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1、对外经济贸易大学硕士学位论文天气期货在中国电力行业的应用姓名：李乐申请学位级别：硕士专业：金融学指导教师：门明20070401提要天气期货是以天气作为交易标的一种较为年轻但极具成长潜力的金融衍生产品。他的交易方式及原理类似于一般的期货产品。美国芝加哥商业交易所(C M E)与伦敦国际金融期货交易所(L I F F E)均已推出天气期货。中国大连商品交易所已经开始研究开发天气期货产品。本文以北京市电力销售量对天气变化的反应为研究对象，以中国气象科学数据共享服务网、国家电力信息网提供的数据为依据，通过计量经济学的回归分析方法，探析天气变化对电力销售量的影响。为了更好的分析气温变化对电量销售的影响，
2、本文提出了三个假设。在这三个假设前提下，运用s p s s 软件对北京市2 0 0 2 年2 0 0 5 年4 年间各月平均气温及各月电量销售两组数据进行分析，得出Y；a+A x 2+绞工+毛的表达式。该表达式显示了电量销售与天气气温的变化关系，为我们进一步开展天气期货衍生品提供了理论依据。主题词：天气衍生品；期货；天气期货；气温与电力；天气期货与电力A B S T R A C TW e a t h e rd e r i v a t i v et r a d e sf o rw e a t h e rw h i c hi san e wg r o w i n gf i n a n c i a
3、ld e r i v a t i v e sp r o d u c t W e a t h e rd e r i v a f i v e st r a d et h e o r yi st h es a m ea st h en o r m a ld e r i v a t i v e s A sw ek n o w,C h i c a g oM e c h a n i c a lE x c h a n g ea n dT h eL o n d o nI n t c m a t i o n a lF i n a n c i a lF h l u r e sa n dO p t i o n sE
4、 x c h a n g eh a v eo p e r a t e dt h eW e a t h e rf u t u r e sa n do p t i o n s D a l i a nC o m m o d i t yE x c h a n g eh a sr e s e a r c h e dW e a t h e rd e r i v a t i v em a n yy e a r s N o w a d a y si ti st r y i n gt od e s i g nc h i n a sW e a t h e rF u t u r e s T h i sa r t i
5、 c l eg e t st h ei n f o r m a t i o nf r o mt h es t a t ep o w e ri n f o r m a t i o nn e t w o r k(h t t p：w w w s p c o m o n)a n dC h i n aM e t e o r o l o g i c a lD a t aS h a r i n gS e r v i c eS y s t e m(h t t p：c d c c m a g o v c n)T h e n，lu s et h eS P S St oa n a l y z et h er e l
6、 a t i o n s h i pb e t w e e nB e i j i n ge l e c t r i c a ls a l ea n dt h et e m p e r a t u r e I no r d e rt oe l i m i n a t et h eo t h e ri n f l u e n c ef a c t o r s，1l i s t3h y p o t h e s e s U n d e rt h e s eh y p o t h e s e s，w eC a l lg e tt h ef u n c t i o nY 昌口+卢声2+卢2 工+，w h
