“新電改”下直購交易對電網(wǎng)企業(yè)精準(zhǔn)預(yù)測收入影響技術(shù)的研究

國網(wǎng)匯通金財(cái)（北京）信息科技有限公司 吳 立 樸灝旭 李夢媛

我國的銷售電價主要由上網(wǎng)電價、輸配電價、線損、政府性基金及附加組成。其中輸配電價是電網(wǎng)企業(yè)輸配電收取的費(fèi)用，是促進(jìn)電價下調(diào)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。自2015年4月國家印發(fā)關(guān)于貫徹中發(fā)[2015]9號文件精神加快推進(jìn)輸配電價改革的通知起，陸續(xù)出臺多個相關(guān)文件促進(jìn)電力體制改革。新一輪電力體制改革遵循“管住中間、放開兩頭”的體制架構(gòu)，主要內(nèi)容是：有序放開輸配電以外的競爭性環(huán)節(jié)電價，有序向社會資本放開新增配電業(yè)務(wù)，有序放開公益性和調(diào)節(jié)性以外的發(fā)用電計(jì)劃；推進(jìn)交易機(jī)構(gòu)相對獨(dú)立、規(guī)范運(yùn)行；進(jìn)一步強(qiáng)化政府監(jiān)管，進(jìn)一步強(qiáng)化電力統(tǒng)籌規(guī)劃，進(jìn)一步強(qiáng)化電力安全高效運(yùn)行和可靠供應(yīng)。

輸配電價改革是促進(jìn)電網(wǎng)企業(yè)盈利模式轉(zhuǎn)變的一次重大變革。輸配電改革前電網(wǎng)企業(yè)按照購銷模式運(yùn)作，調(diào)度并按規(guī)定的上網(wǎng)電價購入經(jīng)營區(qū)域內(nèi)獨(dú)立發(fā)電企業(yè)上網(wǎng)電量；同時按規(guī)定的銷售電價，向直供電力用戶和獨(dú)立配電企業(yè)銷售電量。電網(wǎng)企業(yè)的運(yùn)營業(yè)績，主要取決于企業(yè)向發(fā)電廠支付的平均上網(wǎng)電價與最終用戶向企業(yè)支付的平均銷售電價的差額。輸配電價改革到位后，上網(wǎng)電價與銷售電價與電網(wǎng)企業(yè)收入無關(guān)，企業(yè)僅收取過網(wǎng)費(fèi)，其運(yùn)營業(yè)績主要取決于政府價格主管部門核定的準(zhǔn)許收入水平。

隨著電力改革的推進(jìn)，輸配電價總體呈下降趨勢，電網(wǎng)企業(yè)能夠從輸配電業(yè)務(wù)獲取的收入有限，也就意味著需進(jìn)一步通過提高投資效率、節(jié)約成本費(fèi)用來獲取收益?；诖耍疚脑噲D構(gòu)建一套適用于電網(wǎng)企業(yè)的收入預(yù)測模型，用于支撐企業(yè)健康穩(wěn)健經(jīng)營。

1 收入預(yù)測及“新電改”現(xiàn)狀

目前電網(wǎng)企業(yè)售電收入預(yù)測主要分為以下三種形式：一是傳統(tǒng)模式預(yù)測，由財(cái)務(wù)人員依據(jù)發(fā)策部提供的電量和營銷部提供的電價并根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)判和修正；二是基于電力營銷系統(tǒng)預(yù)測決策模型預(yù)測，對電力企業(yè)生產(chǎn)和計(jì)劃的完成情況及相關(guān)環(huán)境進(jìn)行多角度、多層次分析，幫助企業(yè)及時預(yù)測收入情況和變化趨勢；三是考慮電力經(jīng)濟(jì)相關(guān)性的全社會用電量預(yù)測算法，將全社會用電量分為三個產(chǎn)業(yè)和居民用電，通過電力經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)函數(shù)量化三個產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值與電量之間的關(guān)聯(lián)性[1]，測算未來用電量進(jìn)而計(jì)算電費(fèi)收入。

然而，人工預(yù)測的方法不僅工作效率低下，而且方法不統(tǒng)一無法持續(xù)優(yōu)化?；陔娏I銷系統(tǒng)預(yù)測，主要考慮電費(fèi)收入與自然因素的變化關(guān)系，缺少經(jīng)濟(jì)相關(guān)性的研究分析?？紤]電力經(jīng)濟(jì)相關(guān)性預(yù)測，在方法二的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改良，側(cè)重于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)生產(chǎn)、服務(wù)業(yè)生產(chǎn)行業(yè)產(chǎn)值及居民用電對于用電量的影響，未考慮國家政策因素的影響，無法保證企業(yè)收入預(yù)測的精確性。

在推進(jìn)電力市場改革的工作中，不可避免要提到電力直接交易。它指的是符合準(zhǔn)入條件的電力用戶與發(fā)電企業(yè)按照“自愿參與、自主協(xié)商”的原則直接進(jìn)行購售電交易，電網(wǎng)企業(yè)按規(guī)定提供輸配電服務(wù)。目前按照國家相關(guān)政策要求，省電力公司對市場化用戶和非市場化用戶采用不同的業(yè)務(wù)模式。對于非市場化用戶，包括居民、農(nóng)業(yè)等保障性用戶，按照政府規(guī)定的優(yōu)先發(fā)電機(jī)組實(shí)施調(diào)度予以滿足，銷售電價采用按照核定輸配電價進(jìn)行同幅度調(diào)整的目錄電價，因此業(yè)務(wù)模式為購銷差價。

