基于电力大数据的宁夏乡村振兴研究

沙江波，朱东歌，马瑞，刘佳，张爽，闫振华，康文妮

（国网宁夏电力有限公司电力科学研究院，宁夏银川 750011）

0 引言

实现巩固拓展脱贫攻坚成果同乡村振兴有效衔接是“十四五”期间工作的重中之重，各地政府正在积极推进乡村振兴工作[1-3]。在实施乡村振兴战略背景下，将电力大数据与乡村振兴战略相结合，充分发挥电力大数据的技术优势，可为政府精准施策提供可靠的依据，因此，基于电力大数据的宁夏乡村振兴研究显得尤为重要。

目前针对基于电力大数据的乡村振兴研究相对较少，已有大数据应用主要在经济运行态势分析、用电客户画像、用电行为分析等方面。文献[4]构建了电力消费指数模型，实现了对各区域、产业、行业的电力消费水平精准分析。文献[5]构建了基于电力大数据的经济景气指数，客观反映了经济运行状况，辅助预测经济发展的趋势，实现从电力视角观测经济的目标，为政府政策制定提供参考。文献[6]通过对电力数据与GDP 进行格兰杰因果分析，构造GDP 预测模型，实现地区GDP 值的精确预测。文献[7]用渐次回归法并设定窗口期来实现GDP 数据波动的动态调整及精准测算。文献[8]以电力数据为基础，结合传统统计数据，采用Bagging 和Boosting 等算法对工业增加值实现现时预测。文献[9]构建出电力大数据下客户立体画像的理论模型，从市场策略、市场开发等六个方面构建客户立体图像影响的理论模型并进行实例验证。文献[10]研究了用户画像和标签在电力服务系统中的应用，研究表明通过用户画像和标签的应用，可以更精准地分析用户行为。文献[11]提出了一种电力用户用电特征选择与行为画像方法，有效选取优质特征作为画像标签，从而构建各类用户用电行为画像。

本文将电力大数据与乡村振兴战略相结合，着重分析乡村居民用电情况和乡村特色产业发展状况,透视电力数据与农村经济发展之间的关联性，综合评估乡村产业发展态势和居民电气化水平，并以宁夏闽宁镇作为典型经验，分析闽宁镇居民生活水平变化和产业发展状况，监测“全国脱贫攻坚楷模”闽宁镇的乡村振兴情况。最后，结合全区乡村居民、产业用电情况，构建乡村振兴指数模型，评估宁夏全区乡村振兴情况，为乡村振兴战略的发展提供及时、准确、可量化的参考。

1 数据获取与预处理

1.1 数据获取

从营销业务应用系统采集企业基本信息、用电档案信息、用电量信息等数据，从宁夏统计局、农业农村厅获取乡村产业数据、农村居民收入信息。

1.2 数据预处理

采集到的电力数据和居民收入、乡村产业等外部数据是杂乱的，需要按照一定规则对这些数据进行过滤。首先对所有数据进行分类，如果属于缺失值，剔除不合理缺失值，按照缺失率对合理数据采用众数、均值等最优方法填充。如果属于极端值，当其服从正态分布时，以均值是否介于±3 标准差的上下界内为过滤标准，超出界限则处置为界限值；当其不服从正态分布，以1%和99%分位数上下界为过滤标准，超出界限则处置为界限值。

2 基于电力大数据的宁夏乡村振兴分析

2.1 电力看居民生活水平

乡村居民生活水平与用电量之间存在着强相关性，从乡村居民用电户数、新增用电户数情况、乡村居民用电量等不同维度对居民用电数据进行分析，可实现从电力角度分析乡村居民生活水平的发展情况。利用人均用电量数据，结合居民可支配收入数据，得到2018—2020年乡村居民年人均可支配收入与乡村居民年人均用电量的发展趋势，如图2所示。

图1 数据预处理流程

图2 2018—2020年宁夏乡村居民年人均可支配收入与乡村居民年人均用电量情况

由图2 可知，宁夏乡村居民年人均可支配收入与乡村居民年人均用电量均呈增长趋势，且二者呈正相关性。2018年宁夏乡村居民年人均可支配收入为1.171万元，2019年、2020年宁夏乡村居民年人均可支配收入环比增长分别为9.83%、8.01%，年人均用电量环比增长分别为2.35%、6.61%，乡村居民年人均可支配收入与年人均用电量逐年增长；因此，随着居民电气化水平的提高，居民生活水平也在随之增加。

2.2 电力看乡村产业发展

乡村产业的发展壮大是乡村经济中最为重要的一环，近年宁夏依托自然环境特点，发挥地区特色优势，大力培育新兴产业，助力乡村振兴。为掌握乡村产业结构调整和转型升级情况，以及乡村振兴战略实施以来带动各行业发展情况，从乡村三大产业和各行业用电量、用户数展开分析。

