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展重要的基礎(chǔ)設(shè)施，準(zhǔn)確研判電網(wǎng)發(fā)展階段、科學(xué)預(yù)測(cè)電網(wǎng)的發(fā)展形態(tài)和方向?qū)?yōu)化投資意義重大。本文通過建立電網(wǎng)發(fā)展路徑的量化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，利用飽和發(fā)展理將對(duì)電網(wǎng)發(fā)展階段進(jìn)行劃分為初始期、增長(zhǎng)期和成熟期，借助分層聚類的方法從時(shí)間、空間、經(jīng)濟(jì)、電網(wǎng)等多維度提出了電網(wǎng)發(fā)展路徑的量化方法，并將其分為階躍式、漸進(jìn)式和平穩(wěn)式三種，實(shí)現(xiàn)了地區(qū)電網(wǎng)發(fā)展路徑時(shí)空匹配，并根據(jù)時(shí)、空、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)選取典型省份G省、N省、H省、Z省、S省、B省、T省等七省從2005年到2017年的指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證分析，結(jié)果表明該時(shí)間段湖南實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展，Z省、G省、N省沿著實(shí)現(xiàn)了平穩(wěn)增長(zhǎng)，而S省、B省、T省實(shí)現(xiàn)了漸進(jìn)式增長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)發(fā)展路徑;時(shí)空差異;層次聚類分析;電網(wǎng)發(fā)展階段

0? 引言

電網(wǎng)在一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中具有舉足輕重的地位，不僅事關(guān)國(guó)計(jì)民生等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的運(yùn)行發(fā)展，更關(guān)系到國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全等重大的戰(zhàn)略問題，因此，在世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中成為優(yōu)先發(fā)展對(duì)象。電網(wǎng)發(fā)展路徑與發(fā)展形態(tài)在一定的時(shí)空范圍具有許多共性，也存在一些天然的差異，因而，建立電網(wǎng)發(fā)展路徑的量化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、指導(dǎo)地區(qū)電網(wǎng)企業(yè)開展發(fā)展路徑時(shí)空匹配，科學(xué)預(yù)測(cè)電網(wǎng)的發(fā)展形態(tài)和方向，具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。

1? 相關(guān)研究綜述與概念界定

1.1電網(wǎng)發(fā)展路徑的定義

本研究基于路徑的定義，定義了電網(wǎng)發(fā)展路徑。路徑指的是從起點(diǎn)到終點(diǎn)的全程路由，本研究對(duì)電網(wǎng)發(fā)展路徑的定義是：基于地區(qū)各自不同的發(fā)展基礎(chǔ)，以不同的發(fā)展速度達(dá)到各自電網(wǎng)形態(tài)或相同電網(wǎng)形態(tài)的不同階段，其演變過程構(gòu)建成地區(qū)電網(wǎng)的發(fā)展路徑。

1.2電網(wǎng)發(fā)展路徑評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

由于電網(wǎng)發(fā)展路徑受到電網(wǎng)發(fā)展基礎(chǔ)、發(fā)展目標(biāo)、發(fā)展速度等因素的影響，其中電網(wǎng)基礎(chǔ)和電網(wǎng)目標(biāo)之間形成的速度構(gòu)成了了電網(wǎng)路徑的完整體系，所以，建立電網(wǎng)發(fā)展路徑指標(biāo)體系需要保持三者的一致性。為確定我國(guó)典型省份電網(wǎng)發(fā)展所處階段，本文在綜合分析區(qū)域經(jīng)濟(jì)與電網(wǎng)發(fā)展水平之間的耦合關(guān)系的基礎(chǔ)上，考慮電網(wǎng)基礎(chǔ)和電網(wǎng)目標(biāo)，建立表征電網(wǎng)發(fā)展路徑的指標(biāo)體系，如下表。

本指標(biāo)體系分為兩大部分分別是社會(huì)經(jīng)濟(jì)類指標(biāo)和電網(wǎng)指標(biāo)，前者可細(xì)分為GDP（億元）、人均用電量（千瓦時(shí)）、常住人口（萬人）、城鎮(zhèn)化率（%）。后者也可細(xì)分為：容載比、人均變電容量、新能源裝機(jī)占比（千伏安/人）。

2? 研究方法與模型

本文采用分層聚類方法對(duì)樣本在不同時(shí)點(diǎn)進(jìn)行分類，并根據(jù)指標(biāo)變動(dòng)速率差異分類結(jié)果闡述變化過程。為此，需要先建立樣本聚類模型。

