基于歷史年度數(shù)據(jù)的兩種年度售電收入預(yù)測(cè)方法研究

林春紅

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司嘉興供電公司，浙江嘉興 314001）

1.背景意義

公司經(jīng)營(yíng)收入和利潤(rùn)來(lái)源主要是售電收入，售電收入取決于電量和電價(jià)水平，電量反映了公司發(fā)展規(guī)模、電價(jià)反映了公司發(fā)展質(zhì)量。電網(wǎng)的售電收入分析預(yù)測(cè)工作是電力企業(yè)的一項(xiàng)重要的基本工作。在電力市場(chǎng)中，售電量的預(yù)測(cè)可以為供電企業(yè)提供營(yíng)銷(xiāo)決策支持。在電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中能適當(dāng)指導(dǎo)電廠(chǎng)運(yùn)營(yíng)，合理分配輸配電網(wǎng)，積極推動(dòng)電力市場(chǎng)發(fā)展。

2.研究思路

鑒于以上背景，本文分析了售電收入計(jì)算原理，挖掘出售電量、用戶(hù)類(lèi)別、售電價(jià)3個(gè)關(guān)鍵因素，從使用歷史數(shù)據(jù)的角度提出2種年度預(yù)測(cè)算法，即年初預(yù)測(cè)與滾動(dòng)預(yù)測(cè)，有效、快速、動(dòng)態(tài)助力公司經(jīng)營(yíng)預(yù)測(cè)[1-3]。

3.研究?jī)?nèi)容

3.1 細(xì)化用電類(lèi)型

根據(jù)不同的用電特性分為居民用電、農(nóng)業(yè)用電、一般工商業(yè)及其他用電、大工業(yè)用電，大工業(yè)用電預(yù)測(cè)細(xì)分為電度電費(fèi)和基本電費(fèi)，基本電費(fèi)包含變壓器容量和最大需量2部分，變壓器容量和最大需量單價(jià)確定，不需預(yù)測(cè)，只需預(yù)測(cè)變壓器容量和最大需量，即可計(jì)算出基本電費(fèi)。

3.2 數(shù)據(jù)收集處理

本文以2021年為預(yù)測(cè)年，開(kāi)展預(yù)測(cè)研究。分別收集各用電類(lèi)型近5年各月售電量、售電收入、售電價(jià)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。對(duì)于電價(jià)，在預(yù)測(cè)時(shí)，刨除外界因素（政策調(diào)價(jià)，2020年疫情特殊情況等）的影響，使電價(jià)處于同一水平上進(jìn)行預(yù)測(cè)尤為重要。將2020年之前的月度均價(jià)按照政策調(diào)價(jià)因素進(jìn)行還原，將2020年月度均價(jià)按照2020年疫情調(diào)價(jià)因素（實(shí)際降價(jià)5%）進(jìn)行還原，從而構(gòu)建出一列消除政策等相關(guān)因素的月度均價(jià)數(shù)列，作為電價(jià)預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，能夠消除關(guān)鍵影響因素的影響，使得數(shù)列更具規(guī)律性。

3.3 年度預(yù)測(cè)體系—年初預(yù)測(cè)

年初預(yù)測(cè)指年初時(shí)預(yù)測(cè)未來(lái)年度的預(yù)測(cè)方式，采用的歷史數(shù)據(jù)為歷史整年度的數(shù)據(jù)。

3.3.1 售電量預(yù)測(cè)

（1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。采用近5年各用電類(lèi)型售電量數(shù)據(jù)，作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。其中，考慮方法的特殊性，年均增長(zhǎng)率法根據(jù)近3年數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，為使回歸參數(shù)更準(zhǔn)確，GDP回歸預(yù)測(cè)采用近5年數(shù)據(jù)。

（2）預(yù)測(cè)方法及步驟。

1）年均增長(zhǎng)率法。對(duì)各種用電類(lèi)型，首先根據(jù)近3年年度售電量計(jì)算近3年年均增長(zhǎng)率，設(shè)置調(diào)整值，然后根據(jù)年均增長(zhǎng)率計(jì)算預(yù)測(cè)年度售電量。

2）GDP回歸預(yù)測(cè)法?；谝划a(chǎn)GDP、二產(chǎn)GDP、三產(chǎn)GDP對(duì)各類(lèi)年度售電量，采用LINEST（）函數(shù)測(cè)算回歸系數(shù)，建立回歸模型，然后將2021年一產(chǎn)、二產(chǎn)、三產(chǎn)GDP的預(yù)計(jì)值帶入各回歸模型，測(cè)算出預(yù)測(cè)年各類(lèi)用電類(lèi)型售電量。

（3）預(yù)測(cè)結(jié)果。加權(quán)求和預(yù)測(cè)。設(shè)置年均增長(zhǎng)率預(yù)測(cè)方法權(quán)重為權(quán)重1，GDP回歸預(yù)測(cè)法權(quán)重為權(quán)重2，加權(quán)求和預(yù)測(cè)出最終的結(jié)果。

3.3.2 售電均價(jià)預(yù)測(cè)

（1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。根據(jù)處理后的各月分類(lèi)還原電價(jià)計(jì)算各類(lèi)用電類(lèi)型2016年至2020年各年售電均價(jià)，分類(lèi)售電均價(jià)采用分類(lèi)售電收入/分類(lèi)售電量進(jìn)行計(jì)算，分為居民售電均價(jià)、農(nóng)業(yè)售電均價(jià)、一般工商業(yè)及其他售電均價(jià)、大工業(yè)售電均價(jià)-電度電價(jià)、基本電費(fèi)折價(jià)5種細(xì)類(lèi)進(jìn)行測(cè)算。年度分類(lèi)售電收入由月度匯總得到。