2.2.1 乡村三大产业用电量及用电户数分析

2019—2021 年的1—4 月宁夏乡村一、二、三产业用电量、用电户数变化情况分别如图3—图4 所示。

图3 2019—2021年的1—4月宁夏乡村各产业用电量情况

图4 2019—2021年的1—4月宁夏乡村各产业用电户数情况

由图3—图4可知，同年第二产业用电量占比最大，但2019—2021 年的1—4月宁夏乡村三大产业的用电量整体呈现上升趋势，用电户数都有不同的增长，2021年宁夏第一产业、第二产业、第三产业用电量同比增长81.48%，11.01%，26.62%，用电户数同比增长28.76%，7.14%，8.52%，第一产业增速最快，体现出宁夏围绕农业、服务业开展的乡村振兴工作成效显著。

三大产业用电户数逐年上升，体现出随着乡村振兴政策的落实推进，乡村产业环境逐步改善，原本外出务工的乡村居民逐渐返乡回流，第一和第三产业用户涨幅明显，突出表明乡村居民结合乡村环境和特色，积极发展乡村特色产业。

2.2.2 乡村各行业用电量及用电户数分析

从用电量和用电户数角度，分析各行业在乡村振兴过程中所发挥的作用，2019—2021 年的1—4 月宁夏乡村各行业用电量、用电户数分别如图5—图6所示。

图5 2019—2021年的1—4月宁夏乡村各行业用电量情况

图6 2019—2021年的1—4月宁夏乡村各行业用电户数情况

由图5—图6可知，除工业、建筑业和住宿、餐饮、零售业，其他行业用电量均逐年上升，各行业的用电户数都逐年递增，整体增长12.77%，其中农、林、牧、渔业的用户同比增长最高，为27.94%，住宿、餐饮、零售业的同比增长最低，为5.98%，可以看出2021 年乡村居民工作倾向农、林、牧、渔业。在国家乡村振兴政策的指引下，乡村居民返乡开展相关产业活动，体现出乡村振兴战略对建设新型农村效果明显，对重塑城乡关系具有重要意义。

2.3 乡村振兴典型经验

以电力大数据为核心，探究电力消费数据与乡村经济发展间的关系，以闽宁镇作为典型经验，从电力角度评估乡村经济发展和乡村振兴成效，为政府乡村振兴战略政策制定提供参考，服务乡村经济发展。

2.3.1 闽宁镇居民用电户数及用电量情况分析

闽宁镇从最初8 000 多人的闽宁村逐步发展成6个村6.6万人的闽宁镇，产生了巨大的人口吸附效应。2010—2021 年闽宁镇居民用电户数和用电量变化情况分别如图7、图8所示。

图7 2010-2021年闽宁镇居民用电户数变化情况

图8 2019-2021年4月闽宁镇居民生活用电量变化情况

由图7 可知，闽宁镇用电新增开户数逐渐增加。2010—2021 年闽宁镇累计用电户数呈上升趋势，其中在2011—2017年居民用电户数增加最为明显，闽宁镇陆续接纳来自宁夏“西海固”六个国家级贫困县的四万多移民，人口吸附效果明显，2021年总居民用户是2010年的近5倍。由图8可知，闽宁镇居民生活总用电量及户均用电量总体上逐年均有提升，闽宁镇居民户均生活用电量体现了居民整体用电水平，一般户均用电量越高，表示居民电气化程度越高或生活水平越高。

2.3.2 闽宁镇产业发展情况分析

2019—2021 年的1—4 月闽宁镇各产业用电量变化情况如图9所示。

图9 2019—2021年的1—4月闽宁镇各产业用电量变化情况

由图9 可知，2021 年闽宁镇第一产业和第三产业发展势头强劲，用电量增幅明显。2021 年第一产业用电量比2020年增加17%，2021年第三产业用电量比2020年增加29.3%。特色产业是闽宁镇“美丽乡村建设”过程中从“输血”到“造血”的关键一步。闽宁镇未开发土地多、青壮劳动力充足，依靠这些优点，闽宁镇政府坚持走“种葡萄、养黄牛、育菌草、抓劳务、建园区”发展道路，在镇内形成多个农产品产业区、畜牧养殖区、商贸服务区以及特色产业园，使移民脱贫走上了致富之路。

2.3.2.1 闽宁镇农业发展

2019—2021 年的1—4 月闽宁镇农业用电量及户数变化情况如图10所示。

图10 2019—2021年的1—4月闽宁镇农业用电量及户数变化情况

由图10 可知，2019 年至2021 年，闽宁镇农业用电量和用电户数均有所增加，2021 年用电量增长迅猛，比2020 年增加15.7%;用电户数比2020年增加37.6%。主要是因为闽宁镇大力培育种养大户、家庭农场、农民合作社、龙头企业等新型农业经营主体，积极培育优质特色农产品品牌，近年来特色种植、特色养殖发展态势良好。

