Βραχυπρόθεσμη Πρόβλεψη Ζήτησης Φορτίου Ηλεκτρικής Ενέργειας Και Εξέταση Της Επίδρασης Των Ειδικών Ημερών

Abstract

Η πρόβλεψη ζήτησης φορτίου ηλεκτρικής ενέργειας είναι ιδιαίτερα σημαντική τις τελευταίες δεκαετίες, με την έναρξης της απελευθέρωσης των αγορών ηλεκτρισμού. Συγκεκριμένα, η βραχυπρόθεσμη πρόβλεψη φορτίου ηλεκτρισμού είναι απαραίτητη για τη σχεδίαση των συστημάτων ενέργειας και την εκτίμηση της ασφάλειάς τους, ενώ σημαντικός είναι ο ρόλος της και στη διαμόρφωση της τιμής ηλεκτρικής ενέργειας. Για τους ανωτέρω λόγους, η παρούσα μελέτη δίνει έμφαση στην αξιολόγηση μεθόδων πρόβλεψης ζήτησης φορτίου ηλεκτρισμού (με χρονικό ορίζοντα μία ημέρα) και στην ενσωμάτωση παραγόντων που επηρεάζουν τη ζήτηση αυτή.Αρχικά, παρουσιάζονται τα γενικά χαρακτηριστικά των χρονοσειρών ζήτησης φορτίου και αναλύεται η διαδικασία αποσύνθεσής στα μεμονωμένα ποιοτικά χαρακτηριστικά τους, με έμφαση στην εποχικότητα των δεδομένων. Δίνεται στη συνέχεια μια επισκόπηση της ποικιλίας των μεθόδων που χρησιμοποιούνται για βραχυπρόθεσμη πρόβλεψη φορτίου ζήτησης. Ακόμη, παρουσιάζονται οι μέθοδοι που αξιολογούνται στην παρούσα εργασία, βασικές μέθοδοι πρόβλεψης, τροποποιημένες ώστε να ενσωματώνουν μία εποχικότητα (Naive, SES, Damped, Holt και Theta), όπως επίσης και η προσαρμογή του Taylor στην εκθετική μέθοδο εξομάλυνσης των Holt-Winters για διπλή εποχικότητα. Επιπλέον, αναλύονται τα σφάλματα μέτρησης της ακρίβειας των μεθόδων και συγκρίνεται η απόδοσή τους επί διαφορετικού τύπου χρονοσειρών.Έπειτα από το πρώτο, θεωρητικό τμήμα της μελέτης, αναλύεται η χρονοσειρά με τα πραγματικά δεδομένα ζήτησης φορτίου ηλεκτρισμού. Που μελετάται. Στην παρούσα εργασία εξετάζεται η απόδοση μιας μεθοδολογίας πρόβλεψης, αποτελούμενης από δύο στάδια. Στο πρώτο στάδιο, γίνεται βραχυπρόθεσμη προέκταση των δεδομένων από τις τεχνικές που αναφέρθηκαν παραπάνω, με εφαρμογή της κλασσικής αποσύνθεσης όπου είναι κρίνεται απαραίτητη. Εφόσον η πρόβλεψη ζήτησης φορτίου απαιτεί γρήγορη αντίδραση σε εξωτερικές μεταβολές της αγοράς, η αποτελεσματικότητα της κυλιόμενης πρόβλεψης γίνεται έντονα αισθητή και η διαδικασία της (εφαρμόζεται σε κάθε βήμα της μεθοδολογίας) περιγράφεται λεπτομερώς. Τα αποτελέσματα όλων των μεθόδων που αναφέρθηκαν παρουσιάζονται στη συνέχεια και είναι αρκετά ικανοποιητικά, όπως αναμενόταν.Το δεύτερο στάδιο της μεθοδολογίας περιλαμβάνει την ενσωμάτωση των ειδικών ημερών (αργίες, απεργίες) στις προβλέψεις του πρώτου σταδίου. Ιδιαίτερη προσοχή δίνεται στους διαφορετικούς συνδυασμούς ειδικών ημερών και οι προβλέψεις των πιο αποδοτικών εξ’ αυτών παρουσιάζονται στη συνέχεια και συγκρίνονται με τα αρχικά αποτελέσματα του πρώτου σταδίου. Με συγκεντρωτική παρουσίαση των αποτελεσμάτων, αποδεικνύονται ανώτερες οι απλούστερες μέθοδοι προέκτασης των δεδομένων και υπογραμμίζεται η ανάγκη για προσαρμογές επί των μεθόδων, βάσει των ειδικών ημερών. Τέλος, αναφέρεται η δυνατότητα περαιτέρω μείωσης του σφάλματος με ενσωμάτωση των καιρικών συνθηκών στις μεθόδους που εξετάζονται στην παρούσα μελέτη.