Исходные данные и постановка задачи
Полный архив данных по прогнозу СО, фактическому потреблению, ТГ, ценам РСВ и индикатору БР и прогнозу Математического бюро (МБ) по обеим ценовым зонам можно скачать в первой записи нашего цикла Самый неточный прогноз потребления Системного оператора.
После проведенного сравнения нашего прогноза энергопотребления на 36 часов вперед с прогнозом потребителей мы убедились в высокой точности прогнозов, полученных на нашей модели прогнозирования. Адаптировав эту модель для ультракраткосрочного прогнозирования на 3 часа вперед и 2 часа вперед, мы получили собственный прогноз, аналогичный прогнозу СО. На следующем шаге мы сравнили эти два прогноза.
Прогноз на 3 часа вперед выполнялся за период с 15/01/2012 до 25/09/2012, а прогноз на 2 часа вперед производился на периоде с 26/09/2012 до 24/11/2012. Далее полученные на наших моделях прогнозирования значения сравнивались с аналогичными значениями, рассчитанными Системным оператором.
Повышение точности прогнозирования
В рамках диссертации нами была разработана концепция повышения точности прогнозирования за счет формирования консенсус-прогноза. Консенсус-прогноз получается как среднее на основании двух входных прогнозов: прогноз СО и прогноз Математического Бюро. Для часа h он вычисляется очень просто:
Консенсус-прогноз(h) = [Прогноз СО(h) + Прогноз МБ(h)] / 2
По нашей оценке консенсус-прогноз, вычисленный из двух и более независимых прогнозов примерно одинаковой точности, полученных с использованием разных моделей прогнозирования, в большинстве случаев будет точнее, чем каждый из исходных прогнозов. Подробнее об этом читайте в материале Два способа повысить точность прогнозирования.
Полученные нами результаты убедительно доказывают это предположение!
Результаты прогнозирования по ЕЦЗ
Ошибка прогнозирования (MAPE) по дням недели для 3-х часового прогноза представлена на графике ниже. Средняя ошибка МБ составляет 0,77%, а для СО аналогичная величина имеет значение 0,52%.
Однако 3-х часовое прогнозирование осталось в прошлом и теперь ПБР рассчитывается каждые 2 часа. Ниже представлены средние ошибки (MAPE) по дням недели для 2-х часового прогноза энергопотребления. Здесь средняя ошибка МБ составляет 0,52%, а ошибка СО — 0,45%, ошибка консенсус-прогноза — 0,39%.
Мы видим, что для 2-х часового прогноза консенсус-прогноз в каждом дне недели заметно точнее обоих исходных прогнозов! Выигрыш в точности, на наш взгляд, получается за счет того, что каждая математическая модель имеет свои особенности и улавливает лишь часть закономерностей временного ряда. Когда же мы формирует консенсус-прогноз, мы нивелируем недостатки каждой из моделей, получая прогноз максимальной точности.
При переходе с 3-х часового на 2-х часовой ПБР СО стал прогнозировать по ЕЦЗ на 0,07% точнее. При этом мы видим, что выигрыш еще в 0,06% СО дает формирование консенсус-прогноза по простой формуле выше. Правда, ему для этого нужен прогноз МБ. Прогноз на 2 часа вперед формируется нашей системой за 1-2 секунды, то есть очень быстро!
Результаты прогнозирования по СЦЗ
Аналогичные результаты по СЦЗ для 3-х часового прогноза представлены ниже. Средняя ошибка МБ составляет 0,79%, а для СО аналогичная величина имеет значение 0,72%, а для консенсус-прогноза — 0,64%.
Наше предположение о том, что консенсус-прогноз будет точнее обоих исходных прогнозов снова доказывается для каждого дня недели без исключения!
По СЦЗ как и по ЕЦЗ, 3-часовое прогнозирование осталось в прошлом. Смотрим на результаты 2-х часового прогноза. Средние ошибки (MAPE) по дням недели для 2-х часового прогноза энергопотребления. Здесь средняя ошибки МБ и СО одинаковы и составляют 0,64%, при этом ошибка консенсус-прогноза — 0,54%.
При переходе с 3-х часового на 2-х часовой ПБР СО стал прогнозировать по СЦЗ на 0,08% точнее. Для СЦЗ выигрыш еще в 0,10% СО дает формирование консенсус-прогноза. Не уверена, что при переходе на расчет ПБР каждый час результат будет более эффективным.
Для СЦЗ как и для ЕЦЗ консенсус-прогноз точнее двух исходных строго в каждом дне недели. Это наглядно демонстрирует, что потенциал для повышения точности прогнозов СО есть!
Интересно, что недавно я натолкнулась на оценку стоимости точности внутри суточного прогнозирования на дружественном сайте http://fsecrets.ru/.
Недавно был на конференции и прогнозисты из Англии рассматривали кейс, что увеличение точности прогноза электроэнергии внутри дня на 1% приводит к сокращению расходов на 10 млн. фунтов в год.
Резюме
Разработанные СО модели прогнозирования показывают высокую эффективность на 3-х и 2-х часовом прогнозировании. Модели прогнозирования, разработанные Математическим Бюро показывают аналогичную точность прогнозирования временных рядов энергопотребления. С помощью нашего сервиса мы делаем эти модели доступными для всех участников энергорынка.
Повышение точности прогнозирования каждой из моделей можно достичь формированием консенсус-прогноза. Проведенные эксперименты по формированию консенсус-прогноза в очередной раз показывают высокую эффективность данного подхода.