計(jì)算方法如下：

（2）預(yù)測(cè)方法及步驟。首先采用多次年均增長(zhǎng)率法預(yù)測(cè)售電均價(jià)，然后構(gòu)建組合預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)出最終的售電均價(jià)[4]。采用近4年、近3年、近2年年均增長(zhǎng)率預(yù)測(cè)，然后將3種方式進(jìn)行組合預(yù)測(cè)。

1）年均增長(zhǎng)率計(jì)算公式如下：

2）以2020年各類(lèi)型售電量為基期，分別以近4年、近3年、近2年年均增長(zhǎng)率為參數(shù)預(yù)測(cè)2021年分類(lèi)年均電價(jià)。

（3）預(yù)測(cè)結(jié)果。基于上述年均增長(zhǎng)率預(yù)測(cè)模型及結(jié)果構(gòu)建組合預(yù)測(cè)模型，開(kāi)展組合預(yù)測(cè)。

通過(guò)研究組合模型權(quán)重設(shè)置方法[5-7]，提出采用誤差平方的倒數(shù)所占的比重設(shè)置各方法的權(quán)重。方法誤差越大，則權(quán)重越低，誤差越小，則權(quán)重越高。公式如下：

3.3.3售電收入預(yù)測(cè)

3.4 年度預(yù)測(cè)體系—滾動(dòng)預(yù)測(cè)

滾動(dòng)預(yù)測(cè)指基于歷史整年度數(shù)據(jù)及2021年現(xiàn)有月份數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)2021年全年度特定指標(biāo)，并隨著時(shí)間變化實(shí)現(xiàn)納入新數(shù)據(jù)自動(dòng)更新預(yù)測(cè)全年度指標(biāo)的滾動(dòng)預(yù)測(cè)方式。

3.4.1 售電量預(yù)測(cè)

（1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。收集近5年整年度分類(lèi)各月售電量數(shù)據(jù)及預(yù)測(cè)年現(xiàn)有月度分類(lèi)售電量數(shù)據(jù)。

（2）預(yù)測(cè)方法及步驟。

1）設(shè)置變量。以當(dāng)前月份作為滾動(dòng)變量，在當(dāng)前月份開(kāi)展預(yù)測(cè)，則

2）搭建比例法預(yù)測(cè)模型，測(cè)算2021年預(yù)測(cè)比例。根據(jù)近5年各年實(shí)際月份與剩余月份售電量的比例關(guān)系，構(gòu)建比例法預(yù)測(cè)模型，如下所示。

（3）預(yù)測(cè)結(jié)果。由于2021年前n個(gè)月是實(shí)際月份，數(shù)據(jù)存在，因此，將數(shù)據(jù)代入上述模型即可預(yù)測(cè)剩余月份（后12-n個(gè)月）的售電量，然后與2021年實(shí)際月份售電量相加求和，即可得到2021年全年售電量預(yù)測(cè)值。通過(guò)分用電類(lèi)型預(yù)測(cè)，然后相加即可得到總售電量。

3.4.2 售電均價(jià)預(yù)測(cè)

（1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。收集近5年及預(yù)測(cè)年現(xiàn)有月度分類(lèi)售電量、售電收入數(shù)據(jù)，以及年初預(yù)測(cè)中的電價(jià)還原后的月度售電均價(jià)、月度還原收入。

（2）預(yù)測(cè)方法及步驟。

1）設(shè)置變量。以當(dāng)前月份作為滾動(dòng)變量，在當(dāng)前月份開(kāi)展預(yù)測(cè)，則

2）搭建比例法預(yù)測(cè)模型，測(cè)算2021年預(yù)測(cè)比例。將2021年前n個(gè)月比例設(shè)為1，求2021年后12-n個(gè)月售電均價(jià)是前n個(gè)月的倍數(shù)。

（3）預(yù)測(cè)結(jié)果。由于2021年前n個(gè)月是實(shí)際月份，數(shù)據(jù)存在，因此，將各用電類(lèi)型前n各月數(shù)據(jù)代入上述模型即可預(yù)測(cè)剩余月份（后12-n個(gè)月）的售電均價(jià)。

3.4.3 售電收入預(yù)測(cè)

售電收入滾動(dòng)預(yù)測(cè)方法同售電量滾動(dòng)預(yù)測(cè)，過(guò)程如下。

（1）搭建比例法預(yù)測(cè)模型，測(cè)算2021年預(yù)測(cè)比例。根據(jù)近5年各年實(shí)際月份與剩余月份售電收入的比例關(guān)系，構(gòu)建比例法預(yù)測(cè)模型，如下所示。

（2）輸入前n個(gè)月數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)出后12-n個(gè)月售電收入。

4.結(jié)語(yǔ)

基于對(duì)售電收入計(jì)算原理的分析，挖掘出售電量、用戶(hù)類(lèi)別、售電價(jià)3個(gè)關(guān)鍵因素，從使用歷史數(shù)據(jù)的角度提出了2種年度預(yù)測(cè)算法：（1）基于歷史整年數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)的年初預(yù)測(cè)方法；（2）基于歷史整年數(shù)據(jù)與預(yù)測(cè)年現(xiàn)有月度數(shù)據(jù)的滾動(dòng)預(yù)測(cè)方法。通過(guò)年初預(yù)測(cè)與滾動(dòng)預(yù)測(cè)：（1）提供了快速年度預(yù)測(cè)的方法；（2）實(shí)現(xiàn)了隨時(shí)間變化動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)，提高了預(yù)測(cè)的實(shí)時(shí)性、動(dòng)態(tài)性、精確性；（3）助力公司經(jīng)營(yíng)預(yù)測(cè)，為公司智慧大腦提供數(shù)據(jù)支撐。