Electricity demand forecasting using UP-DOWN method
The article deals with the issue of electricity demand forecasting as a complex, multi-step and iterative process. The process realization requires solving the wide range of social, economic and science-technical problems. The UP-DOWN method has been studied to solve the task of electricity demand f...
Gespeichert in:
| Datum: | 2013 |
|---|---|
| Автори та афіліації: |
|
| Ключові слова: | keywords |
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
2013
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/495 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | System Research in Energy |
| Завантажити файл: |
|
Institution
System Research in Energy| _version_ | 1871103923728678912 |
|---|---|
| author | Sas |
| author_facet | Sas |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Sas ",
"institution": null
}
] |
| author_sort | Sas |
| baseUrl_str | https://systemre.org/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T12:57:40Z |
| description | The article deals with the issue of electricity demand forecasting as a complex, multi-step and iterative process. The process realization requires solving the wide range of social, economic and science-technical problems. The UP-DOWN method has been studied to solve the task of electricity demand forecasting in Ukraine. The general description of UP-DOWN method, presupposing electricity demand forecasting at the UP macro-level and the sectoral DOWN level as well as the peculiarities of its application. The impact factors, which can have influence on electricity demand and must be considered during calculations, were described.The results of calculations of electricity demand up to 2030, obtained using UP-DOWN method, were described. The calculations were also compared with the baseline scenario of updated Energy Strategy of Ukraine up to 2030 and the pessimistic scenario of the previous version of Energy Strategy of Ukraine up to 2030. |
| first_indexed | 2026-03-24T02:01:59Z |
| format | Article |
| fulltext |
11ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 3 (34)
УДК 620.9 Д.П. САС
Інститут загальної енергетики НАН України, м. Київ
ПРОГНОЗУВАННЯ ПОПИТУ НА ЕЛЕКТРИЧНУ ЕНЕРГІЮ
ЗА ДОПОМОГОЮ МЕТОДУ UP-DOWN
Розглянуто питання прогнозування попиту на електричну енергію за допомогою
методу UP-DOWN. Описано розрахунок попиту на електричну енергію до 2030 року,
проведений за допомогою цього методу.
К л ю ч о в і с л о в а: електроенергія, попит, прогнозування, функція, електроємність
ВВП, електроспоживання, екстраполяція.
Електроенергія являє собою один з найбільш
значущих продуктів проміжного споживання
країни і становить вагому частку в витратах
практично усіх галузей економіки.
Прогнозування та планування економіки – це
складний багатоступеневий та ітеративний
процес, у ході реалізації якого повинно вирішу-
ватися широке коло різних соціально-еконо-
мічних та науково-технічних проблем.
Прогнозування попиту на електроенергію –
важливе питання енергетичного планування та
політики. Це складне питання не тільки для
країн, що розвиваються, у яких відсутні
необхідні дані, підходящі моделі та інституціо-
нальний апарат, а й для промислово розвине-
них країн, у яких такі ускладнення відсутні.
Довгострокові прогнози динаміки спожи-
вання електричної енергії в Україні набувають
особливої актуальності, оскільки вони є важли-
вим компонентом концепцій, стратегій та пла-
нів довгострокового розвитку електроенергети-
ки, а також основою збалансованого зростання
різних секторів економіки у майбутньому. Тому
ключовим показником при прогнозуванні
попиту на електроенергію виступає такий
показник енергетичної ефективності, як елек-
троємність валового внутрішнього продукту.
У теорії та практиці планової діяльності за
минулі роки накопичено значу кількість різно-
манітних методів розробки прогнозів та планів.
За оцінками вчених, налічується більше 150
різних методів прогнозування, на практиці ж в
ролі основних використовується лише 15–20.
Розвиток засобів обчислювальної техніки надає
можливість розширення обсягу методів про-
гнозування, що використовуються, та їх удос-
коналення.
Метою даної статті є висвітлення такого
методу прогнозування потреби в енергоресур-
сах, зокрема в електроенергії, як метод UP-
DOWN. Цей метод частково заснований на
методі виявлення залежностей, в якому основ-
ним інструментом будь-якого прогнозу є схема
прогнозування. Окремим випадком у класі
моделей виявлення залежностей є екстраполя-
ційні моделі. Їх сутність полягає у вивченні ста-
лих тенденцій розвитку об’єкта прогнозу, що
склалися у минулому і теперішньому часі, і
переносі їх на майбутній час. Розрізняють фор-
мальну та прогнозну екстраполяцію.
