宋君黛（西安交通大學，陜西 西安 710000）

1.緒論

1.1 研究背景

電力消費量是指各行業(yè)電力消費總量的總和，以及有哪些行業(yè)有電量消費的一個統(tǒng)計。反映出國家電氣化發(fā)展水平和趨勢，以及經(jīng)濟增長與電力消費量增長的關(guān)系。電力消費跟經(jīng)濟發(fā)展有著密切關(guān)系，說得學術(shù)點，電力消費隨著GDP而變化，經(jīng)濟發(fā)展越快，GDP增加得越高，則電力消費就隨之增高。

改革開放40年來，我國經(jīng)濟社會發(fā)展取得了舉世矚目的成就，經(jīng)濟總量躍居世界第二位；電力消費快速增長，電力消費總量躍升世界首位，有力地支撐了經(jīng)濟社會的快速發(fā)展?；仡櫢母镩_放40年來電力消費增長軌跡，對于把握我國電力消費增長特點，科學研判未來電力需求增長趨勢具有重要意義。

從2010年起，盡管全球發(fā)電量增加，但增幅走低。2015年中國發(fā)電量占全球總量的24.1%，美國占17.9%，兩國占全球總量的41%，但中美兩國各有特點：美國發(fā)電量貿(mào)易增加，幾乎沒有增幅，而中國快速增加。探其原因，美國GDP增幅小，而中國GDP增幅大。

我國經(jīng)濟發(fā)展步入新常態(tài)以來，電力消費也隨之進入新常態(tài)。2015年，用電增速逐漸回落，我國經(jīng)濟增速換擋、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、動力轉(zhuǎn)換特征更加明顯。當前，我國正處于經(jīng)濟增速換擋期、結(jié)構(gòu)調(diào)整陣痛期和前期政策消化期，傳統(tǒng)動力逐漸減弱，新生動力不斷形成，但新的動力難以彌補傳統(tǒng)動力減弱帶來的影響，經(jīng)濟下行壓力仍然較大。

1.2 研究意義

“十三五”是我國經(jīng)濟增長新舊動力轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵階段，也是全面建成小康社會的決勝階段。我國將堅持“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的發(fā)展理念，以創(chuàng)新驅(qū)動為核心，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級和新型城鎮(zhèn)化建設(shè)，注重經(jīng)濟增長的質(zhì)量和效益。2016年，站在“十三五”的起點上，我國將加快推進供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和用電結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化，盡快釋放改革紅利和創(chuàng)新活力，促進新生動力發(fā)展，提升用電效率。

電力工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)工業(yè),是國家經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略中的重點和先行產(chǎn)業(yè)。我國早在建國初期就確立了電力工業(yè)先行的地位。從各時期電力生產(chǎn)與經(jīng)濟增長的比較來看,大部分時期電力生產(chǎn)的增長超過了GDP的增長,并且往往在經(jīng)濟持續(xù)增長的年份,電力生產(chǎn)彈性系統(tǒng)要接近或大于1，電力工業(yè)作為國民經(jīng)濟的重要先行產(chǎn)業(yè)的作用,十分明顯。在＂九五＂前期,隨著國民經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的調(diào)整,電力生產(chǎn)的增長速度開始下滑,并且低于GDP的增長,但在國家積極的財政政策的作用下,自1999年開始,電力生產(chǎn)的增長速度又開始大幅回升,并且超過了GDP的增長,有力地支持了國民經(jīng)濟的增長。

本文基于函數(shù)性數(shù)據(jù)分析的方法，對各省電力消費量進行了分析，為深入了解我國電力結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟發(fā)展程度提供了新的思路。

2.研究問題

本文旨在探究各省電力消費量變化的差異、與各自經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系，以及全國總體電力消費的特征和影響因素，探究經(jīng)濟發(fā)展與電力消費量之間的變動關(guān)系。

本文選取了東部、中部和西部的六個省份1999-2016共18年的電力消費量數(shù)據(jù)，利用matlab進行了函數(shù)性數(shù)據(jù)分析，使用了函數(shù)性數(shù)據(jù)修勻、函數(shù)性數(shù)據(jù)描述統(tǒng)計和函數(shù)性主成分分析等方法對樣本數(shù)據(jù)進行挖掘和分析。最終得到了北京、河北、上海、福建、陜西、新疆六省電力消費量變化的差異，以及總體電力消費的特征和影響因素，探究經(jīng)濟發(fā)展與電力消費量之間的變動關(guān)系。

3.變量選取與方法選擇

3.1 變量選取

本文選擇東部、中部和西部地區(qū)的部分省份，包括北京、河北、上海、福建、陜西、新疆六個省份的1999-2016年每年的電力消費量（億千瓦小時），數(shù)據(jù)來自《國家統(tǒng)計年鑒》。以年份作為橫坐標的變量。

3.2 方法選擇

本文選取了東部、中部和西部的六個省份1999-2016共18年的電力消費量數(shù)據(jù)，利用matlab進行了函數(shù)性數(shù)據(jù)分析，使用了函數(shù)性數(shù)據(jù)修勻、函數(shù)性數(shù)據(jù)描述統(tǒng)計和函數(shù)性主成分分析等方法對樣本數(shù)據(jù)進行挖掘和分析。目的是得到北京、河北、上海、福建、陜西、新疆六省電力消費量變化的差異，以及總體電力消費的特征和影響因素，探究經(jīng)濟發(fā)展與電力消費量之間的變動關(guān)系。

4.數(shù)據(jù)收集與處理

4.1 數(shù)據(jù)收集

本文選擇東部、中部和西部地區(qū)的部分省份，包括北京、河北、上海、福建、陜西、新疆六個省份的1999-2016年每年的電力消費量（億千瓦小時），數(shù)據(jù)來自《國家統(tǒng)計年鑒》。

