田茂君 TIAN Mao-jun；劉福潮 LIU Fu-chao；劉志平 LIU Zhi-ping；徐源 XU Yuan

（①西安理工大學(xué)，西安 710048；②甘肅省電力公司，蘭州 730050；③西北工業(yè)大學(xué)，西安 710072）

（①Xian University of Technology，Xi'an 710048，China；②Gansu Province Electric Power Company，Lanzhou 730050，China；③Northwestern Polytechnical University，Xi'an 710072，China）

1 研究背景

隨著我國改革開放的不斷進(jìn)行，我國的經(jīng)濟(jì)取得了很大的發(fā)展，中國也迅速地從一個(gè)落后的農(nóng)業(yè)國變成了現(xiàn)在享譽(yù)國際的一個(gè)制造業(yè)大國，我國的生產(chǎn)總值在1978-2012年間的平均增長超過9%。但是相對(duì)地我國的電力消費(fèi)的增長速度也比其他的國家都要快，1978-2012年34年增長了14.4倍，年均增長9%[1]。經(jīng)濟(jì)的增長必然需要電力的支持，只有保證電力充足，才能滿足現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的需求，一旦電力短缺將嚴(yán)重的影響到社會(huì)的發(fā)展。所以必須明確兩者之間的關(guān)系，準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)出電力需求，合理規(guī)劃電源電網(wǎng)建設(shè)。

電力需求研究是指研究一個(gè)范圍內(nèi)電力消費(fèi)的歷史和現(xiàn)狀，然后結(jié)合相關(guān)的實(shí)際情況，得出可能影響電力需求的各種因素，分析這些因素和電力需求之間的關(guān)系，并最終做出一些有建設(shè)性的估計(jì)和評(píng)價(jià)。這種關(guān)系可以通過建立函數(shù)來體現(xiàn)，所以它的首要任務(wù)就是建立電力需求和相關(guān)因素之間的函數(shù)關(guān)系。參照相關(guān)理論，影響電力需求的主要因素是收入（GDP）和價(jià)格（P）。本文是在模型中加入結(jié)構(gòu)變化（Mt）和電力使用效率（EF），建立一個(gè)電力需求函數(shù)，這個(gè)函數(shù)可以分析甘肅省電力需求和宏觀變量之間的關(guān)系，還能夠給出一些參考信息，其函數(shù)形式如下：

其中，Q為甘肅省電力需求，GDP為甘肅省國內(nèi)生產(chǎn)總值，P為甘肅省電價(jià)，Mt代表甘肅省經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)變化，EF是甘肅省電力使用效率。進(jìn)行具體的估計(jì)時(shí)，應(yīng)該采用以下對(duì)數(shù)線性模型：

其中變量名前再加L，表示取對(duì)數(shù)。

本文中提到的電力價(jià)格采用的是甘肅省統(tǒng)計(jì)局公布的礦物燃料價(jià)格指數(shù)，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的變化是用重工業(yè)產(chǎn)值占工業(yè)總產(chǎn)值比值（Mt）來體現(xiàn)的；電力使用效率（EF）是用單位電力消費(fèi)的產(chǎn)值來體現(xiàn)的，即國內(nèi)生產(chǎn)總值/總電力消費(fèi)。這些數(shù)據(jù)都是年度數(shù)據(jù)，均來自于相關(guān)的官方資料，樣本區(qū)間在1978-2012年之間。由于很多的數(shù)據(jù)都為一階單整序列即I（1）序列[4,5]，本文采用協(xié)整分析方法來克服“偽回歸”現(xiàn)象的影響。

2 協(xié)整與誤差修正模型

從上個(gè)世紀(jì)80年代末到90年代開始，很多的相關(guān)專家學(xué)者開始對(duì)時(shí)間序列變量之間的協(xié)整關(guān)系進(jìn)行研究，為計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)方法提供了很多的參考。它的基本思想是在這些變量中如果有兩個(gè)及其以上的時(shí)間序列變量是非平穩(wěn)的，但是其線性組合是平穩(wěn)的，那協(xié)整關(guān)系就存在于這些變量之間。分析它的意義可以發(fā)現(xiàn)，這種長期均衡關(guān)系的存在可以使一個(gè)變量通過變化來影響另一個(gè)變量的水平值。反之，如果沒有變化，就不存在協(xié)整關(guān)系。從協(xié)整理論和誤差修正模型的角度出發(fā)，對(duì)很多的經(jīng)濟(jì)模型來說，都可以把長期均衡關(guān)系引入動(dòng)態(tài)方程，用它的誤差來表示短期波動(dòng)的修正項(xiàng)?，F(xiàn)階段，這種模型已經(jīng)得到了普遍的應(yīng)用。它的基本步驟如下：

①單位根檢驗(yàn)。檢驗(yàn)變量是否平穩(wěn)的過程就是單位根檢驗(yàn)。本文檢驗(yàn)變量的平穩(wěn)性采用的ADF法，具體如下：

并作假設(shè)檢驗(yàn)：H0：α1=0；H1：α1≠0。若原假設(shè) H0被接受，但是另一個(gè)假設(shè)被拒絕，就表明存在單位根，此序列是非平穩(wěn)序列；反之，則是平穩(wěn)的序列。方程中加入m個(gè)滯后項(xiàng)是為了使殘差項(xiàng)變?yōu)榘自肼暋?/p>