Формальна ґрунтується на припущенні про
збереження в майбутньому минулих та тепе-
рішніх тенденцій розвитку об’єкта прогнозу, а
при прогнозній екстраполяції фактичний роз-
виток узгоджується з гіпотезами про динаміку
розвитку об’єкта, що досліджується, з ураху-
ванням зміни впливу різноманітних факторів у
перспективі. Необхідно зазначити, що методи
екстраполяції застосовуються звичайно на
початковому етапі прогнозування для визна-
чення тенденцій зміни показників.© Д.П. САС, 2013
Метод UP-DOWN передбачає прогнозуван-
ня попиту на електроенергію на верхньому
макрорівні UP та на нижньому секторальному
рівні DOWN. На рівні UP розробляється про-
гноз загальної електроємності ВВП шляхом
апроксимації і екстраполяції функції електро-
ємності ВВП, побудованої на основі ретро-
спективних даних. Також будується екстрапо-
ляційна функція для загального ВВП країни на
задану перспективу. З використанням отрима-
них екстраполяцією значень електроємності
ВВП та обсягів ВВП розраховується попит на
електроенергію для макрорівня UP.
Прогнозування попиту на електроенергію
на секторальному рівні Down передбачає роз-
робку прогнозів обсягів виробництва та елек-
троємності для окремих секторів національної
економіки. На основі ретроспективних даних
щодо споживання електроенергії та виробле-
ного у секторі економіки ВВП шляхом апрок-
симації будується функція електроємності ВВП
конкретного сектору і потім шляхом екстрапо-
ляції отримується значення електроємності
ВВП для шуканого року. Аналогічно розроб-
ляється прогноз секторального ВВП.
Просумувавши розраховані для секторального
рівня значення попиту на електроенергію,
можна отримати значення загальної потреби у
електроенергії для рівня DOWN.
Обсяги попиту на електричну енергію, роз-
раховані на рівнях UP і DOWN, як правило,
відрізняються між собою. Для того щоб забез-
печити збіжність результатів, необхідно прово-
дити коригуючі розрахунки. Коригування
забезпечується шляхом проведення ітерацій-
них процедур, спрямованих на зближення
прогнозних значень UP і DOWN.
З використанням зазначеного підходу, в
межах визначення попиту на електроенергію до
2030 року, на рівні UP були побудовані екстра-
поляційні функції обсягів виробництва та елек-
троємності ВВП на основі ретроспективних
даних за 1999–2012 роки. Для побудови апрок-
симаційних та екстраполяційних функцій
використовувались засоби MSExcel. В середо-
вищі MSExcel для таких задач використову-
ється метод найменших квадратів. Функції
електроємності та обсягів виробництва ВВП
наведено на рис. 1 і 2.
Показник R2 на графіку являє собою
величину достовірності апроксимації або так
званий коефіцієнт детермінації. Він відображає
долю дисперсії залежної змінної, що
пояснюється вибраною функцією залежності.
Він дорівнює одиниці мінус частка непоясне-
ної дисперсії в дисперсії залежної змінної. Чим
вищий цей показник (його найвище значення
одиниця), тим достовірніша проведена апрок-
Рис. 1. Прогноз загальної електроємності ВВП до 2030 року/Рівень UP
Д.П. САС
ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 3 (34)12
симація. Значення R2 повинно бути не меншим
за 0,5 для того, щоб вибрана для апроксимації
залежність могла вважатись прийнятною.
Ґрунтуючись на цих функціях, були розра-
ховані значення обсягів виробництва та елек-
троємності ВВП на період до 2030 року, відпо-
відно 3426 млрд грн у цінах 2012 року та
0,0692 кВт•год/грн, і було отримано значення
попиту на електроенергію на 2030 рік для рівня
Up, яке дорівнює 348 млрд кВт•год.
Рис. 2. Прогноз обсягу ВВП до 2030 року у цінах 2012 року/Рівень UP
Рис. 3. Прогноз електроємності промисловості до 2030 року/Рівень DOWN
Прогнозування попиту на електричну енергію за допомогою методу UP-DOWN
ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 3 (34) 13
На рівні DOWN були побудовані окремі екс-
траполяційні функції електроємності ВВП для
таких секторів економіки: «Промисловість»,
«Сільське господарство», «Транспорт»,
«Будівництво» та «Інші непромислові спожива-
чі». Функції електроємності ВВП для цих сек-
торів були побудовані на основі ретроспектив-
них даних за 2001–2011 роки. Розподіл ВВП за
секторами був запозичений із Статистичного
щорічника України за 2011 рік. У сектор
«Промисловість» увійшли такі види економіч-
ної діяльності, як «Добувна промисловість»,
«Переробна промисловість» та «Виробництво і
розподілення електроенергії, газу та води». До
сектору «Інші непромислові споживачі» було
віднесено такі види економічної діяльності:
«Торгівля; ремонт автомобілів, побутових виро-
бів та предметів особистого вжитку», «Освіта»,
«Охорона здоров’я та надання соціальної допо-
моги» та «Інші види економічної діяльності».