六個省份的部分原始數(shù)據(jù)如下：

表1 1999-2016年各地區(qū)電力消費量（億千瓦小時）

4.2 數(shù)據(jù)處理

將原始數(shù)據(jù)用matlab進行函數(shù)性數(shù)據(jù)修勻，本文選擇的基函數(shù)為2階傅里葉函數(shù)，結(jié)果如下：

北京、河北、上海、福建、陜西趨勢基本相似，北京電力消費量增長較快，經(jīng)濟發(fā)展速度也處于領(lǐng)先位置。新疆在2008年之前的電力消費量一直處于低迷狀態(tài)，說明2008年之前經(jīng)濟比較落后，2008年政府實行西部大開發(fā)政策后，電力消費量有了顯著增速，說明政策起到了效果。

5.分析過程

5.1 函數(shù)性數(shù)據(jù)的描述統(tǒng)計

利用matlab可以求得擬合函數(shù)后六個省份電力消費量的總體均值函數(shù)m，總體方差函數(shù)y，總體標準差函數(shù)r，總體協(xié)方差函數(shù)z和總體相關(guān)系數(shù)函數(shù)l。

總體均值隨時間遞增，說明電力消費逐年增長，總體經(jīng)濟水平逐年發(fā)展。，2004年之后，各省電力消費量開始出現(xiàn)較大差異，且差異逐年拉高，體現(xiàn)出各地發(fā)展的不平均隨年份增長，各地發(fā)展的差異逐漸增大的現(xiàn)象。

5.2 函數(shù)性主成分分析

用matlab對樣本數(shù)據(jù)進行函數(shù)性主成分分析，最終得到兩個主成分，累計方差貢獻率超過99%，分別為PC1和PC2，得到對應(yīng)的系數(shù)矩陣和擬合函數(shù)；令總體均值曲線分別加上和減去主成分的一個適當倍數(shù)，得到曲線圖；第一主成分主要反映2008年后電力消費量變動引起的總體電力消費量的變動，在這一年發(fā)生了世界性的金融危機，影響波及到了中國，對中國各地區(qū)的經(jīng)濟造成了影響，也反映在了電力消費量的變化上。第二主成分在2012年以前是負值，反映抑制電力消費和經(jīng)濟發(fā)展的因素，在2012年之后，第二主成分轉(zhuǎn)為正值，成為促進經(jīng)濟發(fā)展的因素。

經(jīng)分析得出，電力消費量影響因素有很多，主要由四種因素影響，包括全國人口總量，居民生活用電，作為總體電力消費量的一個重要組成部分，與全國人口數(shù)量有著密切的聯(lián)系；全國工業(yè)總產(chǎn)值，工業(yè)部門多數(shù)屬于高密度用電部門；電力出廠價格指數(shù)；以及GDP，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和國內(nèi)生產(chǎn)總值的提高，用電需求也會隨之增加。

6.結(jié)論與展望

6.1 結(jié)論

北京、河北、上海、福建、陜西經(jīng)濟發(fā)展趨勢基本相似，其中北京的函數(shù)曲線較陡峭，反映出北京電力消費量增長較快，經(jīng)濟發(fā)展速度也處于領(lǐng)先位置。新疆在2008年之前的電力消費量一直處于低迷狀態(tài)，經(jīng)濟比較落后，2008年政府實行西部大開發(fā)政策后，電力消費量有了顯著增速，政策起到了效果。

總體電力消費量均值隨時間遞增，總體電力消費逐年增長，總體經(jīng)濟水平逐年發(fā)展。2004年之后，各省電力消費量開始出現(xiàn)較大差異，且差異逐年拉高，體現(xiàn)出各地發(fā)展的不平均。隨年份增長，各地發(fā)展的差異逐漸增大。

電力消費量主要由兩個主成分作用，第一主成分主要反映2008年后電力消費量變動引起的總體電力消費量的變動，在這一年發(fā)生了世界性的金融危機，影響波及到了中國，對中國各地區(qū)的經(jīng)濟造成了影響，也反映在了電力消費量的變化上。

第二主成分在2012年以前是負值，反映抑制電力消費和經(jīng)濟發(fā)展的因素，在2012年之后，第二主成分轉(zhuǎn)為正值，成為促進經(jīng)濟發(fā)展的因素。2012年之前新疆經(jīng)濟發(fā)展遠落后于其他地區(qū)，成為總體經(jīng)濟發(fā)展的阻力因素，2012年之后，西部大開發(fā)戰(zhàn)略效果開始明顯，新疆逐漸追上平均水平，因而在2012年之后，成為了總體經(jīng)濟發(fā)展的促進因素。

6.2 展望

我國經(jīng)濟發(fā)展步入新常態(tài)以來，電力消費也隨之進入新常態(tài)。2015年，用電增速逐漸回落，我國經(jīng)濟增速換擋、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、動力轉(zhuǎn)換特征更加明顯。當前，我國正處于經(jīng)濟增速換擋期、結(jié)構(gòu)調(diào)整陣痛期和前期政策消化期，傳統(tǒng)動力逐漸減弱，新生動力不斷形成，但新的動力難以彌補傳統(tǒng)動力減弱帶來的影響，經(jīng)濟下行壓力仍然較大。

在本文論題的研究中，由于知識有限，很多問題分析不夠透徹，對于模型的理論建立還有待深入研究。同時，本文主要側(cè)重于圖表和定量方面的研究，對于定性和原理部分有所局限，有待深入研究。未來隨著知識的增長和理論體系的完善，希望可以對這個問題進行更深入的研究。