Thomaidis, Nikolaos | Diamantidis, Alexandros | Giannikos, Ioannis
Electricity load modeling | Forecasting | Regression models | Time series analysis
Supply Chain Management / SCM07
2
24
One of the most important factors for economic and social development is energy availability, since different forms of energy are used for manufacturing, transportation, electricity generation and heating. In academic literature, electricity is cited as the form of energy that has penetrated the most in almost all aspects of modern life, being essential non only for commercial uses but also for residential uses. During the last couple of years, the significant supply chains disruptions in the international energy markets of crude oil and natural gas, caused by the Russia-Ukraine military conflict, created significant variations in the electricity markets and ignited the interest for examining the security of the electricity grids. An essential part of the academic research focuses on research about electricity load demand and forecasting of electricity load as it enables the design of immediate and efficient responses in demand variation. Increasing electricity demand requires the availability of raw energy sources as well as the good operation of the electricity grid, while period of low electricity demand should be matched with decreasing electricity production for reducing production costs. The majority of existing models for electricity modeling and forecasting in literature are characterized by increasing complexity making their use from policy makers and market experts difficult. The purpose of this postgraduate thesis is to examine the statistical behavior of the suggested electricity load models, examine their out of sample forecasting capabilities and performance. The models that will be examined in this dissertation are estimated using hourly observations for electricity load, day-ahead price and temperature in Spain during 2019. Postestimation assessment and comparison of the examined models will be conducted with the use of forecasting accuracy metrics.
Ένας από τους σημαντικότερους παράγοντες για την οικονομική και κοινωνική ανάπτυξη ενός κράτους είναι η διαθεσιμότητα ενέργειας καθώς διαφορετικές μορφές ενέργειας είναι απαραίτητες στην βιομηχανία, τις μεταφορές, την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας καθώς και για την θέρμανση. Στην ακαδημαϊκή βιβλιογραφία, η ηλεκτρική ενέργεια αναφέρεται ως η μορφή ενέργειας που έχει διεισδύσει περισσότερο σε σχεδόν όλους τους τομείς της καθημερινότητας, και είναι απαραίτητη όχι μόνο για την χρήση της από την βιομηχανία αλλά και για τις καθημερινές ανάγκες των νοικοκυριών. Τα τελευταία δύο χρόνια, οι σημαντικές διαταραχές στις εφοδιαστικές αλυσίδες ενέργειας στις αγορές αργού πετρελαίου και φυσικού αερίου που προκλήθηκαν από την στρατιωτική σύγκρουση μεταξύ Ρωσίας και Ουκρανίας, δημιούργησαν σημαντικές διακυμάνσεις στην αγορά ηλεκτρικής ενέργειας και αναθέρμαναν τον ενδιαφέρον για την έρευνα της διασφάλισης της σταθερότητας στην λειτουργία του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας. Ένα μεγάλο μέρος της ακαδημαϊκής έρευνας επικεντρώνεται στην μελέτη της ζήτησης για ηλεκτρική ενέργεια και την πρόβλεψη της μελλοντικής της κατανάλωσης προκειμένου να διασφαλιστεί η κάλυψη της μεταβολής της μέσω του σχεδιασμού αποτελεσματικών ενεργειακών πολιτικών. Η αύξηση της ζήτησης για ηλεκτρική ενέργεια απαιτεί την διαθεσιμότητα των πρώτων πηγών ενέργειας που χρησιμοποιούνται στην παραγωγής της, καθώς και την εύρυθμη λειτουργία του δικτύου διανομής ηλεκτρικής ενέργειας. Μία περίοδος με χαμηλή ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας θα πρέπει να συνδυαστεί με μείωση της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας προκειμένου να μειωθεί το κόστος λειτουργίας των σταθμών παραγωγής ενώ μια περίοδος υψηλής ζήτησης πρέπει να συνοδεύεται με αύξηση της προσφοράς. Η πλειονότητας των μοντέλων που συναντάμε στην βιβλιογραφία για την εξέταση της συμπεριφοράς αλλά και την πρόβλεψη της ζήτησης για ηλεκτρική ενέργεια χαρακτηρίζεται από μοντέλα αυξημένης πολυπλοκότητας, καθιστώντας δύσκολη την χρησιμοποίηση τους από τις ρυθμιστικές αρχές καθώς και τους συμμετέχοντες στην αγορά. Σκοπός της παρούσας μεταπτυχιακής διατριβής είναι η εξέταση της στατιστικής συμπεριφοράς των προτεινόμενων από την βιβλιογραφία μοντέλων ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας καθώς και η εξέταση της ικανότητας των μοντέλων αυτών να εξάγουν προβλέψεις για την μελλοντική ζήτηση από το δείγμα των παρατηρήσεων. Οι μεταβλητές των μοντέλων που θα χρησιμοποιηθούν στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία θα εκτιμηθούν με την χρήση ωριαίων δεδομένων κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας, τιμής day-ahead και θερμοκρασίας για την Ισπανία κατά την διάρκεια του έτους 2019. Τα εξεταζόμενα μοντέλα ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας θα συγκριθούν μεταξύ τους με την χρήση δεικτών ακρίβειας πρόβλεψης (forecasting accuracy metrics).