На даному етапі розрахунків припускалося, що
розподіл ВВП за секторами економіки зали-
шиться такий самий, як і у 2011 році, останньому
році, дані за який є доступними.
Для таких секторів кінцевого споживання
електроенергії, як «Населення» та «Кому-
нально-побутові споживачі», для яких розви-
ток попиту на електроенергію недоцільно про-
гнозувати шляхом екстраполяції електроємно-
сті ВВП, були розраховані екстраполяційні
криві споживання електричної енергії. Вони
ґрунтуються на даних з електроспоживання за
2000–2012 роки. Функція електроємності сек-
тору «Промисловість» показана на рис. 3.
Функцію електроспоживання сектору «Насе-
лення» наведено на рис. 4.
Після проведення розрахунків електроємно-
сті ВВП та обсягів споживання електричної
енергії для окремих секторів, було визначено
значення загального попиту на електроенергію
для рівня DOWN. Воно становить 274 млрд
кВт•год на 2030 рік.
Загальні результати розрахунків наведені у
табл. 1.
У табл.2 для порівняння наведені значення
попиту на електроенергію в Україні на рівні
2030 року згідно з даними діючої (песимі-
стичний сценарій) та оновленої (базовий
сценарій) Енергетичної Стратегії України на
період до 2030 року. Вибір базового сценарію
оновленої Енергетичної Стратегії України на
період до 2030 року зумовлений тим фактом,
що розробка цього документа була завершена
нещодавно, зокрема влітку 2013 року, тобто
Рис. 4. Прогноз електроспоживання сектору «Населення» до 2030 року/Рівень DOWN
Д.П. САС
ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 3 (34)14
на даний момент базовий сценарій є най-
більш імовірним варіантом розвитку країни,
на погляд розробників документа, і доцільно
використовувати для порівняння саме його.
Вибір песимістичного сценарію замість
базового сценарію попередньої редакції
Енергетичної Стратегії України на період до
2030 року пояснюється тим, що цей документ
було ухвалено у 2006 році, а розроблявся ще
раніше і не враховував наслідків глобальної
економічної кризи 2009 року, яка мала знач-
ний деструктивний вплив на економіку
України. Економіка України навіть у
2012 році ще не вийшла на докризовий рівень
2008 року. Таким чином, у контексті поперед-
ньої редакції Енергетичної Стратегії України
на період до 2030 року доцільно вибирати для
порівняння песимістичний сценарій розвит-
ку країни.
Подальші дослідження будуть спрямовані на
узгодження значень попиту на електроенергію,
отриманих на рівнях UP і DOWN. Процедура
погодження буде виконуватись з урахуванням
чинників впливу на попит в електричній енер-
гії, найбільш важливими з яких є такі:
• вплив науково-технічного прогресу в
цілому у країні і в окремих секторах економіки
(повна відмова від мартенівського способу
виробництва та впровадження технології без-
перервного лиття у металургії, використання
теплових насосів у теплоенергетиці, впровад-
ження пиловугільних котлів на суперкритич-
них параметрах пари, впровадження енерге-
тично-ефективних систем освітлення тощо);
• політичні рішення щодо форсування
окремих секторів і технологій або структурної
перебудови економіки (надання різного роду
преференцій та заохочувальних стимулів для
окремих секторів на кшталт «зелених тарифів»,
вибіркове пом’якшення оподаткування тощо);
• політичні рішення зовнішньополітич-
ного значення (підтвердження Україною участі
у другому періоді дії зобов’язань Кіотського
Протоколу до Рамкової Конвенції ООН про
зміну клімату, прийняття на себе різного роду
зобов’язань відповідно до міжнародних стан-
дартів і правил тощо);
• можливий вплив міжнародної ситуації
на окремі сектори економіки (зміни в імпорті-
експорті товарів та ін.);
• економічні обставини (різке підвищен-
ня цін на енергоносії та ін.).
Таблиця 1 – Порівняння результатів розрахунків на рівнях UP і DOWN
Таблиця 2 – Порівняння результатів розрахунків з даними діючої та оновленої Енергетичної
Стратегії України на період до 2030 року
Прогнозування попиту на електричну енергію за допомогою методу UP-DOWN
ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 3 (34) 15
ВИСНОВКИ
1. Проведені розрахунки показали, що на
рівні Up доцільно розглядати макрорівень еко-
номіки країни в цілому, а на рівні DOWN –сек-
торальний поділ національної економіки.
