基于非参数GARCH的时间序列模型在日前电价预测中的应用

电力市场中电价序列具有较强的波动性、周期性和随机性,以致经常出现价格尖峰,这在很大程度上影响了电价预测的精度。提出了一种基于小波变换和非参数GARCH(generalized auto regressive conditional heteroskedasticity)模型的时间序列模型对日前电价进行预测。利用小波变换将历史电价序列分解重构概貌序列和细节序列,分别建立累积式自回归滑动平均(auto-regressive integrated moving average,ARIMA)模型进行预测,采用非参数GARCH模型对电价序列预测残差的随机波动率进行建模,从而提高对价格波动性的预测能力和ARIMA模型的预测精度。将该模型应用于美国宾夕法尼亚—新泽西—马里兰(Pennsylvania-New Jersey-Maryland,PJM)电力市场的日前电价预测。算例结果表明,非参数GARCH模型可以更好地拟合电价序列剧烈波动的特性,该模型能够提高电价的预测精度。     

基于自回归条件异方差-反向传播网络模型的日前边际电价预测

针对日前电力市场提出了一种基于自回归条件异方差分析的改进神经网络模型。首先利用自回归条件异方差分析得到边际电价序列的条件方差,然后以条件方差作为电价波动风险指标,建立基于历史电价、历史负荷和历史电价条件方差等输入量的自回归条件异方差-反向传播网络模型,并利用该模型对美国PJM电力市场的日前边际电价进行了预测。结果表明,引入自回归条件异方差分析可以有效提高传统反向传播网络的预测精度。     

利用多因素小波变换和多变量时间序列模型的日前电价预测

电力市场中,市场出清电价具有较强的波动性、周期性和随机性,实践证明单一的电价预测模型很难提高预测精度。针对该问题,提出一种基于多因素小波变换和多变量时间序列模型的日前电价预测方法。利用小波变换将历史电价序列和负荷序列分解和重构成概貌电价、细节电价和概貌负荷、细节负荷。用概貌电价和概貌负荷作变量建立多元时间序列模型,预测未来概貌电价;用单变量时间序列模型预测未来细节电价。将概貌电价和细节电价的预测结果求和作为最终的预测电价。采用上述方法对美国加州电力市场日前电价进行预测,并与对比模型进行了详细的比较分析,结果表明该方法能够提供更准确的预测电价。     

基于小波分析与广义自回归条件异方差模型的短期电价预测

由于电价波动具有非线性及波动集群现象,因此提出了一种基于小波分析和广义自回归条件异方差模型相结合的短期电价预测新方法。首先应用小波分解原理将电价序列分解成低频部分和高频部分,在此基础上对各子序列分别建立广义自回归条件异方差模型并进行预测;然后利用小波理论对各子序列的预测结果进行重构,实现对原始电价序列的预测;最后以美国加州电力市场历史数据为例进行了验证,结果表明本文方法是可行和有效的。     

基于加权双高斯分布的广义自回归条件异方差边际电价预测模型

研究电力市场系统边际电价(system marginal price,SMP)条件方差的变化规律及残差的统计分布特征,据此引入广义自回归条件异方差(generalized auto-regressive conditional heteroskedasticity,GARCH)模型,并建立了基于加权双高斯(weighed double Gaussian,WDG)分布假设的GARCH模型(GARCH-WDG)对系统边际电价的变化规律进行研究。美国PJM市场和澳大利亚NSW市场的实际数据表明,GARCH模型对电价的估计和预测均有良好的效果,GARCH-WDG模型则进一步改善了GARCH模型的性能。     

基于动态计量经济学模型的短期电价预测

电力市场中的电价受众多因素影响,单变量时间序列法已很难提高短期电价的预测精度。针对该问题,文中运用时间序列模型的动态计量方法来预测短期电价。首先建立电价和电量的一般自回归分布滞后模型;然后对电价和电量的时间序列数据进行预处理;在通过平稳性和协整性检验后,建立误差修正模型,最终由Eviews 5.0估计出模型的参数。利用此模型对澳大利亚新南威尔士州电力市场的短期电价进行预测,结果表明此模型具有较高的预测精度。     

基于GARCH误差校正的遗传支持向量机日前电价预测

针对时间序列预测和智能算法预测各自的侧重点不同，结合两者优点对日前市场电价进行预测。首先建立支持向量机（SVM）模型对单一时点电价进行预测，将遗传算法（GA）嵌入SVM模型中来保证SVM参数选择最优。针对SVM-GA模型训练误差和测试误差存在一定的相关性和条件异方差性，采用广义自回归条件异方差（GARCH）模型对误差序列进行拟合。然后利用拟合好的GARCH模型对SVM-GA模型预测误差进行预测，最后根据GARCH预测结果对SVM-GA模型预测进行校正。用该方法对美国PJM电力市场2005年8月份日前电价进行连续预测，总体平均误差仅8.19%，比普通方法误差减少了将近4个百分点。     

GARCH族模型在电力市场电价预测中的比较研究

电力市场电价的剧烈波动存在巨大的风险。准确的电价预测有助于市场参与者管理风险并达到自身利益的最大化。用ARMA—GARCH族模型对美国PJM电力市场和北欧电力市场的日前小时电价序列进行建模和预测。在模型估计时假设残差分别服从正态分布和学生t分布,进而比较不同模型对不同电力市场日前电价的预测精度。通过比较得出,非对称的GARCH模型预测效果较好。但ARMA—GARCH族模型不适用于波动异常剧烈、电价序列间相关性较弱的电力市场,并以澳大利亚电力市场电价数据为例进行了分析。     