聚類分析是根據(jù)事物本身的特征研究個(gè)體分類的定量分析方法，聚類分析方法的原則是同一類中的個(gè)體有較大的相似性，不同類的個(gè)體有較大的差異性。

分層聚類法是聚類分析中較為常用的方法，根據(jù)聚類過程可分為分解法和凝聚法。分解法是聚類開始時(shí)把所有個(gè)體（變量或觀測(cè)量）都視為屬于一大類，根據(jù)距離和相似性逐層分解，直到參與聚類的每個(gè)個(gè)體自成一類為止。凝聚法是聚類開始時(shí)把參與聚類的每個(gè)個(gè)體（變量或觀測(cè)量）視為一類，根據(jù)兩類之間的距離或相似性逐步合并，直到合并為一個(gè)大類為止。以上兩種方法是方向相反的兩種聚類過程。

實(shí)現(xiàn)分層聚類的方法有多種，各種方法的區(qū)別在于如何定義和計(jì)算兩項(xiàng)（樣本、個(gè)體、類）之間的距離或相似性。

3? 實(shí)證分析

本節(jié)先對(duì)電網(wǎng)發(fā)展階段進(jìn)行劃分，然后根據(jù)不同省份電網(wǎng)發(fā)展特點(diǎn)進(jìn)行發(fā)展路徑分析。

電網(wǎng)發(fā)展路徑指的是電網(wǎng)特征指標(biāo)集從某一時(shí)點(diǎn)的起，多維指標(biāo)同步按時(shí)間順序變化，直到研究階段結(jié)束時(shí)的終點(diǎn)所形成的多維空間中的路徑。

按照電網(wǎng)發(fā)展路徑多維指標(biāo)變化的速度空間差異，本文將電網(wǎng)發(fā)展路徑按形態(tài)可分為三大類，即平穩(wěn)型、漸進(jìn)型和階躍型。平穩(wěn)型指電網(wǎng)的主要指標(biāo)在一段時(shí)間內(nèi)逐年按照較低的速度增長(zhǎng)。漸進(jìn)型指電網(wǎng)的主要指標(biāo)在一段時(shí)間內(nèi)逐年按照中等速度增長(zhǎng)。階躍型指電網(wǎng)的主要指標(biāo)在短期內(nèi)增速發(fā)生突變，顯著高于階躍發(fā)生前和階躍發(fā)生后的一段時(shí)間內(nèi)的增速，其主要特征可以表示為圖4。

將增速聚類結(jié)果與電網(wǎng)發(fā)展路徑定義比對(duì)，并綜合前述電網(wǎng)發(fā)展階段理論，可以得到典型省份發(fā)展路徑圖，見圖6。

從圖6中可以看到，跨越型增長(zhǎng)（紅色線連接）的省份為：N。漸進(jìn)型增長(zhǎng)（藍(lán)色線）的省份為：Z、G、H。平穩(wěn)型增長(zhǎng)（綠色線）的省份：B、S、T。

圖6中平穩(wěn)型增長(zhǎng)路徑省份（為電網(wǎng)發(fā)展水平良好、各電力負(fù)荷分布結(jié)構(gòu)合理的省級(jí)電網(wǎng)，近似對(duì)應(yīng)電網(wǎng)形態(tài)的成熟期。上述省份經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相近，發(fā)展起點(diǎn)相近，發(fā)展結(jié)果相同，其中S、T處于我國(guó)東部地區(qū)，B作為特殊的行政區(qū)域，擁有其它地區(qū)無與比擬的基礎(chǔ)和政策優(yōu)勢(shì)，表現(xiàn)出與中西部地區(qū)不同的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

4? 結(jié)論與展望

本文使用分層聚類分析，在時(shí)間與空間雙維度上對(duì)電網(wǎng)發(fā)展路徑分類取得了較好的分類效果，與研究的預(yù)期基本相符。因此，根據(jù)地區(qū)經(jīng)濟(jì)和電網(wǎng)基礎(chǔ)，用本文得到的電網(wǎng)發(fā)展路徑匹配其未來發(fā)展路徑，為其電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃和投資提供有益指導(dǎo)。

未來的研究中，可以在更長(zhǎng)的時(shí)間跨度與更廣泛的地理區(qū)域及指標(biāo)角度探究電網(wǎng)發(fā)展路徑分類與選擇，形成電網(wǎng)從起步到成熟區(qū)的全階段發(fā)展路徑，從更遠(yuǎn)視角指導(dǎo)各地區(qū)電網(wǎng)發(fā)展。

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（1.湖北大學(xué) 商學(xué)院;2.華北電力大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理系;河北 保定;3.國(guó)家電網(wǎng)北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院 北京）