對于市場化用戶，各省電力公司響應(yīng)國家發(fā)改委發(fā)布的《關(guān)于全面放開經(jīng)營性電力用戶發(fā)用電計(jì)劃的通知》，不再受電壓等級、用電量及行業(yè)范圍限制，將全體經(jīng)營性用戶（工商業(yè)企業(yè)）納入電力直接交易準(zhǔn)入范圍，按照核定輸配電價水平收取銷售電價及過網(wǎng)費(fèi)。本文以某一省公司（簡稱S 公司）為例，2020年S 公司全年組織電力直接交易18次，6000余家用戶主體參與交易，累計(jì)成交量超600億千瓦時，同比增長22.33%，直接交易對于電費(fèi)收入的影響越來越不容忽視。

2 構(gòu)建思路

根據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)及文獻(xiàn)學(xué)習(xí)，電費(fèi)收入受經(jīng)濟(jì)形勢、時間因素、氣象因素、市場情況、政策環(huán)境等諸多內(nèi)、外部因素決定，且影響不同收入類型的相關(guān)變量不盡相同。眾多的相關(guān)因素將隨著時間的推移而變化，并呈現(xiàn)出十分復(fù)雜的變化特點(diǎn)。傳統(tǒng)的預(yù)測模型沒有考慮政策環(huán)境的影響，故對收入進(jìn)行預(yù)測的效果要存在一定差異。如在預(yù)測模型中引入輸配電改革電價降價這一變量，增加模型對政策因素的匹配，能有效提高模型預(yù)測精度。

本文在傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)形勢、時間因素、氣象因素、市場情況方面選取GDP、平均氣溫、水泥、鋼材、工業(yè)鍋爐產(chǎn)量、金屬切削機(jī)床、固定資產(chǎn)投資完成額、節(jié)假日天數(shù)、工業(yè)生產(chǎn)者購進(jìn)價格指數(shù)作為因素代理指標(biāo)。在政策環(huán)境方面選取電力直接交易量作為“新電改”因素代理指標(biāo)。采用機(jī)器學(xué)習(xí)算法分別預(yù)測這幾種類型的售電收入，通過與實(shí)際值的對比確定其精度，在誤差達(dá)到可接受的范圍內(nèi)后可推廣使用[2]。

本文參考BP 網(wǎng)絡(luò)模型對收入預(yù)測模型進(jìn)行驗(yàn)證。BP 網(wǎng)絡(luò)（Back-ProPagation Network）又稱反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，通過樣本數(shù)據(jù)的訓(xùn)練，不斷修正網(wǎng)絡(luò)權(quán)值和閾值使誤差函數(shù)沿負(fù)梯度方向下降，逼近期望輸出。它是一種應(yīng)用較為廣泛的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，多用于函數(shù)逼近、模型識別分類、數(shù)據(jù)壓縮和時間序列預(yù)測等。BP 網(wǎng)絡(luò)由輸入層、隱層和輸出層組成，隱層可有一層或多層，圖1是m×k×n 的三層BP 網(wǎng)絡(luò)模型，網(wǎng)絡(luò)選用S 型傳遞函數(shù)f(x)=1/(1+e-x)通過反傳誤差函數(shù)E=Σi(Ti+Oi)2/2（Ti為期望輸出、Oi為網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算輸出），不斷調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值和閾值使誤差函數(shù)E 達(dá)到極小，其中直接交易電量作為輸入層的一個關(guān)鍵內(nèi)容[3]。

圖1 m×n×k 三層BP 網(wǎng)絡(luò)模型

3 實(shí)證分析及研究結(jié)論

為了對模型進(jìn)行驗(yàn)證，本文選取S 公司2019年1月～2021年6月的售電收入與變量因素輸入人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP 模型中進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，得出售電收入預(yù)測值。表1選取GDP、平均氣溫、水泥、鋼材、工業(yè)鍋爐產(chǎn)量、金屬切削機(jī)床、固定資產(chǎn)投資完成額、節(jié)假日天數(shù)、工業(yè)生產(chǎn)者購進(jìn)價格指數(shù)9個變量與售電收入進(jìn)行測算，表2增加直接電力交易量重新進(jìn)行測算。預(yù)測結(jié)果可知本文所構(gòu)建的基于BP 模型預(yù)測穩(wěn)定可靠，兩種方式預(yù)測出的電費(fèi)收入比較接近電費(fèi)收入的實(shí)際值，預(yù)測誤差大都在20%以內(nèi)；增加直接電力交易量后平均絕對百分比誤差(MAPE)為6.12%、同比下降28%。

表1 S 公司售電收入預(yù)測值（不包含電力直接交易量）

表2 S 公司售電收入預(yù)測值（包含電力直接交易量）

綜上，本文研究結(jié)果表明，增加直接交易量這一變量能提高電費(fèi)收入預(yù)測的準(zhǔn)確度，尤其是在大工業(yè)用電收入、一般工商業(yè)用電及其他用電收入上。隨著電力改革的進(jìn)行，政府價格主管部門在調(diào)整電網(wǎng)企業(yè)準(zhǔn)許收益率、控制輸配電成本、提高資產(chǎn)管理效率等方面逐漸賦予監(jiān)管壓力，改革過程可能對業(yè)務(wù)、經(jīng)營業(yè)績和財(cái)務(wù)狀況形成一定的影響。