kinh tế lượng dự báo bằng mô hình holt winter

Dãy số trên là dãy số theo thời gian, nếu để nguyên số liệu như trên, đồ thị biểu diễn xu thế của dãy số sẽ bị gãy khúc và rất khó phân tích. Vì thế, ta cần phải điều chỉnh và làm trơn dãy số thời gian. Vì dãy số thời gian có yếu tố xu thế và không có yếu tố thời vụ nên ta phân tích và dự báo bằng phương pháp san bằng mũ HoltWinters khi không xét đến sự tác động của yếu tố thời vụ. Phương pháp san bằng mũ HoltWinters chuỗi mô hình được xác định bởi 2 phương trình: Êt = αEt+ (1α)(Êt1 + Tt1) ; 0 ≤ α,β ≤ 1 Tt = β(Êt Êt1) + (1β) Tt1

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VÀ DỰ BÁO NHU

CẦU NĂNG LƯỢNG 1.1 Một số khái niệm cơ bản

1.1.1 Khái niệm về năng lượng

Có rất nhiều cách để định nghĩa năng lượng, chúng hình thành và dựa trên các góc độ quan sátkhác nhau Đây là một trong những cách định nghĩa về năng lượng:

Năng lượng là dạng vật chất đặc biệt có khả năng sinh công, nhiệt hay ánh sáng thông qua cácquá trình vật lý hoặc hóa học

Năng lượng là một khía cạnh quan trọng của cuộc sống hiện đại Nó bao gồm điện, nhiệt và cácloại năng lượng khác sử dụng trong gia đình, hoạt động kinh doanh và vận chuyển Năng lượngnhư là một nguyên tắc khoa học được tìm thấy ở nhiều nguồn và dạng thức

1.1.2 Khái niệm về nhu cầu năng lượng

Năng lượng cũng là một loại hàng hóa, do đó nhu cầu năng lượng cũng tuân theo quy luật nhucầu, quy luật cung cầu

Do các dạng năng lượng khác nhau tồn tại trong chuỗi biến đổi năng lượng nên nhu cầu nănglượng cần đề cập rõ cho từng loại năng lượng ( nhu cầu năng lượng hữu ích, nhu cầu năng lượngcuối cùng…)

Nhu cầu năng lượng còn có thể chia theo các ngành sử dụng năng lượng cuối cùng ngành côngnghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, dân dụng, thương mại dịch vụ

1.1.3 Các khái niệm phân tích và dự báo nhu cầu năng lượng:

1.1.3.1 Khái niệm nhu cầu năng lượng:

Phân tích nhu cầu năng lượng là sự lý giải về sự biến động trong quá khứ của các biến liênquan đến tiến triển của tiêu thụ năng lượng ở cả tầm vĩ mô cũng như từng ngành Từ đó tạo điềukiện cho các nhà quản lý có khả năng kiểm soát sự tăng trưởng của nhu cầu năng lượng

Phân tích nhu cầu năng lượng là tìm hiểu năng lượng được tiêu thụ như thế nào tại thời điểmcho trước, nắm bắt được các dạng năng lượng được sử dụng và việc sử dụng năng lượng cuối cùng

để tìm ra các nhân tố ảnh hưởng đến nhu cầu năng lượng cũng như tìm được quy luật biến động củanhu cầu năng lượng

Phân tích nhu cầu năng lượng cung cấp nền tảng cho công tác dự báo nhu cầu năng lượng, côngtác kế hoạch hóa năng lượng và xây dựng chính sách năng lượng quốc gia Thông qua phân tíchnhu cầu có thể nhận dạng được các tác nhân như : giá năng lượng, GDP, dân số, thu nhập,…tácđộng đến nhu cầu năng lượng để từ đó có thể xác lập nên các mối quan hệ giữa nhu cầu năng lượng

và các tác nhân này

1.1.3.2 Khái niệm về dự báo năng lượng:

Dự báo là môn khoa học tiên đoán những sự việc sẽ xảy ra trong tương lai Tính khoa học của

dự báo thể hiện ở chỗ khi tiến hành dự báo ta căn cứ trên các số liệu phản ánh tình hình thực tế hiện

tại, quá khứ; căn cứ vào xu thế phát triển của các yếu tố đó và dựa vào các mô hình toán học để dựđoán tình hình cơ bản sẽ xảy ra trong tương lai.