2.3.2.2 闽宁镇制造业发展分析

2019—2021 年的1—4 月闽宁镇制造业用电量及户数变化情况如图11所示。

图11 2019—2021年的1—4月闽宁镇制造业用电量及户数变化情况

为提升闽宁镇的产业水平，改善闽宁镇就业环境，增加移民收入，闽宁镇投资建设了围绕葡萄酒及配套产业、劳动密集型轻纺工业、机械电气为主的产业园区。由图11可知，2019年—2021年闽宁镇制造业用电户数稳步增加，2021 年用电户数较2020 年增长12.35%，2020 年用电量较2019年增长8.33%。

2.3.2.3 闽宁镇服务业发展分析

2019—2021 年的1—4 月闽宁镇服务业用电量及户数变化情况如图12所示。

图12 2019—2021年的1—4月闽宁镇服务业用电量及户数变化情况

由图12 可知，2019 年—2021 年闽宁镇服务业得到了飞速发展，用电量和用电户数均明显增加。2021 年1—4 月闽宁镇服务业用电量较2020年1—4 月增长52.6%，用电户数增长19.7%。宁夏打造贺兰山东麓生态文化旅游品牌，推动闽宁镇文化旅游特色小镇建设发展，并开展红色旅游、影视旅游、休闲旅游、研学旅游、康养旅游等五大精品旅游线路，带领更多游客走进闽宁镇。基于文化旅游产业的发展，继而对闽宁镇服务业产生较大推动作用。

3 乡村振兴指数模型

为综合评估宁夏乡村振兴总体情况，考虑乡村居民的生活水平和乡村产业的发展情况，提出乡村振兴指数，计算方法如下：

1）构建乡村居民生活水平指数F1。利用乡村居民可支配收入、乡村居民用电户数、乡村居民新增用电户数、乡村居民用电总量和乡村居民户均用电量五个变量Qi（i=1，2，……5；分别对应五个变量），通过熵值法计算各变量权重Wi，由式（1）得到F1，反映了乡村居民的生活水平。

2）构建乡村产业发展指数F2。利用乡村产业用电户数、乡村产业新增用电户数、乡村产业用电总量和乡村产业户均用电量4 个变量Qj（j=1，2，……4；分别对应4个变量），通过熵值法计算各变量权重Wj，由式（1）得到F2，反映了乡村产业的发展情况；

式中：k=1，2。

3）由式（2）计算乡村振兴指数I。

式中：Wk—Fk的权重。

通过熵值法计算出各变量权重，加权得到乡村居民生活水平指数F1和乡村产业发展指数F2,如表1所示。最终的乡村振兴指数I如表2所示。

表1 乡村居民生活水平指数和乡村产业发展指数

表1 续

表2 乡村振兴指数

利用上述乡村振兴指数，评估了宁夏地区在实施乡村振兴战略以来乡村居民的生活水平和乡村产业发展的变化。2018年—2021年1季度期间各季度乡村振兴指数变化趋势如图13所示。

图13 2018—2021年各季度乡村振兴指数变化趋势

由图13可知，宁夏地区每年一季度的乡村振兴指数都有回落，一方面，由于处于冬季，农业受季节影响较大；另一方面，在中国最重要的传统节日春节期间，大部分居民回家过年，部分产业也进入停产休业状态。每年二季度气候回暖，乡村各产业复工复产，乡村振兴指数明显升高。2020 年一季度由于受新冠疫情影响，居民居家隔离，企业停工停产，乡村振兴指数大幅度回落。从2018—2021 年各季度的乡村振兴指数趋势图上看，乡村振兴指数近三年整体呈上升趋势。说明近三年乡村居民的生活水平在不断提高，乡村产业发展蒸蒸日上。

4 结论

依托电力大数据，分析乡村居民用电情况和乡村特色产业发展状况，透视电力数据与农村经济发展之间的关联性，对闽宁镇特色振兴做法进行剖释总结，以此透视乡村振兴实施的成效，从数据显现上为其他贫困地区提供明确的、具有典范意义的东西部协作和乡村振兴意见。

1）居民用电与居民从事的生产活动密切相关，乡村居民人均收入和人均用电量变化趋势一致，表明随着乡村居民电气化水平的提升，人均收入也在稳步增长。

2）宁夏各地市结合独特区位因素，因地制宜，提出各具特色的乡村发展政策，推动乡村特色产业发展，为返乡居民创造更多就业机会。

3）闽宁镇经济发展已取得显著成绩，居民新增开户数和户均用电量逐年增加，闽宁镇第二产业和第三产业形成了良好的发展趋势。在工业方面，集中发展轻工纺织、金属制造以及机械电气产业，是带动就业和推动乡村振兴的重要支柱；在服务业方面，批发零售业已成为闽宁镇服务业的中坚力量。