Индекс УДК 519.237.5
Дата публикации: 19.09.2018

Динамический анализ производства электроэнергии на региональном уровне

Dynamic analysis of electricity production at regional level

Пупыкина Полина Сергеевна
Тиндова Мария Геннадьевна
1. студентка 3 курса, направление «Химическая технология»
Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю.А.
2. к.э.н., доцент кафедры прикладной математики и системного анализа
Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю.А.

Popykina Polina Sergeevna
Tindova Maria Gennadjevna
1. 3rd year student of the direction "Chemical technology»
Saratov State Technical University them Gagarin Yu. A.
2. Ph. D., associate Professor of applied mathematics and system analysis
Saratov State Technical University them Gagarin Yu. A.
Аннотация: В работе проведен анализ динамики производства электроэнергии в РФ, как на региональном так и на глобальном уровнях. В качестве объекта исследования выбраны временные ряды производства электроэнергии в РФ, ПФО и Саратовской области за период с 1997 по 2015 год. На основе двухвыборочного F-теста для дисперсии проверено наличие тренда в исследуемых временных рядах (в качестве уравнений тренда были выбраны квадратичные и показательная функции); на основе анализа автокорреляционной функции проверено наличие сезонных и цикличных компонент временных рядов; на основе анализа остатков моделей на случайность, независимость и нормальность проверена адекватность построенных моделей. В результате построен прогноз производства электроэнергии на 2018-20 г., ошибки аппроксимации которого попали в диапазон от 7,5 до 10,85%. В заключение проведен анализ влияния основных макроэкономических показателей на динамику производства электроэнергии.

Abstract: The authors analyze the dynamics of electricity production in the Russian Federation, both at the regional and global levels. As the object of study, the authors chose the time series of electricity production in Russia, the Volga Federal district and the Saratov region for the period from 1997 to 2015. On the basis of a two-sample f-test for variance, the authors checked the presence of a trend in the time series under study (quadratic and exponential functions were chosen as trend equations); on the basis of the autocorrelation function analysis, the presence of seasonal and cyclic components of time series was checked; based on the analysis of model residuals for randomness, independence and normality, the adequacy of the constructed models was checked. As a result, the authors built a forecast of electricity production for 2018-20, the approximation errors of which fell in the range from 7.5 to 10.85%. In conclusion, the authors analyzed the impact of the main macroeconomic indicators on the dynamics of electricity production.
Ключевые слова: производство электроэнергии; анализ временных рядов; региональная экономика

Keywords: power generation; time series analysis; regional economy


Введение. Современное развитие техники постоянно требует все большего количества электроэнергии для ее эксплуатации. Строительство высотных домов (выше 12 этажей), что с одной стороны оправдано с точки зрения себестоимости строительства, с другой – требует отказа от использования природного газа и приводит к необходимости использования электрических плит. Использование электрокаров, что необходимо для сокращения объемов выхлопных газов, также приводит к увеличению потребления электроэнергии. Изменение климата в сторону потепления также приводит к увеличению потребления электроэнергии за счет дополнительного использования кондиционеров. Таким образом, можно увидеть, что современная действительность подталкивает руководства стран к наращиванию мер, способствующих увеличению объемов производства электроэнергии.

Поэтому целью работы является анализ динамики производства электроэнергии на региональном уровне (переменная у, млрд. кВт/ч), а также построение моделей, описывающих данное изменение. В качестве субъекта исследования выбран Приволжский федеральный округ, в качестве периода исследования временной интервал с 1997 года по 2015 [1].

Следует отметить, что за рассмотренный промежуток времени доля ПФО в общероссийском производстве электроэнергии сократилась на 14,9% (с 20,3% в 1997 году до 17,3% в 2015). Однако в среднем не долю ПФО приходится 19,27% производства электроэнергии, что составляет 184,5 млрд. кВт/ч в год.

Среди субъектов ПФО основная доля производства электроэнергии приходится на 5 субъектов: Башкортостан, Татарстан, Пермский край, Самарская и Саратовская области. Общая доля производства этих субъектов составляет 73% от общего объема производства электроэнергии в ПФО.

Главным же производителем электроэнергии в ПФО можно назвать Саратовскую область, где производится в среднем около 20,3% всего объема электроэнергии. Причем анализ динамики показывается постоянный прирост объемов производства здесь с 12,4% в 1997 году (что составляет 27,3 млрд. кВт/ч в год) до 22,8% в 2015 (42,1 млрд. кВт/ч в год).