7、i c h i sa b o u t t h eB e i i i n ge l e c t r i c a ls a l e 柚d 也et e m p e r a t u r e T h i sf u n c t i o na l s os h o w su st h ec o r r e l a t i o nb e t w e e nt h ew e a t h e ra n do u rd a f f yl i f e K e y w o r d s：W e a t h e rD e r i v a t i v e；F u t u r e s；W e a t h e rF u t u
8、r e s；T e m p e r a t u r ea n dE l e c t r i c；W e a t h e rF u t u r e sa n dE l e c t r i c致谢本文在完成过程中，得到了我的导师对外经济贸易大学国际贸易学院门明教授的精心指导。从选题到课外读本的选择，从模型公式的选择到数据应用拟合，从文章字句斟酌到格式编排，门老师都给我很大帮助。感谢门老师的悉心指导，感谢我的家人对我学习、生活关心和照顾。(一)天气期货产生一、导论天气期货是以天气作为交易标的的一种较为年轻但极具成长潜力的金融衍生产品。他的交易方式及原理类似于一般的期货产品。1 9 9 7 年，美国芝
9、加哥商业交易所(C M E)1 率先开始天气期货交易，现在它的产品包括美国天气期货，欧溯天气期货和亚太天气期货。2 0 0 1 年1 2 月1 0 日，伦敦国际金融期货交易所(U F F E)2 推出天气期货。供给和需求是辩证统一的，有供给必然有需求，供给因需求而产生，需求因供给而加大。天气期货之所以被推出，是因为他有众多的市场需求和广阔的发展空间。对美国2 0 0 个公用事业企业进行的一项调查显示，有8 0 的企业将天气作为影响其盈余状况的重要因素，5 0 的企业认为不利天气影响了企业业绩；更有评估表明美国经济中约占2 0 的比重受天气的直接影响。3就在中国发生大面积洪灾之时，全球最重要的农
10、产品市场美国C B O T各市场黄豆期货出现大幅上涨走势，0 5 0 7 合约刷新了前期历史高点；大洋彼岸的热度显然感染了大商所农产品期货，连豆0 5 0 9 合约也发力冲击前期历史高点。C B O T 玉米期货周一跌至两周低点，因美国中西部天气预计将更晚凉爽，引发基金抛盘。保德信证券的谷物分析师表示：“下跌背后的推动因素是天气预其次才是基金结清。”4从以上事例我们看到，天气不仅仅影响我们的农业生产，而且对我们的工业生产、日常生活都有重要影响。面对天气异常变化的风险，期货市场则可以提供有效规避风险的一种新的方法一天气期货。它可以帮助那些对天气气候敏感的企业，如电力、煤气公司、滑雪、高尔夫球场、
11、冷饮公司，以及政府交通、消防、减灾等部门，进行天气风险的管理，减少由于天气的反常变化带来的负面效益。1 美同芝加哥商业交易所(C h i c a g oM e c h a n i c a lE x c h a n g e 缩写C M E)1 8 9 8 年成立，是美国最大的期货交易所，也是世界上第二大买实期货和期货期权合约的交易所。芝加哥商业交易所向投资者提供多项金融和农产品交易。2 伦敦国际金融期货交易所(T h eL o n d o nI n t c m a t i o n a lF i n a n e a lF u t u r c sa n dO p l i o n sE x c h a
12、 n g e 缩写L I F F E)于1 9 8 2 年9 月正式开业，是欧洲建寸最早、交易最活跃的金融期货交易所。3 引自天气风险管理与天气指数期货)b l i p：s t o o k h e x u n c o m i n v e s t d e t a i l a s p x?i d-4 4 2 4 8 9 2 0 0 3，0 8 2 01 0：0 3】期货【1 撤f 力4 发布时间：2 0 0 5 年0 6 月2 8 臼1 2：3 6 中国证券在线1(二)C M E 5 天气期货简介6天气期货是将天气波动风险从希望转出的生产经营者身上转移到希望以承受这种不确定的风险而获利的投资者身上
