云南水電專題二：終極問題復(fù)產(chǎn)的可能性

云南地區(qū)總發(fā)電量測(cè)算的基本邏輯我們?cè)趯ｎ}1的部分已然論述了云南地區(qū)降雨對(duì)水力發(fā)電的影響，同時(shí)水電云南電力系統(tǒng)最重要的組成部分，故本部份將嘗試從降雨出發(fā)建立起對(duì)云南總發(fā)電量的預(yù)測(cè)模型，其邏輯如下：圖1：云南發(fā)電測(cè)算邏輯圖數(shù)據(jù)來源：NOAA，紫金天風(fēng)研究所?

云南地區(qū)降雨數(shù)據(jù)的計(jì)算數(shù)據(jù)來源：NOAA，紫金天風(fēng)研究所?

右表為從NOAA收集的云南6地氣象站從2020-2023年的月度數(shù)據(jù)，我們對(duì)其數(shù)據(jù)取平均值得到云南2020-2022年的月度降水?dāng)?shù)據(jù)，以下為其繪制折線圖。圖2：云南2020-2022降水表1：云南2020-2022降水（mm）數(shù)據(jù)來源：NOAA，云南電力協(xié)會(huì)，紫金天風(fēng)研究所?

以上是云南2020-2022年的水力發(fā)電量和降雨的月度數(shù)據(jù)對(duì)比圖，我們可以發(fā)現(xiàn)發(fā)電量和降雨都集中于6-10月份，但是發(fā)電量的高峰期會(huì)比降水的高峰期滯后。圖3：云南2020降水與水力發(fā)電對(duì)比圖圖4：云南2021降水與水力發(fā)電對(duì)比圖圖5：云南2022降水與水力發(fā)電對(duì)比圖?

云南的降雨與水力發(fā)電對(duì)比??

我們對(duì)發(fā)電量的觀測(cè)將基于以下模型：???1??=??0+??1????????t+??2???????????1+

??3????????2+

??4???????????????????1?

其中??為當(dāng)月的發(fā)電量；

????????t為當(dāng)月的降雨量，

???????????1為上一月的降雨量；

????????2 為上一月降水量的平方；

????????????????為當(dāng)月的裝機(jī)量。根據(jù)2020-2022年的月度數(shù)據(jù)得出以下結(jié)果：?

依據(jù)此結(jié)果我們可以得出以下結(jié)論：本月的降雨和上月的降雨數(shù)據(jù)都會(huì)對(duì)發(fā)電量產(chǎn)生正向影響，但是上月的降水的影響力會(huì)明顯的大于本月的降水影響；上一月的邊際效益是遞減的，這可能與水電站的發(fā)電上限與水電站群的調(diào)節(jié)有關(guān)。???1??=0.3026027????????t+1.783898???????????1?

0.0036034????????2+0.0404661?????????????????

171.1661??

水電是云南最重要的電力來源，所以云南地區(qū)的總發(fā)電量和水電的發(fā)電量是息息相關(guān)的。濕季水電運(yùn)行小時(shí)數(shù)較高時(shí)，電力系統(tǒng)無需其他電力來源補(bǔ)充電力，所以水電的占比在此時(shí)偏高；而在干季水電運(yùn)行小時(shí)數(shù)較低時(shí)，電力系統(tǒng)需要其他電源補(bǔ)充故此時(shí)水電在總發(fā)電量中的比例就會(huì)偏低。我依據(jù)于此構(gòu)建如下水電比例預(yù)測(cè)模型????????????????=??0+??1??????????t+

??2?????????????????

其中????????????????為當(dāng)月的水電占比；??????????t為當(dāng)月的水電發(fā)電量；????????????????為當(dāng)月的水電裝機(jī)量。根據(jù)2020-2022年的月度數(shù)據(jù)得出以下結(jié)果：????????????????=0.2618159+0.001041??????????t+

.0000336??????????????????

云南總電力供給將服從以下邏輯：水力發(fā)電量預(yù)測(cè)值÷

水電占比預(yù)測(cè)值

=

云南電力總供給預(yù)測(cè)值?

我們依據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)每種降雨情況進(jìn)行年內(nèi)分析并計(jì)算的每種降水情況的月度平均值，得到云南地區(qū)的5種電典型降水情況：表3：云南5種典型降水情況（mm）?

