基于ARMA-GARCH模型的短期電價預測.pdf

1、華 北 電力大學碩 士學位論文摘 要在 電力 市 場 中 ，準 確 的 電價 預 測 能夠 為 市 場 參 與 者 確 定 最 優(yōu) 報 價 策 略 或 購 價 策略提 供 指 導 ，為他 們 帶來 最 大 化 的收益 。本 文 在 分 析 電價 特 性 及 其 影 響 因素 的基 礎上 ，對 我 國 電力 市場 模 式 進 行 了研 究 分 析 ，給 出 了基 于 電價序 列 條件 異 方 差 性 的A R M A 一 G A R C

2、H 模 型 的建 模 過 程 。同時 ，根 據 電價 序 列 的 時 段 差 異 性 ，本 文 提 出 了先 將 順 序 日序 列 分解 為 工 作 日序 列 和 節(jié)假 日序 列 ，再 對 這 兩 個 時段 序 列 分 別 建 立A R M A 一 G A R C H 模 型 的分 時段 預 測 新 思想 ， 并 以美 國 PJ M 區(qū) 電力 市場 的歷 史數 據 為例 建 立 了預 測 模 型 ，預 測 結 果 表 明 ，分 時段 的

3、預 測 思 想 能夠 明顯 地 改善 預 測 精 度 。根 據 我 國歷 史 電價 數 據 短 缺 、市 場 規(guī) 則 還 不 規(guī) 范 的情 況 ，本 文 提 出 了綜 合 多種 預 測方 法 的 組 合 預 測 法 。關 鍵 詞 : 電力 市場 ， 電價 預 測 ，分 時段 ，條件 異 方 差 模 型A B S T R A C TInP o w erm ark ets， a e eu ratee le etrie ityP rie ef

4、ore e a stin ge anh elPallm ark etP artieiP an tsm ak eo P tim alb id d in go rP u reh a sin gd e e isio n san dm ax im iz eth e irP ro e e ed s.B a sedo nth ean a ly sisforth eele e trie ityP rie eeh ara eteristiean dim

5、 P a e tfaeto rs，th eP o w erm ark etP a ttem so fC h in aa n dth em o d e lin gP ro e e sso f A R M A 一 G A R C Hm o d e larea n aly z e dind etail. T h eA R M A 一 G A R C Hm o d e lc anb ee stab lish e du P o nth eC o

6、n d itio n a lH ete ro sk e d a stie ityo fthee le e trie ityP rie ese rie s. A sP e rth etim ed iff e re n e eo fth ee le etrie ityP rie e ， th eP ap erb rin g sforw ardanid e ath atth ee o n stan td ay ssh a llb ed iv

7、id edin tow o rk in gd ay san dw e ek e n d s. T h enth eA R M A 一 G A R C Hm o d e lso nth emaree stab lish e dre sP ee tiv e ly . T h ere su ltso fP JMe le etriem ark etsh o wthee ff e etiv en e sso fth eP ro P o se dm

8、 eth o d o lo g y ，w h iehim P ro v e sth ea e eu ra e yo ffo re e a stin gsig n ifie an tly .D u etoth esh o rta g eo fh isto riee le e trie ityP rieed atean dth en o n stan d ardre g u la tio n so fth eP o w erm ark e

9、ts， th ec o m b in ed 一 fore c a stin gm e tho d15g iv en .L iH ai Pi ng (T ech nol ogiealE eonom i esan dM an agem ent)D ire ctedb yP ro f.Z h an gY an fuK E YW O R D S : P o w erM a rk ets， E leetrieityP rieeF o reea s

10、tin g ， S eP a ra tedP erio do fT im e ， A R M A 一 G A R C HM o d e l華 北 電力大學碩士學位 論文4 . 3.1 電價序 列 特 征 分 析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11、. . . . . . . . . . . . . . . . . . ……204 . 3. 2 模 型識 別 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12、. . . . . . . . . . ……214 . 3. 3 模 型建立 、選 擇 與 評價 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ……214. 3. 4 電價預測 . . . . . . . . . .

13、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ……21第 五 章 基 于 A R M A 一 G A R C H 的 電價 預 測 模 型 . . . .

14、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …… 235.1A R M A( P， q) 一 A R C H( q)/GA R C H( 1， l)模 型 基 本 理 論 . . . . . . . . . . ……， . . . . . …… 235.1.IA R C H 模 型基 本 理 論 . . . . . . . . .

15、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ……、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . ……235.1. 2 建 立 A R C H 模 型 的步 驟 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ……235.1. 3G A R C H 模 型 的基 本 理 論 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17、 ……235.1. 4G A R C H 模 型 的基 本 形 式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ……245.1. 5G A R C H 的性 質 . . . . . . . . . . . . . . . . .

18、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ……245.1. 6G A R C H 模 型 的建 立 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . … …245.1. 7 A R M A( p， q)一 A R C H( q)/GA R C H( 1， l)模 型 的建 立 步驟 . . . . . . . . . . . . . . … …245. 2 基 于 A R M A ( p， q)一 A R C H (q)/o

20、A R e H (1， l)模 型 的算 例 分 析 . . . . . . . . . …… 255. 2.1 建立 電價 預測 A R IM A 模 型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ……255. 2. 2 檢驗模 型 A R C

21、 H 效應 ，確定模型階數 ，選 取 模 型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . … …255. 2. 3 建立 A R M A 一 G A R C H 模 型 ，預 測 電價 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ……25第 六 章 基 于 A R M A 一 G A R C

22、 H 模 型 的 分 時段 預 測 方 法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …… 276.1 電價 序 列 的 時段 差 異 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

23、 . . . . . . . . . …… 276. 2A R M A 一 G A R C H 模 型分 時段 思想 與 建模 步驟 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …… 286. 2.1A R M A 一 G A R C H 模 型 分 時段 思 想 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ……286. 2. 2 基 于分 時段 A R M A 一 A R C H /G A R C H 模 型 的建 立 步驟 . . . . . . . . . . . . … …286. 3 基 于 分 時段 A R M A 一 A R C H/ G A R C H 模 型 的算 例 分 析 . . . . . . . . ……， .

25、 …… 29第 七 章 組 合 預 測 法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …… 327 .1 組 合 預 測 模 型 及 權 重 的確 定

26、 方 法 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .…… 327.1.1 組合 預 測 模 型 的基 本 理 論 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

27、. . . . . . . . . . . . . . . . . ……犯7.1. 2 組 合 預 測 模 型權 重 的確 定 方 法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ……犯7. 2 組 合 預 測模 型 在 我 國 電力 市 場 中 的應 用 . . . .

28、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …… 33第八 章 結論 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

29、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …… 35參 考 文 獻 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

30、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …… 36致 謝 . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .. . . . . .