13、。由于我国气温变化与美国芝加哥地区相似，所以在此我们简单介绍一下C M E 天气期货的基本交易原理。1、做市商的职责期货市场主管机构在每个月开始，根据过去1 0 年当月的气温情况，为设定一个初始衡量值，比如5 0 度(华氏)。为了使市场运转起来，指定的“做市商”接着喊出“出价”和“要价”，前者比初始值稍低，后者稍高，这就是你可以买进或卖出的度数。随着天气的变化和市场的反应，这些交易值在一个月中起伏不定。到了月底，交易所根据实际温度进行结算，以华氏l 度1 0 0 美元的价格兑现所有期货合同。2、天气期货的衡量指标1 1 温度指数温度指数是衡量一天的平均温度与华氏6 5 度(相当于摄氏1 8 3
14、 度)偏离程度的，它包括制热日指数(H D D)和制冷日指数(C D D)。日平均温度是从午夜至4午夜的日最高温度与最低温度的平均值。在工业生产过程中，通常亦以华氏6 5度作为启动熔炉的标准温度；在居民生活中，通常以华氏6 5 度作为采暖通风和空气调节等实施标准。也就是说，当外界气温低于华氏6 5 度时，消费者会使用更多的能源来保持房闻的温度；当外界气温高于华氏6 5 度时，消费者会耗费更多的能源运行空调来降温。2)制热日指数(H D D)7制热日指数(H D D)通过日平均温度与华氏6 5 度的比较来测量寒冷程度，也就是需要采暖的指数。H D D=M a x(O，华氏6 5 度一日平均温度)
15、。例如，假设5 美国芝加哥商业交易所(C h i c a g oM e c h a n i c a l E x c h a n g e 缩写C M g：)6 此小节主要参考 W e a t h e rR i s k E x c h a n g c-t r a d c dd c r i v a t i v e s 中F r e dA r d i t t i,L a nC a l,M e l a n i eC a oa n dR i c h a r dM c D o n a l d 黝W h e t h e rt oH e d g e)-文，以发天气风险管理与天气指数期货，w w w h e x
16、u n t o m 2 0 0 3 0 8 2 01 0：0 3】期货日报7 制热H 指数(H e a t i n g D e g r e eD a y s 缩写H O D)22 0 0 6 年1 1 月份美国芝加哥日均H D D 为2 0(华氏6 5 度一华氏4 5 度)，在1 1 月份的3 0 天内，H D D 指数为6 0 0(2 0 H D D 天x 3 0 天)，则期货合约的名义价值就为6 0 0 0 0 美元(6 0 0 H D D 指数x 1 0 0 美元)。3)制冷日指数(C D D)8制冷日指数(C D D)通过日平均温度与华氏6 5 度的比较来测量温暖程度，也就是需要运行空
17、调降温的指数。C D D=M a x(0，日平均温度一华氏6 5 度)。其计算方式与H D D 计算方式相同，如果日平均温度是华氏8 2 度，那么日C D D 就是1 7，如果日平均温度是华氏5 1 度，那么日C D D 就为0。二、文献综述不论是气温、降水、降雪，还是干旱、沙尘暴，这些天气变化都会对我的生活、生产经营带来很大影响。天气衍生品在美国、英国等金融业较为发达的国家已不是一种理论研究产品，而是在交易所正式交易的成熟产品，并在不断创新。天气衍生品包括天气期货和天气期权，有买入、卖出、互换等形式。在国际上，天气期货作为一种新型的金融工具是最近一些年才被提出的。1 9 9 7 年，美国芝加
18、哥商业交易所(c M E)率先开始天气期货交易，现在它的产品包括美国天气期货，欧洲天气期货和亚太天气期货。2 0 0 1 年1 2 月1 0 日，伦敦国际金融期货交易所(L I F F E)推出天气期货。F r e dA r d i t t i(1 9 9 9)9 详细介绍了C M E 天气期货的交易原理，并解释了如何利用芝加哥商业期货交易所的天气衍生品合约来规避与气温相关的风险。他在文章中提到了某一行业与天气气温变化的相关系数，并通过历史数据估计出该系数。L i x i n Z e n g(2 0 0 0)1 0 用线性公式分析了在天气期货合约中，买入、卖出、互换合约的卖出者的收支情况。他采
19、用t h ea a u a d f lm e t h o d l l 讨论天气期货的定价。M e l a n i eC a o&A n l o n gL i(2 0 0 4)1 2 讨6 制冷E-I 指数(c o o n n g I)c g r e e D a y s 缩写C D D)W h e t h e rI oH e d g e”，A u g u s t1 9 9 9,R i 啦9-1 2,F r e dA r d i t t i,L a aC a i，M e l a n i eC a oa n dR i c h a r dM c D o n a l d”“P r i c i n gW
