大型活动对地区电力消耗变动影响分析——以金砖会议为例

林红阳，刘 林，李喜兰，林章岁

（国网福建省电力有限公司 经济技术研究院，福州 350012）

在中国国际性活动召开期间，活动举办地出于安全保障、电力保障及环境保障等需要，往往对活动举办地及其周边地区的目标行业以停产等限制方式进行相应调控，使得相关地区电力企业在较短时间内将面临电力供需市场中短时间需求量的急剧波动。2017年9月，金砖会议于福建省厦门市召开，与其他大型活动相同，会议前后厦门市乃至福建省的电力消耗方面必然会发生较大变动。在此背景下，基于福建省投入产出数据，辅以其他相关数据，对厦门与福建金砖会议前后电力消耗变动情形进行仿真预测并分析误差，以期为供电企业在大型活动期间合理调整供电分配提供信息参考与决策支持。

1 福建与厦门电力消耗情况

2015年福建省社会用电总量达1 762亿kWh，2015年福建省分行业电力消耗占比如表1所示。全行业用电量超过全省用电量的80%，其中化学原料与化学制品制造，非金属矿物制品制造，黑色与有色金属冶炼及压延，交通运输，电子电气设备制造等制造业以及商业、住宿与餐饮等服务行业的用电比例较高，上述行业在福建省全社会用电占比已超过40%。

金砖会议举办地——厦门市的全社会用电量在2014年已超过210亿kWh。厦门全行业用电比例也超过了该市全社会用电量的78%。而在行业电力消耗上，厦门市的电力消耗情况与福建省出现了较为显著的差异，2015年厦门分行业电力消耗占比如表2所示，厦门市的电力消耗主要集中在食品、饮料与烟草；纺织与鞋帽；橡胶与塑料制品；金属制品；交通运输、电子、电汽设备制造以及工艺品与其他制造业上。

结合上述数据描述可以发现，福建省电力消耗的主要产业是化学原材料与化学制品；非金属矿物制造；金属冶炼及延压（黑色、有色）等产业。而在金砖会议期间，福建省的电力保障与其他会议保障措施也必然是针对该地区的主要能源消耗行业进行控制。因此，在对于金砖会议所引起的电力变化分析中，本文将在上述各产业电力消耗情况的基础上，从福建省省内宏观政策的整体影响效果的角度对福建在会议期间可能发生的电力变动情况进行仿真。

表1 2015年福建省分行业电力消耗占比%

表2 2015年厦门分行业电力消耗占比%

2 预测方法说明与模型构建

2.1 金砖会议电力消耗影响模型构建

本文采用了宏观经济分析中常用的投入产出分析方法作为预测工作的基本方法。投入产出数据能够完整地体现整个经济体内部投入产出的关系，既可以量化研究产业的直接关联效应，也可以量化产业间的间接关联效应，故已被广泛用于研究产业结构变化对能源使用效率的影响。

投入产出分析的基本公式如式（1）

式中:Xi为第i个行业的总产出；xij为产业i产品在产业j的生产中的消耗量（即中间消耗量）；yi为产业i产品被私人家庭、投资、出口等消费对象所消耗的量（即最终消耗量）。式（1）表示某一行业的总产出，包括被其他产品作为中间产品而消耗的数量和被消费者作为消费品消耗的部分。

模型假设给定时刻产业之间的结构关系和技术水平是固定不变的，并通过多种系数来表示某2个产业之间的结构或者技术关系。本文引入直接消耗系数aij来表示上下游2个产业之间的消耗关系，即每单位产业j的生产中对产业i的消耗量。aij可以由式（2）予以求得

从而可以分析产业结构变动对能源消耗的影响。假设第n个行业总产出变化，其他行业不变。则第n个行业的变动影响如式（5）

式（5）表示，某一个或者某一些产业产出量的变化会通过中间投入关系的直接影响和间接影响，影响到其他产业产出量的变化。化简得

式中:An-1为n行业对其他n-1个行业的完全消耗矩阵。从结果的第e行中，可以获得第n个行业产出变动对于所需要考察行业的变动影响，即福建相关行业的变动对该省电力行业产出的影响。同时，依据所掌握的省市两级电力消耗数据，可区分出不同行业电力消耗中，厦门市占福建省的相关比重。基于这一指标，可以获得福建省相关宏观控制政策对厦门市电力消费的间接变动影响。

2.2 会议后复产工作所带来的电力消费增加预测构建

进一步考虑当金砖会议结束之后，该年最后一季度相关行业从限产或停产活动中恢复生产所带来的额外电力消费，依靠同模型进行了仿真，以考察后金砖会议时期福建与厦门的电力消费变动。