Dự báo nhu cầu năng lượng phục vụ cho các quyết định đầu tư của các ngành thuộc về nănglượng Chất lượng của dự báo có quan hệ trực tiếp tới chi phí tài chính, một kết quả dự báo khôngchính xác sẽ gây ra những thiệt hại lớn Muốn có được kết quả dự báo tốt cần nắm vững các yếu tốsau:

- Nắm được nguyên nhân phát sinh nhu cầu năng lượng

- Nghiên cứu sâu thói quen tiêu thụ năng lượng trong quá khứ và hiện tại

- Nhận dạng các nhân tố ảnh hưởng: chính sách về môi trường và năng lượng quốc gia, giánăng lượng, sự thay đổi cấu trúc nền kinh tế và sự phát triển của khoa học công nghệ, sự phát triểncủa khoa học công nghệ, sự phát triển của nền kinh tế…

1.2 Các phương pháp phân tích:

1.2.1 Phương pháp phân tích tĩnh

Phương pháp phân tích tĩnh là phương pháp phân tích nhu cầu năng lượng tại một thời điểmnhất định, xác định các dạng năng lượng được sử dụng, hộ tiêu thụ chính và mối quan hệ định tínhgiữa nhu cầu năng lượng và các nhân tố ảnh hưởng

Phân tích nhu cầu năng lượng ở mức tổng hợp:

- Để phân tích nhu cầu năng lượng ở mức tổng hợp các chỉ tiêu sau thường được xem xét :

+ Cường độ năng lượng EI = E

Ei : năng lượng tiêu thụ ở phân ngành i

+ Tỷ trọng tiêu thụ năng lượng của từng dạng năng lượng Ej

Thực tế cho thấy biến động của tiêu thụ năng lượng chịu sự tác động của các yếu tố:

- Mức độ phát triển của kinh tế - xã hội

- Cấu trúc của nền kinh tế

- Trình độ phát triển của công nghệ.

- Nguồn tài nguyên năng lượng quốc gia

*Nhu cầu tiêu thụ năng lượng E còn được xác định thông qua cường độ năng lượng EI (EnergyIntensity):

E = EI GDP

E : năng lượng tiêu thụ

EI : cường độ năng lượng

GDP : Tổng sản phẩm quốc nội

Cho nên đối với những thay đổi trong tổng tiêu thụ năng lượng E, nếu phân tích theo GDP vàtheo cường độ năng lượng EI thì có thể thấy rằng:

ΔE = ΔEI GDP + EI ΔGDPE = ΔE = ΔEI GDP + EI ΔGDPEI GDP + EI ΔE = ΔEI GDP + EI ΔGDPGDP

Trong đó: EI : Cường độ tiêu thụ năng lượng

ΔE = ΔEI GDP + EI ΔGDPE : Biến động của tổng năng lượng

ΔE = ΔEI GDP + EI ΔGDPEI : Biến động của cường độ năng lượng

ΔE = ΔEI GDP + EI ΔGDPGDP : Biến động của phát triển kinh tế nói chung

*Nhu cầu năng lượng E trong mối quan hệ với tăng trưởng kinh tế GDP:

Trong đó: Ei : tiêu thụ năng lượng của ngành thứ i

VAi : Giá trị gia tăng của ngành thứ i

GDP : Tổng sản phẩm nội địa

*Sự biến đổi tổng năng lượng tiêu thụ E có thể được giải thích thông qua sự biến đổi về cường độnăng lượng từng ngành kinh tế (thể hiện sự phát triển của trình độ công nghệ) và sự thay đổi cấutrúc nền kinh tế, thông qua các tỷ số:

ei = Ei

VAi : Cường độ năng lượng ngành thứ i.

Si = VAi

GDP : Cấu trúc nền kinh tế.