我們從NOAA上收集了云南6地1954-2009年的降水?dāng)?shù)據(jù)，并計(jì)算降水平均值得到云南地區(qū)的降水值；并將每年的總降水量進(jìn)行升序排列，并基于以下邏輯對(duì)降雨進(jìn)行旱枯劃分：表2：云南降水情況劃分標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)來源：NOAA，紫金天風(fēng)研究所我們假設(shè)云南地區(qū)2023年5-12月份降水量服從特旱年的降水分布；我們假設(shè)2023年云南水電的總裝機(jī)量皆為8193萬千瓦。表4：云南電力供給測(cè)算表（億千瓦時(shí)）數(shù)據(jù)來源：NOAA，云南電力協(xié)會(huì)，紫金天風(fēng)研究所?

預(yù)測(cè)實(shí)際對(duì)比圖圖6：云南水電預(yù)測(cè)實(shí)際月度對(duì)比圖圖9：云南水電預(yù)測(cè)實(shí)際年度對(duì)比圖圖8：云南總發(fā)電量預(yù)測(cè)實(shí)際月度對(duì)比圖圖7：云南水電預(yù)測(cè)實(shí)際年度對(duì)比圖數(shù)據(jù)來源：NOAA，云南電力協(xié)會(huì)，紫金天風(fēng)研究所圖12：云南總發(fā)電量預(yù)測(cè)值(億千瓦時(shí)）圖11：云南水電發(fā)電量預(yù)測(cè)值(億千瓦時(shí))?

小結(jié)圖10：云南水電發(fā)電量小時(shí)數(shù)預(yù)測(cè)值數(shù)據(jù)來源：NOAA，云南電力協(xié)會(huì)，紫金天風(fēng)研究所我們預(yù)計(jì)在降水不足的假設(shè)下2023年云南水電發(fā)電3072億千瓦時(shí)，同比下降8.15

，其中由于降水不足導(dǎo)致的云南水電的發(fā)電小時(shí)數(shù)的減少是導(dǎo)致水力發(fā)電量降低的主要因素；由于其他電源的發(fā)電補(bǔ)充，云南地區(qū)2023年的總發(fā)電量的跌幅較水電跌幅較小，但仍然受水力發(fā)電量下降的影響出現(xiàn)了7.6的下降。?

左圖是2020年1月-2023年3月的云南省電力消納情況，其中我們可以看到以下需求特征：云南的外送比例呈現(xiàn)周期性變化，雨季多而干季少；第一產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)以及居民用電波動(dòng)較?。坏诙a(chǎn)業(yè)以及鋁硅冶煉的用電比例存在較大的波動(dòng)性。圖13：云南各類電力消納占比數(shù)據(jù)來源：云南電力協(xié)會(huì)，紫金天風(fēng)研究所?

本部分對(duì)于需求的預(yù)測(cè)將基于以下邏輯：圖14：云南電力需求預(yù)測(cè)邏輯圖數(shù)據(jù)來源：紫金天風(fēng)研究所圖15：云南第二產(chǎn)業(yè)電力需求預(yù)測(cè)邏輯圖數(shù)據(jù)來源：紫金天風(fēng)研究所?

云南電力需求端的假設(shè)?

假設(shè)云南2023年第一產(chǎn)業(yè)、居民用電以及第三產(chǎn)業(yè)相比2022年同期出現(xiàn)輕微的上漲；圖17：云南居民用電假設(shè)對(duì)比圖圖16：云南第一產(chǎn)業(yè)用電假設(shè)對(duì)比圖 圖18：云南第三產(chǎn)業(yè)用電假設(shè)對(duì)比圖數(shù)據(jù)來源：云南電力協(xié)會(huì)，紫金天風(fēng)研究所?

假設(shè)2023年云南外送電電量為1453億千瓦時(shí)，其在2023年1-12月的中的分布比如下表，其中1-3月為實(shí)際是、值，4-12月為假設(shè)值：表5：云南電力外送假設(shè)表（億千瓦時(shí)）?

我們假設(shè)硅鋁產(chǎn)量的單位用電量均為13500度/噸，其復(fù)產(chǎn)預(yù)期產(chǎn)量預(yù)測(cè)如下圖：表6：云南鋁硅產(chǎn)量假設(shè)表（萬噸）鋁硅用電量在第二產(chǎn)業(yè)中的占比預(yù)測(cè)作為云南第二產(chǎn)業(yè)中耗電量大的部分同時(shí)也是電力緊張時(shí)優(yōu)先調(diào)控的目標(biāo)，其耗電量在整個(gè)第二產(chǎn)業(yè)耗電量中的比例不僅僅取決于其自身的用電量同時(shí)也與當(dāng)時(shí)的電力供應(yīng)總量有著密切的關(guān)系，同時(shí)也考慮到1-2月份期間的特殊情況其預(yù)測(cè)模型如下：????????????????=??0+??1????&??????t+??2??????????t+??3??????

+??2???????

其中????????????????為當(dāng)月的硅鋁在第二產(chǎn)業(yè)中的占比；??????????t為當(dāng)月的總發(fā)電量；????&??????t為當(dāng)月的鋁硅用電量；

??????