3 数据选择与情景设定

本研究利用了福建省2012年投入产出表、福建省2015年分行业电力消耗，对金砖会议可能为福建省带来的电力影响进行了预测。

为保证金砖会议的顺利进行，福建省环保厅于2017上半年下达专门文件（闽环大气函2017—13号文）对福建省内的环境控制状况进行了布置。其中对于污染相关产业在会议进行时期，依照污染强度的不同，分别做出了间歇式关停、产能减半（半数式关停）与完全停产的相关布置。基于这一现实要求，在针对福建省宏观保障政策的影响设定上，本文采用了分产业考察的方式，通过数据识别发现，食品、饮料和烟草，纺织业，服装鞋帽、皮革羽绒及其制品，化学原材料与化学制品，非金属矿物制造，金属冶炼及延压（黑色、有色），交通运输、电气、电子设备制造以及商业、住宿和餐饮业在福建省内电力消耗比重较高。对于这些行业，为保障电力供应而减产轻工业（食品、饮料和烟草，纺织业，服装鞋帽、皮革羽绒及其制品）。为保证环境质量而减半或停产重工业与高耗能行业（交通运输、电气、电子设备制造，化学原材料与化学制品，非金属矿物制造，金属冶炼及延压）。出于安保考虑而降低商业、住宿和餐饮业的接待能力。对此，针对不同行业在会议举办与邻近期内实施宏观调控政策，本文分别设定宏观调控情景如表3所示。

高消耗行业厦门市占福建省总消耗比重如图2所示，将相关行业的电力消耗以等比例的形式进行折算，以获得对厦门市相关电力影响的估计。

最后，本文假定在产业限制政策结束后，厦门市相关限制产业将在其后一个月内同比增产20%、福建全省各限制行业最后一季度全面增产5%（以全年产值计算）为情景假定，以测算后金砖会议时期福建省与厦门市电力消耗的变化。

表3 福建省产业控制策略情景设定

图2 高消耗行业厦门市占福建省总消耗比重

4 预测结果

基于第1、第2部分预测模型与基础数据，本文将相关情景设定分别转化为会议前基于不同产业停产所带来的电力消耗变化与会议后相关产业复产所带来的电力消耗变化。具体仿真结果如表4与表5所示。

表4 福建省与厦门市不同产业宏观控制策略下电力消耗变化

表5 福建省与厦门市不同产业后金砖会议时期电力消耗变化

由于其它产业与电力产业之间结构关系和技术关系的不同，停产情况对电力消耗变化的影响也有所不同。单位产值消耗电力较大的产业，受金砖会议的控制政策影响较大；对高耗电产品的中间需求比较大的产业，受金砖会议的控制政策影响也比较大。

重工业对电力消耗影响较大，服务业其次，轻工业排第三。同时，金砖会议期间上述8个产业的控制政策减少了福建省的电力消耗，从绝对值上来说，金属冶炼及延压产业的影响最大，化学原材料与化学制品产业次之，非金属矿物制造排第三。

而就会议后复产工作所带来的电力消费增加的比例上来看，重工业产业、服务业对电力产业的影响程度要比轻工业的影响程度大一些。同时，产业恢复增加福建省电力消耗的绝对值显示，商业、住宿和餐饮业的影响最大，金属冶炼及延压产业次之，化学原材料与化学制品产业排第三。福建省的宏观保障政策或在全省范围内造成106 843万kWh电力消耗的减少，间接造成厦门电力消耗减少总计可达7 505万kWh。在完成仿真后，进一步选取了厦门市与福建省2016年及2017年6—8月实际用电数据进行了对比，以考察仿真结果与真实情况间的差异。实际数据表明，厦门市在2017年6—8月期间化学原材料与化学制品产业总计减少电力消耗729万kWh，轻工业合计减少电力消耗7 143万kWh，商业住宿与餐饮业则增加2 249万kWh，其中7月该行业下降228万kWh。而福建全省同时期内，采矿业电力消耗总计下降6 548万kWh，金属冶炼及压延加工业减少电力消耗23 976万kWh，商业住宿与餐饮业数据则与厦门市一样体现为正向增加。与实际情况对比可以发现，采用仿真模拟方式进行模拟的数据在对工业电力消耗的仿真上存在方向与比例值上的一致性，但对于受影响因素较多的行业如商业住宿与餐饮等，因未考虑会议可能带来的旅游热潮等效应，导致模型无法实现其预测能力。

5 结束语

研究结果表明，采用投入产出分析法所获得的变化预测分析结果可在一定程度上准确反应区域短期电力波动情况。由于投入产出表的编制在我国各市均有开展，利用该预测方法可较有效地为我国各省市的电力供应部门在大型活动前掌控区域电力波动状况，制定更合理的预案提供决策辅助与参考，以更好地实现对电力需求侧的预测与管理工作。但同时需要指出的是，这一仿真所使用的数据与现实存在较大的时滞，从而其仿真意义更多体现在比例值的变化上，而非绝对数值的变动，因此将现有的静态预测分析进行动态化扩展以实现不同时期的适时预测，提高预测精度与方法普适度，可成为此类研究未来较为重要的发展与改进方向之一。D