Do đó, khi thay đổi tổng tiêu thụ năng lượng E có thể thay đổi các đại lượng sau:

ΔE = ΔEI GDP + EI ΔGDPE = ΔE = ΔEI GDP + EI ΔGDPei Si GDP + ei ΔE = ΔEI GDP + EI ΔGDPSi GDP + ei Si ΔE = ΔEI GDP + EI ΔGDPGDP

Trong đó: ΔE = ΔEI GDP + EI ΔGDPE : Biến động của tổng năng lượng tiêu thụ E

ΔE = ΔEI GDP + EI ΔGDPei : Biến đổi về cường độ năng lượng ngành thứ i

ΔE = ΔEI GDP + EI ΔGDPSi : Biến đổi trong cấu trúc ngành thứ i

ΔE = ΔEI GDP + EI ΔGDPGDP : Biến động của phát triển kinh tế nói chung

Ngoài những chỉ tiêu xác định nhu cầu tiêu thụ năng lượng E nói trên, trong phân tích động cũngxét đến mối tương quan giữa tốc độ tiêu thụ năng lượng và tốc độ tăng trưởng kinh tế GDP thôngqua hệ số đàn hồi theo GDP hay mối quan hệ giữa nhu cầu năng lượng và giá năng lượng thôngqua hệ số đàn hồi giá.

* Hệ số đàn hồi nhu cầu năng lượng theo thu nhập:

α = ∆ E/ ´E

∆ I / ´I

Trong đó :

∆ E : biến động của năng lượng tiêu thụ.

∆ I : biến động của kinh tế nói chung

Ý nghĩa của hệ số đàn hồi theo GDP: Cho thấy sự tương quan giữa tốc độ tiêu thụ năng lượng vàtốc độ tăng trưởng kinh tế

- Nếu α > 1: Nhu cầu năng lượng đàn hồi theo thu nhập

- Nếu α < 1: Nhu cầu năng lượng không đàn hồi theo thu nhập

- Nếu α = 1: Nhu cầu năng lượng đàn hồi theo thu nhập bằng đơn vị

1.3 Các phương pháp dự báo:

1.3.1 Phương pháp ngoại suy:

Nội dung của phương pháp ngoại suy là nghiên cứu diễn biến của phụ tải trong các năm quákhứ tương đối ổn định và tìm ra quy luật biến đổi của phụ tải theo thời gian, từ đó sử dụng môhình tìm được để tính cho giai đoạn dự báo Tức là ta suy diễn toàn bộ diễn biến của phụ tải ở quákhứ vào tương lai và phụ tải dự báo được xác định theo hàm xu thế ở thời điểm tương ứng Có thể

có rất nhiều dạng hàm xu thế, mà thông thường được xác định theo phương pháp tương quan hồiquy

Phương pháp ngoại suy là một trong những phương pháp được ứng dụng nhiều do những ưuđiểm là phản ánh khá chính xác quá trình phát triển của phụ tải; có thể đánh giá mức độ tin cậy củahàm xu thể dễ dàng Tuy nhiên theo phương pháp này cần phải có lượng thông tin đủ lớn, quá trìnhkhảo sát phải tương đối ổn định

1.3.2 Phương pháp hệ số đàn hồi

Phương pháp hệ số đàn hồi dựa theo tốc độ tăng GDP của các thành phần kinh tế Cơ sở củaphương pháp này là việc sử dụng năng lượng ở mỗi ngành được xác định bởi yếu tố kinh tế thíchhợp và được điều chỉnh bởi hệ số đàn hồi ứng với tốc độ tăng trưởng kinh tế Hệ số đàn hồi đượctính như sau:

λEt= δAA %

δAY % =

ΔAA A ΔAY Y

Nêu ra giả thiết Thiết lập mô hình toán học Thu thập số liệu Ước lượng tham số

A; Y: Tăng trưởng trung bình điện năng và GDP trong g.đoạn xét

Các giá trị của hệ số đàn hồi được xác định dựa trên cơ sở số liệu của chuỗi thời gian quá khứ ứngvới từng ngành kinh tế