2. Результати розрахунків дозволяють зроби-
ти висновок про те, що метод UP-DOWN
доцільно використовувати у тих випадках, коли
довжина ретроспективного (базового) періоду
приблизно відповідає довжині прогнозного
періоду.
3. Отримані результати розрахунків (значен-
ня попиту на електроенергію у обсязі
311 млрд кВт•год на 2030 рік) корелюються з
базовим сценарієм оновленої Енергетичної
Стратегії України на період до 2030 року
(276 млрд кВт•год на 2030 рік) і песимістичним
сценарієм попередньої редакції Енергетичної
Стратегії України на період до 2030 року
(336 млрд кВт•год на 2030 рік).
4. Подальші дослідження будуть спрямовані
на узгодження значень попиту на електроенер-
гію, отриманих на рівнях UP і DOWN.
Надійшла до редколегії 25.10.2013
Рецензент
Директор ІЗЕ НАН України,
академік НАН України, д-р техн. наук
М.М. Кулик
16 ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 3 (34)
Д.П. САС
|
| id | systemreorg-article-495 |
| institution | System Research in Energy |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:15:55Z |
| publishDate | 2013 |
| publisher | General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | systemreorg/40/f295bbb4886114cddf4ae53a2a7e2b40.pdf |
| spelling | systemreorg-article-4952026-07-18T12:57:40Z Electricity demand forecasting using UP-DOWN method Прогнозування попиту на електричну енергію за допомогою методу UP-DOWN Sas electricity, demand, forecasting, function, GDP electric intensity, electricity consumption, extrapolation. електроенергія, попит, прогнозування, функція, електроємність ВВП, електроспоживання, екстраполяція. The article deals with the issue of electricity demand forecasting as a complex, multi-step and iterative process. The process realization requires solving the wide range of social, economic and science-technical problems. The UP-DOWN method has been studied to solve the task of electricity demand forecasting in Ukraine. The general description of UP-DOWN method, presupposing electricity demand forecasting at the UP macro-level and the sectoral DOWN level as well as the peculiarities of its application. The impact factors, which can have influence on electricity demand and must be considered during calculations, were described.The results of calculations of electricity demand up to 2030, obtained using UP-DOWN method, were described. The calculations were also compared with the baseline scenario of updated Energy Strategy of Ukraine up to 2030 and the pessimistic scenario of the previous version of Energy Strategy of Ukraine up to 2030. Розглянуто питання прогнозування попиту на електричну енергію як складний багатоступеневий та ітеративний процес, у ході реалізації якого повинно вирішуватися широке коло різних соціально-економічних та науково-технічних проблем. З метою вирішення задачі прогнозування попиту на електроенергію в Україні розглядається метод UP-DOWN. Наведено загальний опис методу, що передбачає прогнозування попиту на електричну енергію на макрорівні UP та секторальному рівні DOWN, та особливості його застосування. Пояснено чинники впливу на попит в електроенергії, які необхідно враховувати в межах проведення розрахунків.Описано результати розрахунків попиту на електричну енергію до 2030 року за методом UP-DOWN, які порівняні з базовим сценарієм оновленої Енергетичної Стратегії України на період до 2030 року і песимістичним сценарієм попередньої редакції Енергетичної Стратегії України на період до 2030 року. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2013-11-12 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/495 System Research in Energy; No. 3 (34) (2013): The Problems of General Energy; 11-16 Системні дослідження в енергетиці; № 3 (34) (2013): Проблеми загальної енергетики; 11-16 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/495/429 Copyright (c) 2013 Sas https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0 |
| spellingShingle | electricity demand forecasting function GDP electric intensity electricity consumption extrapolation. Sas Electricity demand forecasting using UP-DOWN method |
| title | Electricity demand forecasting using UP-DOWN method |
| title_alt | Прогнозування попиту на електричну енергію за допомогою методу UP-DOWN |
| title_full | Electricity demand forecasting using UP-DOWN method |
| title_fullStr | Electricity demand forecasting using UP-DOWN method |
| title_full_unstemmed | Electricity demand forecasting using UP-DOWN method |
| title_short | Electricity demand forecasting using UP-DOWN method |
| title_sort | electricity demand forecasting using up-down method |
| topic | electricity demand forecasting function GDP electric intensity electricity consumption extrapolation. |
| topic_facet | electricity demand forecasting function GDP electric intensity electricity consumption extrapolation. електроенергія попит прогнозування функція електроємність ВВП електроспоживання екстраполяція. |
| url | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/495 |
| work_keys_str_mv | AT sas electricitydemandforecastingusingupdownmethod AT sas prognozuvannâpopitunaelektričnuenergíûzadopomogoûmetoduupdown |