Таким образом, проведенный анализ позволяет сосредоточить основное внимание на трех субъектах исследования: производство электроэнергии в РФ – переменная у1, в ПФО – переменная у2 и в Саратовской области – у3 (рис. 1).

Рисунок 1 Динамика производства электроэнергии в РФ, ПФО и Саратовской области

Методология. Проводя двухвыборочный F-тест для дисперсии и основываясь на значительных отличиях в полученных характеристиках можно сделать вывод о наличии основных тенденций в исследуемых временных рядах [2]. Для моделирования тренда был применен аналитический метод и из сравнения нескольких функций, основанного на анализе качества простроенных регрессий, были выбраны следующие уравнения:

— для РФ: квадратичная регрессия , коэффициент детерминации R2=0,64 и все параметры значимы по критериям Стьюдента и Фишера;

— для ПФО: показательная регрессия , R2=0,78 и все параметры значимы;

— для Саратовской области: квадратичная регрессия , R2=0,93 и все параметры значимы.

Полученные модели говорят о том, что в целом производство электроэнергии будет увеличиваться, как на глобальном, так и на региональном уровнях. Однако отрицательный коэффициент b2 в третий модели говорит о том, что увеличение производства электроэнергии в Саратовской области с каждым годом будет сокращаться на 0,11 млрд. кВт/ч в год.

Остатки полученных моделей удовлетворяют свойствам независимости, случайности и нормальности распределения, т.е. полученные модели адекватны и могут использоваться для прогнозирования [3]. Ошибки аппроксимации данных моделей составляют 3,9%, 3,8% и 4,07% соответственно.

Анализ автокорреляционной функции для исследуемых временных рядов показал отсутствие сезонных и циклических колебаний в динамики производства электроэнергии [4].

Результаты. Сделаем прогноз производства электроэнергии на основе полученных моделей на 2018-20 гг:

— для РФ:  млрд. кВт/ч;  млрд. кВт/ч;  млрд. кВт/ч;

— для ПФО:  млрд. кВт/ч;  млрд. кВт/ч;  млрд. кВт/ч;

— для Саратовской области:  млрд. кВт/ч;  млрд. кВт/ч;  млрд. кВт/ч.

Если провести корреляционный анализ влияния основных макроэкономических параметров на объемы производства электроэнергии [5], то можно отметить, что динамика курса доллара (переменная х1) наибольшее влияние оказывает на производство электроэнергии на глобальном уровне (), далее на уровне Саратовской области () и, наконец, на уровне ПФО (). Другими словами, чем больше субъект производит электроэнергии, тем сильнее на него влияет динамика курса доллара.

Влияние динамики дефлятора ВВП (переменная х2) на объемы производства электроэнергии для всех субъектов примерно одинаковая и составляет 55%, что говорит о стабильности доли энергетического комплекса в ВВП страны и регионов.

Влияние динамики объемов инвестирования (переменная х3) на производство электроэнергии говорит о том, что в регионах с высоким производством электроэнергии привлеченные инвестиции направляются на развитие и поддержание данной отрасли (, ), в остальных же регионах инвестиции привлекаются в другие сектора экономики ().

Вывод. В качестве заключения следует отметить, что проведенный анализ показал, что наращивание объемов производства электроэнергии в РФ происходит уверенными темпами как на региональном, так и на глобальном уровнях. С драгой стороны, с увеличением объемов производства данный сектор становится все более зависим от конъюнктуры мирового рынка, в частности, от динамики курса валют, от объемов инвестирования и пр.

Библиографический список

1. Регионы России. Социально-экономические показатели // Стат. сб. / Госкомстат России (режим доступа: http://www.gks.ru/free_doc/new_site/region_stat/sep_region.html)
2. Тиндова М.Г. Экономико-математическое моделирование / Саратов. 2013.
3. Тиндова М.Г., Максимов А.А. Нечеткий анализ данных в определении ущерба при нецелевом использовании земель // Агропродовольственная экономика. 2016. №4. С. 59-64.
4. Тиндова М.Г. Затратный подход в оценке природных ресурсов // Вестник Саратовского государственного социально-экономического университета. 2015. №1(55). С. 101-103.
5. Сажин Ю.В. Анализ временных рядов: учебник / Ю.В. Сажин, А.В. Катынь, Ю.В. Сарайкин. – Саранск: Изд-во Мордов. ун-та. 2013. 192 с.