20、e a t h e rD e r i v a t i v e s”，2 0 0 0，J O U R N A LO FR I S KF I N A N C E，7 2 7 8，L I X I NZ E N G(av i c ep r e s i d e n ti nt h er i s ka n a l y s i sa n dt e c h n o l o g ys c f v i c c sd i v i s i o na tE W B l a n c hC o m p a n y，i nM i n n e a p o l i s，M i n n e s o t a，儿t h ca c t
21、u a d a lm e t h o d：E q：肛+c，p 表示支出的期望价值，c 表示合约的期望成本1 2 一W e a t h e fD e f t v a t i v c sV a l u a t i o na n dM a r k e tP r i c e”，N o v 2 0 0 4，J o u r n a lo fF u t u r c sM a r k e t，V 0 1 2 4，I s e1 1，1 0 6 5 1 0 8 9，w i t hJ a s o nW e i，U n i v e r s i t yo f T o r o n t o 3论分析了动态评估模型：d Y(
22、t)=B【0(t)一Y(t)】d t+0(t)d z(t)”。这些文章从不同角度阐述了天气期货的产生必要性，并围绕天气期货的定价展开分析。我们可以看到，他们对天气期货的分析随着时间的推进而深华，由最初的理论分析，逐渐演变为单变量分析，到近期的动态评估。这些说明天气期货在国际领域逐渐成熟，这一理论也不断得到完善。在国内，我国的天气期货基本处于理论探讨阶段。2 0 0 2 年，大连商品交易所就开始了对天气产品的研究。2 0 0 6 年6 月9 日，大连商品交易所(D C E)与东京金融期货交易所(T F X)在东京签署合作谅解备忘录，表明了两所携手推动天气衍生产品市场发展的意图。“近期，大连商品交
23、易所联合中央气象局研制了天气衍生产品合约，合约上市申请己报证监会。于力(2 0 0 3)1 5 介绍了芝加哥期货交易所天气期货交易的原理。在他的文中，他介绍了制热日指数(H D D)、制冷日指数(C D D)，并介绍了制热日指数期货(H D D)与制冷日指数期货(C D D)的合约规格、合约月份、结算、交易等系列知识。陈靖(2 0 0 4)1 6 以国际通行的期货品种开发理念、规范及原则为指导，创新地分析了我国温度指数期货的合约设计分析了温度指数期货的价格发现、套期保值及企业的具体运用。等文章介绍了美国期货市场天气期货中气温指数期货的交易方式，以理论论述的方法论述我国发行天气期货的可行性及必要
24、性。本文借鉴C M E 的天气期货交易理念，假设我国开展天气期货，以北京市供电局为例，运用计量经济学的分析方法，拟合天气气温与电量销售之间的非线性方程式。我们可以通过数据分析，以事实说明天气气温变化与我们的生产生活息息相关。运用天气期货，可以帮助我们规避天气风险，稳定我们的社会，促进我们的经济发展。因此，天气期货的是金融业发展的必然产物，是我国经济的均衡稳定发展稳定器。”Y(I)表现在的温度，0(t)表长期确定温度，1 3 表示对于长期温度的瞬间反应速度，0(O是季节决定变量；雄)是“e n e r 过程，这个过程的温度的模型是随机游走1 4 大商所与东京金交所合作天气期货成合作重点雅虎财弊h
25、 t t p：c n b i z y a h o o c o r n 0 6 0 6 4 1 h p a l h t m l蟮天气风险管理与天气指数期货于力，和讯股票嘲：h t t p：s t o c k h c x u n c o m 3 1 3 54 4 2 4 8 9 s h t m l1 6 天气期货在中国的开发及施用陈靖，L 海金融，2 0 0 4 年1 2 期，起止页码：1 0-1 34三、分析方法本文以北京市电力销售量对天气变化的反应为研究对象，以中国气象科学数据共享服务网1 7 及国家电力信息网1 8 提供的数据为依据，通过计量经济学的回归分析方法，探析天气变化对电力销售量的影