1.3.3 Dự báo nhu cầu điện năng Việt Nam bằng phương pháp hồi quy bội:

1.1.3.1 Phương pháp luận:

Phân tích tương quan hồi quy là xác định sự liên quan định lượng giữa hai biến ngẫu nhiên Y

và X, kết quả của phân tích hồi quy được dùng cho dự báo khi một trong các biến, bằng cách nào

đó, được xác định trong tương lai Hồi quy đơn được dùng để xem xét mối liên hệ tuyến tính giữahai biến X và Y, trong đó X được xem là biến độc lập (ảnh hưởng đến biến Y), còn Y là biến phụthuộc (chịu ảnh hưởng bởi biến X)

Thực chất nhu cầu điện không chỉ liên quan đến một, mà có liên quan đến rất nhiều yếu tố,như: Thu nhập quốc gia (NI – National Income); Dân số (POP – population); Tổng sản phẩm nộiđịa (GDP – Gross of Domestic Production); Chỉ số giá tiêu dùng (CPI – Consumer Price Index)v.v , vì vậy trong thực tế người ta thường sử dụng phương pháp tương quan hồi quy bội để giảiquyết vấn đề này Quan hệ giữa nhu cầu điện Y với các nhân tố xi được thể hiện dưới một số dạngchính sau:

* Dạng tuyến tính: y = a0 + a1x1 + a2x2 +…+ ak xk

* Dạng phi tuyến: + Dạng Cobb Douglas: y = a0x1a 1x2a 2x3a3… xkak

+ Dạng mũ: y = a0+ a1x1p+ a2x2k+ …+akxk z

Để kiểm định mô hình tương quan người ta áp dụng nhiều tiêu chuẩn khác nhau, một trong số

đó là hệ số xác định R2 áp dụng trong phân tích hồi quy bội Chi tiết về xác định R2 có thể xemtrong tài liệu

1.1.3.2 Áp dụng phương pháp hồi quy bội để dự báo nhu cầu điện năng ở Viêt Nam:

Các bước xây dựng để đưa ra kết quả dự báo hoàn chỉnh:

Phân tích kết quả

Dự báo

Ra quyết định

Xây dựng hàm hồi quy:

Có nhiều dạng hàm được sử dụng để dự báo nhu cầu điện, có thể là hàm tuyến tính thông thườnghay là các dạng hàm phức tạp hơn như: hàm xu thế bình phương, hàm mũ Xu thế chung là tuyếntính hóa các hàm phức tạp này và giải nó bằng phương pháp bình phương cực tiểu

Trong mô hình, ta chỉ sử dụng 2 dạng hàm là hàm tuyến tính và hàm Cobs- Douglas

Nội dung của phương pháp này là nghiên cứu mối tương quan giữa điện năng tiêu thụ A và cáctham số kinh tế X nào đó nhằm phát hiện những quan hệ về mặt định lượng của các đại lượng này.Khác với phương pháp ngoại suy, ở đây người ta không xây dựng hàm hồi quy của lượng điệnnăng theo thời gian mà là hàm hồi quy giữa điện năng với một đại lượng kinh tế khác cùng tồn tạitheo thời gian Để xây dựng hàm này ta dựa vào bảng các giá trị quan sát về lượng điện năng tiêuthụ và tham số kinh tế X nào đó (chẳng hạn như tốc độ tăng trưởng GDP của nền kinh tế quốc dân),thiết lập hàm hồi quy A = f(X) theo phương pháp thống kê thông dụng

Cũng như phương pháp ngoại suy, hàm hồi quy ở đây có thể là tuyến tính hoặc phi tuyến Thông số

X của hàm hồi quy phải là đại lượng dễ dàng xác định hoặc là đã biết ở thời điểm dự báo Sau đódựa vào hàm hồi quy vừa thiết lập, ứng với giá trị của tham số kinh tế đã biết đề xác định giá trịđiện năng ở năm cần dự báo

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH NHU CẦU ĐIỆN NĂNG VIỆT NAM GIAI ĐOẠN 2006 – 2011 2.1 Phân tích tình hình kinh tế xã hội của Việt Nam từ năm 2006 đến 2011