基于时间序列模型的电价预测方法

通过对美国PJM电力市场2006年8月到11月的日前电价的分析研究,提出了一种基于时间序列的自回归积分滑动平均模型(ARIMA)及自回归条件异方差(ARCH)模型和神经网络的组合模型来预测美国PJM电力市场未来24小时的日前电价, 季节性ARIMA模型反映了电价趋势性、季节性,ARCH模型反映了电价的异方差性,因此该模型能够很好地反映电价的特点,预测结果良好,应用前景广阔。     

基于非参数GARCH模型的电价预测

基于非参数条件异方差估计理论,提出了一种改进的电价曲线预测方法。文中从实际电价曲线出发,针对条件方差函数建模,并采用非参数估计方法确定其模型。另外,在非参数估计中,针对条件标准差不可测困难,引入了迭代估计算法,通过不断修正作为输入量的条件标准差估计值来提高条件方差函数的估计可信度。在研究加州电力市场2000年日前电价时间序列波动特性的基础上,对Humb节点的日前电价时间序列进行建模并模拟预测。试验结果表明,文中所提模型能够更好地体现电价时间序列波动集群性这一特征,利用非参数估计所确定的模型提升了尖峰电价的预测效果。     

考虑外生变量的广义自回归条件异方差日前电价预测模型

利用广义自回归条件异方差模型预测电价，并在该模型中引入周用电比率作为外生变量，以增加模型对外界影响的响应。采用上述方法对美国PJM电力市场2004年12月份的日前电价进行预测，结果表明该方法对高峰时段电价的预测精度明显高于与之对比的其他模型，整体预测精度也好于对比模型。     

期货套期保值在回避电价波动风险中的应用

电价波动导致的风险关系到电力企业的直接经济损失.电力期货交易是防范、化解电力现货市场价格风险的有效工具.讨论如何通过使用各种套期保值的策略,在电力期货市场上挽回现货市场交易的损失,从而使得电力企业能通过电力期货市场的交易,有效规避电价波动导致的风险.     

基于小波包分解和长短期记忆网络的短期电价预测

在电力市场环境下,精准的短期电价预测可以保障电网优化调度和安全稳定运行,但实时电价具有非平稳性和非线性的特点,加大了预测难度。针对这一问题,提出了一种基于小波包分解（WPD）和长短期记忆（LSTM）网络的短期实时电价预测方法。将实时电价序列分解,得到最高频细节部分和低频趋势部分,剔除波动性高、无效信息多的高频细节部分,再采用LSTM网络对有效信息最多、更能体现电价序列的趋势部分进行实时电价预测。使用所提方法对美国PJM市场某地区实时电价数据进行预测实验,结果表明所提方法相比随机森林、BP神经网络、支持向量机电价预测方和传统的LSTM网络电价预测方法具有更高预测精度。     

基于混沌理论和支持向量机的电价预测

根据电价时间序列的混沌特性,结合混沌理论和支持向量机方法提出了一种新的电价预测模型。该模型基于混沌理论对电价时间序列进行相空间重构,并根据相空间演变规律确定模型的输入输出结构,然后采用支持向量机拟合相点演化的非线性关系。为增强模型的泛化推理能力,训练样本按照预测相点最近邻点原理选择。对美国PJM电力市场边际电价历史数据的仿真研究表明,文中提出的预测模型能有效、稳定地提高电价预测精度。     

电力期货价格的协整建模与预测

在电力市场环境下,电力期货价格受现货价格、利率和负荷需求等多种因素影响,变化趋势复杂,很难将所有的因素都加以考虑来建立一个准确的模型对其进行全面描述.因此,选取最重要的影响因素:电力现货价格,利用协整理论来研究电力期货价格和现货价格之间的动态关系,并建立向量误差修正模型(VECM),对电力期货价格进行有效的预测.     

发电商利用电力期货规避现货交易风险模型

采用传统的期货价格决定理论分析了电力期货价格波动和远期现货价格预期的关系;在此基础上,根据期初现货电价和期货电价的数量关系详细阐述了发电商期货交易的策略选择、电力期货的套期保值机理以及电力期货的套利投机策略。在合理选择期货保值策略的情况下,电力期货将会减少发电商远期现货交易实际面对的电价波动幅度,并提高远期现货交易的预期收益。此外,电力期货的套利投机在增加发电商风险的同时也会提高其总收益。     

采用历史模拟法分析电网公司的购电风险

电价波动导致的风险关系到电网公司的直接经济损失。利用历史模拟法计算VaR的值,并利用华东电力市场第2次调电试验数据,分别从峰段、谷段进行了电价概率分布分析,电价波动分析以及购电成本波动分析,结果具有一定的参考价值。     

利用系统剩余容量评估电力市场短期金融风险

电价的异常波动带来了巨大的金融风险,对金融风险进行评估具有重要的现实意义。在电力市场中,由于电价和供求等风险因子的相互影响,导致金融风险和技术风险密切相关,从而使得Monte-Carlo方法无法直接应用于金融风险的评估,其中技术风险主要是指反映电力供求状况的系统备用容量。系统剩余容量与电价的关系曲线可以解决风险因子之间的相关性问题,进而将系统中的技术风险和金融风险有机地结合在一起。引入系统剩余容量与电价的关系曲线,并基于Monte-Carlo方法进行建模,同时利用浙江电力市场实际运行数据进行试算,结果表明该模型是可行的,它在预测电价上下限方面比历史模拟法准确性更高,对电力市场中金融风险的预测和控制具有较好的参考价值。