26、响。(-)假设1、短期内，北京市新增电力设备产生的新增电量与老旧设备使用新型技术而产生的节电量相等；2、供电销售企业电力资源充足；3、在居民和企业用电方面，不存在政府通过行政命令限定供电量。(二)数据搜集整理本文搜集整理了北京市2 0 0 2 年2 0 0 5 年4 年间各月平均气温数据，共4 8 项数据。同时搜集整理了北京市2 0 0 2 年2 0 0 5 年4 年间北京市各月供电量数据，共4 8 组数据。由于近年来气候变暖，所取数据年限阶段太长则不易体现未来气温发展变化趋势，故将气温与电力相关分析数据选取集中在2 0 0 2 年2 0 0 5 年之间。(三)数据分析模型根据Y 互a+岛工2
27、+应工+I=6+岛O+口1)2+2 公式其中，Y 表示当月电力销售量，a、b 表示固定值，X 表示当月气温估计实际摄氏度，屈为变动系数，毛为随机项。通过假设，我们为数据分析创造较为良好的环境，尽量减少气温之外其他因素对电量销售的影响。通过数据选取，我们将两列数据的数值基本保持大小相当，以方便比较及图表显示。通过计量经济学的回归分析，拟合得出公式的各项系数。由此，我们可以预测在预期温度水平下，电量销售的预期情况。1，中国气象科学数据共享服务网：h t t p：c d c c n l a g a y e l l1 8 国家电力信息嘲：h t i p：w w w,s p，0 3 m 姐四、天气气温与
28、电力的关系天气期货从发行到现在，经过不断演变衍生，已经不单单指气温指数期货，还包括降水指数期货、降雪期货、潮湿期货、日照小时数等，甚至空气污染物配额都可以成为天气期货进行交易。天气期货对于能源行业、农业、旅游业等行业的影响重大。在此我们以北京市为研究对象，主要针对北京市电力行业供电量变化与其相对应气温指数变化的拟合关系进行分析研究。拟合得出天气气温对电力销售的预期公式，便于北京市电力行业进行天气期货交易时对供电量合理预期。(一)假设为了便于分析，更好的探讨天气气温变化对供电量的影响，我们做出了以下假设：1、短期内，北京市新增电力设备产生的新增电量与老旧设备使用新型技术而产生的节电量相等。之所以
29、假设“短期内”，方面是因为近些年电子科技业的迅猛发展，极大的降低了电器产品的价格。价格降低也就刺激了居民对家电产品的消费需求。这就使得居民的家用电器量使用量逐渐增多，即民用的需电量增加。中国经济迅猛发展，厂矿企业逐渐增多，工业设备也大量增加，即工业需电量也在增加。另一方面，由于技术进步，新电器设备更替旧设备，节约了大量电力资源。而且由于政府对于能源行业的认知观念逐渐改变，意识到资源的有限性，逐渐提倡节约用电，节约能源。但这些节电作用有限，远抵消不了新增的电量需求。为了便于研究，我们假设短时期内，用电设备增加所产生的电量需求等于节电政策及节电设备的使用所节省的电量。2、供电销售企业电力资源充足。
30、电力作为一种清洁能源，正在逐渐被广泛使用。电动自行车、混合动力汽车等交通工具的研发、试验、生产在逐渐形成规模。这不仅是一种流行，而是一种发展趋势，也预示着未来的生活中对于电力的需求将逐渐增大。1 0 发生1 0 的变化是1，但是1 0 0 0 0 发生1 0 的变化是1 0 0 0。以北京市2 0 0 6 年1 1 月份电量销6售额1 8 1 9 亿万千瓦时为例。如果2 0 0 6 年1 2 月份的电量销售额相对1 1 月份发生百分之一的变化，那么也就意味着2 0 0 6 年1 2 月份北京市的电量就会有1 8 1 9千万千万瓦时的波动。当前，我们的用电量基数快速增长，也意味着我们承受波动的压
31、力巨大。因此，对于稀缺而有限的电力资源，短时间内我们在此假设他是充足的，不会因为突发事件而影响供应。这样也就将有限资源对电量需求的影响降为零。这样也就可以更好的研究天气气温变化对供电量的影响。3、在居民和企业用电方面，不存在政府通过行政命令限定供电量。由于电力资源生产量在短期内是固定的，所以存在政府通过行政命令限定居民及企业使用电量的可能。试想，在2 0 0 8 年奥运会期问，北京市供电量肯定会大幅增长。由于电力生产量有限，而且输变电能力有限，所以为了保障会场用电量肯定会采取一些节电措施，甚至是限电。这样的人为规定就会干扰气温对电量销售的影响的研究。再如，政府现行节电规则要求宾馆等公共场合，空
