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독일 전력 일중 가격의 확률적 경로 예측

기사 arXiv papers · 저자: Michał Narajewski et al.

요약

이 연구는 독일 일중 연속 시장에서 인도 전 마지막 3시간을 중심으로 시간별 거래 구간의 가격 분포를 예측합니다. 점 예측만 내놓는 대신 가격 경로를 시뮬레이션해 일중 거래와 재급전 지원을 위한 앙상블을 만듭니다. 가격 차이는 0의 점질량과 Student t 분포를 혼합한 영과잉 혼합분포를 적용한 일반화 가법 모형으로 모델링합니다. 라쏘 페널티 로지스틱 회귀로 혼합 성분을 추정하고, 기대 가격 변화와 변동성에는 시장 이력, 거래 없음 효과, 만기까지의 시간, 부하 및 재생에너지 발전량 예측을 사용합니다.

롤링 윈도우 연구는 확률적 지표와 유의성 검정을 사용해 표본 내 특성 및 예측 성능을 여러 모형 변형과 기준 모형에 비교합니다. 저자들은 혼합 모형이 특히 변동성 모델링에서 기준 모형보다 우수하며 XBID 도입 시점에 시장 변동성 감소가 함께 나타났다고 보고합니다. 특정 시장에 초점을 맞춘 연구이므로 직접 일반화에는 한계가 있지만, 저자들은 특히 유럽의 다른 연속 시장으로 접근법을 확장할 수 있다고 제안합니다.

핵심 아이디어

  • 분포 예측을 위해 일중 전력 가격 경로를 시뮬레이션해 앙상블을 만듭니다.
  • 가격 차이는 점질량과 Student t 분포의 영과잉 혼합분포로 모델링합니다.
  • 라쏘 페널티 로지스틱 모형으로 혼합 가중치를 추정하고, 공변량으로 기대 변화와 변동성을 모델링합니다.
  • 롤링 윈도우 평가에서 확률 측정치와 유의성 검정을 사용해 모형 변형을 기준 모형과 비교합니다.
  • 독일 시장 중심의 연구는 예측 성능 개선과 XBID 이후의 변동성 감소를 보고합니다.

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전문
# Ensemble Forecasting for Intraday Electricity Prices: Simulating Trajectories


# Ensemble Forecasting for Intraday Electricity Prices: Simulating Trajectories









Recent studies concerning the point electricity price forecasting have shown evidence that the hourly German Intraday Continuous Market is weak-form efficient. Therefore, we take a novel, advanced approach to the problem. A probabilistic forecasting of the hourly intraday electricity prices is performed by simulating trajectories in every trading window to receive a realistic ensemble to allow for more efficient intraday trading and redispatch. A generalized additive model is fitted to the price differences with the assumption that they follow a zero-inflated distribution, precisely a mixture of the Dirac and the Student's t-distributions. Moreover, the mixing term is estimated using a high-dimensional logistic regression with lasso penalty. We model the expected value and volatility of the series using i.a. autoregressive and no-trade effects or load, wind and solar generation forecasts and accounting for the non-linearities in e.g. time to maturity. Both the in-sample characteristics and forecasting performance are analysed using a rolling window forecasting study. Multiple versions of the model are compared to several benchmark models and evaluated using probabilistic forecasting measures and significance tests. The study aims to forecast the price distribution in the German Intraday Continuous Market in the last 3 hours of trading, but the approach allows for application to other continuous markets, especially in Europe. The results prove superiority of the mixture model over the benchmarks gaining the most from the modelling of the volatility. They also indicate that the introduction of XBID reduced the market volatility.

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