②協(xié)整檢驗(yàn)。檢驗(yàn)變量間是否有協(xié)整關(guān)系就是協(xié)整檢驗(yàn)。用OLS對(duì)方程（2）進(jìn)行回歸，考察該方程的回歸殘差et是否平穩(wěn)，如果et平穩(wěn)，則說明存在協(xié)整關(guān)系[8,9]。用ADF方法檢驗(yàn)et的平穩(wěn)性，即作如下回歸：

③誤差修正模型。參照相關(guān)定理，如果（4）式中的電力需求與變量LGDP、LP、LMt以及LEF之間存在協(xié)整關(guān)系，那么一定存在以下誤差修正模型：

式中，ECMt-1是誤差修正項(xiàng)，ni（i=0,1,2,3,4）是使殘差項(xiàng)為白噪聲的最優(yōu)滯后階數(shù)。電力需求與其余變量之間存在長期均衡關(guān)系等價(jià)于（5）式中的系數(shù)B6顯著不等于0。誤差修正項(xiàng)ECMt-1表達(dá)了電力需求LQ與其余宏觀經(jīng)濟(jì)變量之間的非均衡程度。

3 甘肅省電力需求的實(shí)證結(jié)果

3.1 單位根檢驗(yàn) 可以采用ADF法對(duì)各變量的年度數(shù)據(jù)作單位根檢驗(yàn)，比如電力需求LQ、國內(nèi)生產(chǎn)總值LGDP、電價(jià)LP、電力使用效率LEF、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)LMt等，其結(jié)果如表1。

表1 ADF單位根檢驗(yàn)結(jié)果

由此可知，LQ、LGDP、LP、LEF 這些變量的水平值都是非平穩(wěn)的，但是如果其一階差分在5%的顯著性水平下都是平穩(wěn)的；經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)LMt的ADF檢驗(yàn)表明其水平值在10%顯著水平下是平穩(wěn)的，其一階差分在1%顯著水平下是平穩(wěn)的。

3.2 協(xié)整檢驗(yàn) 可以通過采用普通最小二乘法對(duì)方程（2）來檢驗(yàn)這些變量之間是否存在協(xié)整關(guān)系，結(jié)果如下：

在5%水平下方程（6）中各變量的t檢驗(yàn)值都是顯著的，表明電力需求受各變量的影響。如果進(jìn)行協(xié)整檢驗(yàn)可以識(shí)別這些變量是否對(duì)電力需求有著長期影響。記方程（6）的回歸殘差序列為ECMt，作如下回歸：

ECMt-1的系數(shù)的t檢驗(yàn)值在5%的顯著水平下小于臨界值，表明方程（6）的回歸殘差是平穩(wěn)的，也說明了在這種情況下，電力需求和各相關(guān)影響因素之間存在著長期的均衡關(guān)系。

3.3 誤差修正模型 在方程（5）的基礎(chǔ)上，采取一定的措施來剔除回歸系數(shù)不顯著的滯后期[10]。首先是每個(gè)變量滯后取3期，然后為了獲取更為簡(jiǎn)潔的誤差修正模型，剔除那些不顯著的滯后期，結(jié)果如下：

在5%的水平下方程（8）中全部變量的系數(shù)都是顯著的。

4 結(jié)論

從本文的研究結(jié)果中不難看出影響電力需求的重要因素不僅有收入變量（GDP）和價(jià)格變量（P），也包括電力使用效率EF和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)Mt。

從長遠(yuǎn)的角度出發(fā)，電力需求和影響電力需求的因素之間存在著長期的均衡關(guān)系。各變量的回歸系數(shù)和理論預(yù)期在電力需求LQ的長期方程（6）中是基本一致的。GDP與LQ存在正相關(guān)關(guān)系，電力需求的收入彈性是大于1的，約為1.02。電力是一種明顯缺乏價(jià)格彈性的商品，因?yàn)槠湫枨蠛蛢r(jià)格之間是反向關(guān)系，如果電力的價(jià)格增加了，那電力的需求就必然減少了。此外，電力需求也受經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整因素影響，在整個(gè)工業(yè)總產(chǎn)值中重工業(yè)產(chǎn)值的所占比重每提高1%，電力需求將增加0.16%。經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整是經(jīng)濟(jì)增長的一個(gè)重要源泉和動(dòng)力。有色、煉金、石化、機(jī)械、建材等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)是甘肅省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，也是其財(cái)政收入的主要來源[11]。與此同時(shí)，這些傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)也是高能耗的產(chǎn)業(yè)，需要非常多的電力支持，很難平衡好兩者的關(guān)系。電力使用效率EF對(duì)電力需求的影響非常大，所以要想緩解未來電力短缺的窘狀，必須采取必要的措施來提高電力使用效率，甘肅省為達(dá)到此目的實(shí)施了電力需求側(cè)管理（DSM），效果顯著。

誤差修正模型（8）是體現(xiàn)變量間短期波動(dòng)關(guān)系的，其中它的誤差修正項(xiàng)系數(shù)是負(fù)數(shù)的，符合相關(guān)規(guī)定的要求。如果ECMt-1是正的，那其對(duì)LQt的作用是減小的；反之，就是增加的作用。從ECMt-1前面的系數(shù)的絕對(duì)值為0.191中可以看出，滯后1期的非均衡誤差以0.191的比率對(duì)本年度的電力需求增加量做出修正，該比率即短期波動(dòng)向長期均衡調(diào)整的幅度。

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