32、调调节室内气温不可以低于2 5。如果政府将此温度标准提高1，那么就相当于人为将室外温度降低了一度，破坏了正常的气温对电量供应影响的函数关系。因此，我们假设没有政府行政命令限定。(二)数据搜集整理1、样本选择根据统计学样本数据搜集原理，样本容量至少应该在1 5 个以上，如果达到3 0 个以上，则可以称为大样本，此时做出的分析更为确切。本文只搜集整理了北京市2 0 0 2 年2 0 0 5 年4 组样本数据，原因如下：样本容量小是为了更好的配合我们的假设。在历史的长河中，我们可以近似地将一年看作一个点，甚至将4 年看作是一个短期。在这个短期内，我们可以通过假设，忽略一些干扰因素，以便更好的研究某项
33、因素的作用。只选4 年的数据作为样本数据，一方面是因为近5 0 年全球气候变暖极为明显，并且这种趋势在不断加速。我们选择大样本，虽然可以提高方程拟合优度，但不能以发展的视角来分析气温对电力的影响，从而降低方程的经济意义。因此，小样本有利于假设1。另一方面，1 9 8 6 年_ 2 0 0 6 年我国用电设备数量加速增长，最近5 年增幅7尤为明显。随着我国经济高速发展，电子科技迅猛发展，人民群众拥有的电器设备数量巨幅增长，厂矿企业的机器设备更新、扩容也极为显著。因此，如果选取大样本，则对我们的假设1 不利。因此，选择小样本有利于假设2。0 样本量小是因为国内数据有限。我查询了中国统计年鉴、中国电
34、力年鉴、北京市年鉴、中国能源年鉴等众多年鉴类书籍，但只能找到北京市电力销售量的年数据，没有详细的月数据。在中国电力数据网上，也只能找到有限几年的月数据。由于客观原因，只能选取4 组数据讨论。因此，我们只选取了小样本2 0 0 2 年2 0 0 5 年各月平均气温以及各月供电量数据作为分析。经过对附表一、附表二的整理，我们可以得到以下数据表格。2 0 0 2 年2 0 0 5 年北京市各月平均气温及电量销售数据表销售电量销售电量笠月摄氏度开尔文(亿千瓦)(千万千瓦)2 0 0 21O 12 7 3 11 3 6 51 3 6 52 0 0 223 42 7 6 41 2 0 51 2 0 52
35、0 0 239 82 8 2 81 1 8 21 1 8 22 0 0 241 4 12 8 7 18 38 32 0 0 252 1 92 9 4 91 0 0 81 0 0 82 0 0 262 3 62 9 6 69 9 39 9 32 0 0 272 7 53 0 0 51 2 6 41 2 6 42 0 0 282 5 72 9 8 71 2 0 31 2 0 32 0 0 292 0 52 9 3 51 1 51 1 52 0 0 21 01 0 72 8 3 71 1 11 1 l2 0 0 21 13 42 7 6 41 3 9 91 3 9 92 0 0 21 22 92 7
36、 0 11 4 0 6 9 3 51 4 0 6 9 3 52 0 0 313 12 6 9 91 3 2 71 3 2 72 0 0 320 92 7 3 91 3 0 61 3 0 62 0 0 336 32 7 9 31 3 6 11 3 6 12 0 0 341 5 32 8 8 31 1 2 11 1 2 12 0 0 352 12 9 49 6 99 6 92 0 0 362 4 72 9 7 71 0 41 0 42 0 0 372 6 12 9 9 11 3 2 81 3 2 82 0 0 382 6 22 9 9 21 2 6 61 2 6 62 0 0 392 0 62 9
37、 3 61 0 3 41 0 3 482 0 0 31 01 3 22 8 6 21 1 2 41 1 2 42 0 0 31 13 52 7 6 51 2 9 61 2 9 62 0 0 31 20 32 7 3 31 3 4 71 3 4 72 0 0 412 32 7 0 71 3 5 31 3 5 32 0 0 422 92 7 5 91 3 3 41 3 3 42 0 0 437 82 8 0 81 2 3 71 2 3 72 0 0 441 6 32 8 9 39 8 79 8 72 0 0 452 0 52 9 3 51 1 2 81 1 2 82 0 0 462 52 9 81