和??????

為虛擬變量。根據(jù)2020-2022年的月度數(shù)據(jù)得出以下結(jié)果：????????????????=0046582????&??????t?.0001066??????????t?.0394345??????+.1199137??????+

.1524833表7：鋁硅復(fù)產(chǎn)云南電力需求測(cè)算表（億千瓦時(shí)）表8：鋁硅不復(fù)產(chǎn)云南電力需求測(cè)算表（億千瓦時(shí)）數(shù)據(jù)來源：NOAA，云南電力協(xié)會(huì)，紫金天風(fēng)研究所圖19：云南鋁硅用電量在第二產(chǎn)業(yè)用電量中的占比預(yù)測(cè)對(duì)比圖（鋁硅不復(fù)產(chǎn)）圖20：云南2023年電力總消納量圖（鋁硅不復(fù)產(chǎn)）圖22：云南鋁硅用電量在第二產(chǎn)業(yè)用電量中的占比預(yù)測(cè)對(duì)比圖（鋁硅復(fù)產(chǎn)）圖21：云南鋁硅用電量在第二產(chǎn)業(yè)用電量中的占比預(yù)測(cè)對(duì)比圖（鋁硅復(fù)產(chǎn)）數(shù)據(jù)來源：云南電力協(xié)會(huì)，紫金天風(fēng)研究所小結(jié)我們預(yù)計(jì)受到總發(fā)電量不足的影響，在鋁硅復(fù)產(chǎn)的情況下，云南地區(qū)的電力總消納量會(huì)下跌1.25

至3766億千瓦時(shí)，而在鋁硅不復(fù)產(chǎn)的條件下其消納量會(huì)下跌3.5至3680億千瓦時(shí)；與預(yù)計(jì)發(fā)電總量（3681億千瓦時(shí)）相比，鋁硅不復(fù)產(chǎn)的情況會(huì)出現(xiàn)電力平衡的狀況，而復(fù)產(chǎn)的情況下則會(huì)出現(xiàn)電力供給不足的情況。圖23：2020年云南電力供給對(duì)比圖圖25：2022年云南電力供給對(duì)比圖圖24：2021年云南電力供給對(duì)比圖數(shù)據(jù)來源：云南電力協(xié)會(huì)，紫金天風(fēng)研究所?

以上3張圖為云南2020-2022年的電力供需對(duì)比圖，在此之中我們可以發(fā)現(xiàn)以下特征：云南電力需求端的年內(nèi)變化是隨著電力總供給的變化而變化的，其高峰與低谷基本重合；云南的電力市場(chǎng)基本處于一個(gè)緊平衡的狀態(tài)，月度的需求端是小于或者等于云南電力的總供給的。?

鋁硅復(fù)產(chǎn)的情況圖26：2023年云南電力供需預(yù)測(cè)圖（鋁硅復(fù)產(chǎn)）圖27：2023年云南電力供需差額預(yù)測(cè)圖（鋁硅復(fù)產(chǎn)）數(shù)據(jù)來源：云南電力協(xié)會(huì)，紫金天風(fēng)研究所?

上圖是2023年的供需對(duì)照?qǐng)D和各月的供求差額圖，其中1-4月為實(shí)際值，5-12月為預(yù)測(cè)值。從中我們可以發(fā)現(xiàn)以下幾點(diǎn)：云南電力市場(chǎng)在1-4月的供求基本處于平衡的狀態(tài)；根據(jù)現(xiàn)有的假設(shè)，云南的電力市場(chǎng)6-7月起就會(huì)出現(xiàn)電力供應(yīng)的缺口，從8月份開始由于降雨的增多電力缺口開始收斂，至11-12月電力供應(yīng)可能會(huì)出現(xiàn)一定冗余；在鋁硅復(fù)產(chǎn)的假設(shè)下，云南的鋁硅的生產(chǎn)在6-8月會(huì)有較大的限產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，隨后的8-12月限產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)任然存在但會(huì)逐步降低但（具體結(jié)論隨不同的降雨假設(shè)而變)。鋁硅不復(fù)產(chǎn)的情況圖28：2023年云南電力供需預(yù)測(cè)圖（鋁硅不復(fù)產(chǎn)）圖29：2023年云南電力供需差額預(yù)測(cè)圖（鋁硅不復(fù)產(chǎn)）數(shù)據(jù)來源：云南電力協(xié)會(huì)，紫金天風(fēng)研究所上圖是2023年的供需對(duì)照?qǐng)D和各月的供求差額圖，其中1-4月為實(shí)際值，5-12月為預(yù)測(cè)值。從中我