2.1.1 Dân số

Nước ta hiện đứng thứ 14 trên thế giới về dân số với số dân lên đến hơn 90 triệu người sẽ dẫnđến mức độ tiêu thụ năng lượng sẽ nhiều Số lượng dân cư ảnh hưởng trực tiếp đến tình hình pháttriển kinh tế của đất nước và mức tiêu thụ năng lượng

Bảng 1.1 Tình hình phát triển dân số của Việt Nam từ năm 2006 đến 2011

( Nguồn : Tổng cục thống kê và Wikipedia )

Lượng tăng giảm tuyệt đối

Chỉ tiêu này phản ánh sự thay đổi về trị số tuyệt đốicủa chỉ tiêu trong dãy số giữa hai thời giannghiên cứu Nếu mức độ của hiện tượng tăng thì trị số của chỉ tiêu mang dấu (+) và ngược lại mangdấu (-)

Tuỳ theo mục đích nghiên cứu, chúng ta có các lượng tăng (giảm) tuyệt đối liên hoàn, định gốc haybình quân

Lượng tăng (giảm) tuyệt đối liên hoàn phản ánh mức chênh lệch tuyệt đối giữa mức độ nghiên cứu (y i )mức độ kì liền trước đó (y i -1)

δi=δI - δi-1 i =2,3,…,n (4)Trong đó:

o δi: Lượng tăng (giảm) tuyệt đối liên hoàn

o n: Số lượng các mức độ trong dãy thời gian

δ2=y2-y1= 75456300 – 74306900 =1149400

δ3=y3-y2= 76596700 – 75456300 = 1140400

δ15=y15-y14= 90549390 -86736000= 3813390

Lượng tăng (giảm) tuyệt đối định gốc: Là mức độ chênh lệch tuyệt đốigiữa mức độ kì nghiên cứu y i và mức độ của một kì được chọn làm gốc, thông thường mức độ của kì gốc là mức độ đầu tiên trong dãy số (y 1 ) Chỉ tiêu này phản ánh mức tăng (giảm) tuyệt đối trong những khoảng thời gian dài

Công thức : ΔE = ΔEI GDP + EI ΔGDPi = yi – y1

ΔAnn−1 =

yn− y1n−1

Lượng tăng (giảm) tuyệt đối bình quân không có ý nghĩa khi các mức độ của dãy số không

có cùng xu hướng(cùng tăng hoặc cùng giảm) vì hai xu hướng trái ngược nhau sẽ triệt tiêu lẫn nhaulàm sai lệch bản chất của hiện tựơng Ta có

Chỉ tiêu này phản ánh mức độ của hiện tượng nghiên cứu giữa hai thời gian đã tăng (+) hoặc giảm (-) bao nhiêu lần (hoặc bao nhiêu %) Tương ứng với mỗi tốc độ phát triển,chúng ta có các tốc độ tăng giảm sau.

Tốc độ tăng giảm liên hoàn: phản ánh sự biến động tăng (giảm) giữa hai thời gian liền nhau,

là tỉ số giữa lượng tăng (giảm) liên hoàn kì nghiên cứu với mức độ kì liền trước trong dãy số thời gian (yi-1).

Giá trị tuyệt đối của 1% tăng(giảm).

Chỉ tiêu này phản ánh cứ 1% tăng (giảm) của tốc độ tăng(giảm) liên hoàn thì tương ứng với một trị

số tuyệt đối là bao nhiêu

δi> 0 phản ánh quy mô dân số ngày càng tăng.

Qua đây ta thấy, từ năm 2005 đến 2011, dân số nước ta đã có những bước thay đổi lạc quankhi tốc độ phát triển được giảm dần, là thành quả của chính sách kế hoạch hóa gia đình và trình độnhận thức của người dân đã được thay đổi đáng kể

Dân số trung bình tăng 1.1 triệu người / năm Hiện nay, dân số của nước ta là 90.549.390người Dân số năm 2011 tăng đột biến do tình trạng mất cân bằng giới tính và tuổi thọ của dân sốcũng tăng lên

Hình 1.1 Đồ thị biểu thị dân số Việt Nam từ năm 2005 đến 2011

2.1.2 Tăng trưởng kinh tế

Phân chia kinh tế Việt Nam theo 3 nhóm ngành chính : Nông, lâm nghiệp và thủy hải sản ( nhóm NN) ; Công nghiệp và Xây dựng ( CN & XD ) ; Dịch vụ ( DV )