38、 2 5 81 2 5 82 0 0 472 62 9 91 3 2 51 3 2 52 0 0 482 4 92 9 7 91 2 9 9 2 9 92 0 0 492 1 32 9 4 31 1 5 51 1 5 52 0 0 41 01 42 8 71 1 7 31 1 7 32 0 0 41 16 52 7 9 51 3 2 21 3 2 22 0 0 41 20 52 7 2 52 0 0 8 5 2 92 0 0 8 5 2 92 0 0 512 82 7 0 22 0 72 0 72 0 0 522 92 7 0 11 8 1 91 8 1 92 0 0 536 32 7 9 3
39、1 7 6 41 7 6 42 0 0 541 6 42 8 9 41 5 71 5 72 0 0 551 9 82 9 2 81 8 0 91 8 0 92 0 0 562 5 62 9 8 61 8 5 31 8 5 32 0 0 572 7 93 0 0 92 0 0 32 0 0 32 0 0 582 62 9 91 9 4 21 9 4 22 0 0 592 2 12 9 5 11 5 6 91 5 6 92 0 0 51 01 4 92 8 7 91 4 5 71 4 5 72 0 0 51 17 52 8 0 51 6 9 21 6 9 22 0 0 51 22 52 7 0 5
40、1 8 8 41 8 8 4回图表注释：摄氏温标中有负数，为了便于研究，我们将它转化为开氏温标；电力销售量的单位是亿千瓦时，我们将它的单位转换为千万千瓦时。这样可以与开氏温标相匹配，也便于在图表中显示目标值。2、气温变化分析纵观1 9 9 6 年2 0 0 5 年北京市的天气气温数据图，我们可以发现它是成正弦曲线变化的，是有规律可循的。网1 _ J由上图我们可以分析得出，北京市年各月平均气温在2 6 6 6 3 0 2 6 度开氏温度范围内成正弦曲线变化。因此，我们可以通过历年气温数据预估未来2 3年内北京市某月的气温变化范围。(三)数据分析依据图表1 中开氏温度及销售电量(千万千瓦时)两列数
41、据，使用s p s s 统计软件做Q u a d r a t i c 分析，得出以下结论：H 喇一D 瞄翻p 婚晰M o d e IN a m eM o D 一1 6D e p e n d e n tV a r i a b l e1v _ A R O O 0 0 2E q u a t i o n1Q u a d r a t i cI n d e p e n d e n tV a r i a b l eV A R O O 0 0 1C o n s t a n tl n c l u d e dV a r i a b l eW h o s eV a l u e sL a b e l0 b s e r
42、 v a t i o n si nP I o r sU n s p e c i f i e dT o l e r a n c ef o rE n t e r i n gT e r m sI nE q u a t i o n sO 0 0 1网1 _ JI OC a s eP r o c e s s i n gS u m m a r yNT o t a IC a s e s4 9E x c l u d e dC a s e 乎lF o r e c a s t e dC a s e sON e w l yC r e a t e dC a s e s0网1 Ja C a s e sw i t ham
43、 i s s i n gv a l u ei na n yv a r i a b l ea r ee x c l u d e df r O mt h ea n a l y s i sV a r i a b l eP r o c e s s i n gS u m m a r yV a r i a b l e sD e p e n d e n tl n d e D e n d e n tV A R 0 0 0 0 2V A R 0 0 0 0 1N u m b e ro fP o s i t i v eV a l u e s4 84 8N u m b e ro f Z e r o sO0N u m
44、 b e ro fN e g a t i v eV a l u e sOON u m b e ro fM i s s i n gU s e r-M i s s i n gO0V a l u e sS y s t e m M i s s i n g11O u a d r a t i cS t d E r r o ro fRA d j u s t e dt h eRS q u a r eRS q u a r eE s t i m a t e4 8 82 3 82 0 42 7 6 2 7T h ei n d e p e n d e n tv a r i a b l ei sV A R 0 0 0
45、0 1网I _ J陌习I _ J1 1 N o V S u mo fS q u a r e sd fM e a nS q u a r eFS i q R e g r e s s i o n1 0 7 4 6 125 3 7 3 0 5 27 0 4 00 0 2R e s i d u a I3 4 3 4 5 14 57 6 3 2 2 4T o t a I4 5 0 9 124 7T h ei n d e p e n d e n tv a r i a b l ei sV A R 0 0 0 0 1著。同习I _ J由于f 值在9 9 8 的显著性水平下大于临界值，拒绝原假设，即展，区系数显C
46、 仟i d e n t 皇U n s t a n d a r d i z e dS t a n d a r d i z e dC o e 仟i c i e n t sC o e f f i c i e n t sBS t d E r r o rB e t atS i q V A R 0 0 0 0 1一9 3 5 15Z 8 5 7 13 1 8 8 13 2 7 30 0 2V A R 0 0 0 0 1+21 6 30 5 03 1 6 3 93 2 4 80 0 2(C o n s t a n t)13 5 5 8 64 0 7 0 _ 3 43 _ 3 3 10 0 2网1 J由图表8
47、 可以得出，该方程的t 检验通过，且各拟合系数显著。从而可以得出北京市电量销售量与气温的函数关系式：Y=a+卢1 工2+卢2 工+8 1=6+卢j O+a 1)2+2“公式由c o e f f i c i e n t s 表可以得出a=1 3 5 5 8 6，届=O 1 6 3，卢2=一9 3 5 1 5即：y=1 3 5 5 8 6+0 1 6 3 x 2 9 3 5 1 5 x 公式届：0 1 6 3 0，表明该曲线开口向上。也就是说，当气温由中间值向两端变化时，电量是逐渐增加的。”Y 表示当月电力销售量，a、b 表示同定值，x 表示当月气温估计，实际摄氏度，屈为变动系数，E 为随机项1
48、200 k m d_ qu h 丘网I _ J图表9 显示了拟合方程所估计的数据线与实际观察点的拟合状况。因为样本容量小，再者我们所选取的数据中含有其他干扰因素，所以拟合优度一般。但是它基本体现出了气温与电力销售的关系。从图型变化来看，图表9 中的拟合线成u 字形，左右两端较高中间低。当气温高于3 0 0 度或气温低于2 7 0 度时，电量销售较大。在2 8 6 度左右，电量销售达到最低值。我们知道曲线上每一的切线即是该点的变化率。从变化率的角度来看，拟合线的变化率是变化的。当气温并由小于2 8 6 逐渐向2 8 6 靠近的过程中，变化率的弹性绝对值在逐渐变小。这也表明温度越低时，气温每变化一
49、度，就会引起电力销售量的巨大变化。同理，当气温由2 8 6 度逐渐向更高温度变化时，也会产生这种现象。图表1 0 和图表1 l 结合分析也可以得出相同结论。五、结论本文第四部分以北京市为例，探析了北京市天气气温变化对电力供应量的影响。第四部分阐述了数据样本的选择依据，并提出假设，最后运用s p s s 统计软件分析了北京市电力销售量与北京市气温的关系，并拟合求得相关函数关系式。这种样本城市数据的分析，也从侧面论述了天气期货的重要经济意义。1、估算预期公式 表示北京市各月气温与各月供电量的函数关系式。通过天气气温历史1 4数据及合理的预期公式2 0 得初气温预期值X，我们可以用此预期值X 估算当
50、月的电量销售额Y。由此可以得到可能需要做套期保值的金额：，(y)=Y z其中，f(Y)表示未来电量销售总金额，即可能需要做套期保值得金额Y 表示当气温为x 时估计得电量售额，z 表示每千瓦时的电价知道，(y)，再根据期货市场给出得期货合约指数，结合自身情况，就可以计算出套头率，也就能够计算得出需要买卖得合约数。2、锁定损益对于生产商来说，期货交易最主要的作用就是套期保值，锁定损益。通过数据分析，我们得出了北京市各月气温与各月供电量函数关系式。该方程式可以帮助我们做好天气期货交易，为我们使用天气期货这种衍生金融工具来锁定未来损益提供理论依据。3、风险转移公式的风险转移功能主要体现在他对天气期货操