Dựa trên các nhóm ngành này ta đánh giá sự phát triển của các khu vực, để từ đó đánh giá chính xác sự phát triển của nền kinh tế

Bảng 1.2 Tổng sản phẩm quốc nội phân theo nhóm ngành kinh tế từ năm 2006 đến năm

2011

Năm GDP ( Tỷ đồng ) Tốc độ phát triển ( % / năm )

Phân tích dãy số theo thời gian ta có bảng sau

Đồ án tốt nghiệp Khoa Quản Lý Năng Lượng

Qua bảng 2.2, ta thấy GDP của các thành phần kinh tế và của cả nước tăng qua các năm Sựphát triển nhanh chóng, dưới sự định hướng chuyển dịch kinh tế của nhà nước, từ khu vực nôngnghiệp sang khu vực công nghiệp – xây dựng, dịch vụ, hướng tới đưa nước ta thành nước côngnghiệp vào năm 2020

Hiện nay, ngành dịch vụ và công nghiệp đóng góp vào tổng sản phẩm quốc nội hơn 40% trongkhi ngành công nghiệp chỉ đóng góp hơn 10%

Do có nhiều nguyên nhân về cơ chế chính sách đầu tư, chưa đáp ứng được nhu cầu của nềnkinh tế nên tốc độ tăng trưởng thấp nhất và năm 1999 là 4.77% Sau đó, từ sự thay đổi tích cực từcác cơ chế, chính sách mà GDP đã tăng trưởng và thu hút đầu tư mạnh hơn Năm 2006, tốc độ tăngGDP ở mức cao là 8.23% Cuộc khủng hoảng kinh tế kèm theo những sai lầm trong quy hoạch, nônnóng trong phát triển, đã đưa lạm phát của nước ta lên 2 con số, tốc độ tăng trưởng giảm liên tục.Tuy nhiên nhờ sự lãnh đạo và chỉ đạo kịp thời của Đảng, Chính phủ với sự nỗ lực cố gắng và chủđộng khắc phục khó khăn của các Bộ ngành địa phương, doanh nghiệp và sự hưởng ứng đồngthuận của toàn dân nên kinh tế nước ta đã bước đầu vượt qua được một số khó khăn, thách thức

Do đó, tốc độ tăng trưởng dần được phục hồi, năm 2011, tốc độ tăng trưởng GDP trong cả nước đạt5.89

Hình 1.2 Biểu đồ tổng GDP và các thành phần kinh tế

2.2 Định hướng phát triển kinh tế - xã hội của Việt Nam giai đoạn 2012 – 2016

Định hướng chung: Phấn đấu đến năm 2020 nước ta cơ bản trở thành nước công nghiệp theo hướng hiện đại; chính trị - xã hội ổn định, dân chủ, kỷ cương, đồng thuận; đời sống vật chất và tinhthần của nhân dân được nâng lên rõ rệt; độc lập, chủ quyền, thống nhất và toàn vẹn lãnh thổ được giữ vững

*Về văn hóa, xã hội

Đến năm 2020, tốc độ tăng dân số ổn định ở mức khoảng 1%;

*Về kinh tế:

Phấn đấu đạt tốc độ tăng trưởng tổng sản phẩm trong nước (GDP) bình quân 7 – 8%/năm GDP năm 2020 theo giá so sánh bằng khoảng 2.2 lần so với năm 2010; GDP bình quân đầu người theo giá thực tế đạt khoảng 3000 USD

Đảm bảo ổn định kinh tế vĩ mô Xây dựng cơ cấu kinh tế công nghiệp, nông nghiệp, dịch

vụ hiện đại, hiệu quả Tỉ trọng các ngành công nghiệp và dịch vụ chiếm khoảng 85% trong GDP Giá trị tổng sản phẩm công nghệ cao và sản phẩm ứng dụng công nghệ cao đạt khoảng 40% trong

Nguyễn Văn Duy – Lớp Đ1 QLNL 47