پیش‌بینی نوسانات قیمت برق در بازار برق ایران با استفاده از مدل مارکوف سویچینگ گارچ مقاله

چکیده:

پس از تجدید ساختار بازار برق ایران و تبدیل آن به یک بازار رقابتی که قیمت برق را نیروهای حاکم بر بازار تعیین می‌نمایند، نوسانات قیمتی در این بازار افزایش یافته است. باتوجه به اینکه سری زمانی قیمت‌های بازار برق معمولاً‌ً دارای ویژگی‌های پیچیده مانند ناپایداری، شرایط غیرخطی و نوسانات زیاد است، ازاین­رو هدف اصلی این پژوهش، پیش­بینی نوسانات قیمت برق در بازار برق ایران با استفاده از مدل­های تک‌رژیمی و چندرژیمی و مقایسه قدرت پیش­بینی این مدل­ها در طی دوره زمانی ابتدای فروردین ماه 1392 الی پایان شهریور ماه 1397 است. برای این منظور، از مدل­های گارچ متقارن و نامتقارن به عنوان مدلسازی تک‌رژیمی و از مدل مارکوف سویچینگ گارچ (MSGARCH) به عنوان مدلسازی چندرژیمی برای پیش‌بینی نوسانات قیمت برق در افق­های پیش­بینی کوتاه‌مدت شامل یک‌روزه و پنج‌روزه و افق بلندمدت شامل ده‌روزه و بیست‌روزه با توزیع‌های مختلف استفاده شده‌است. نتایج حاصل از مقایسه خطاهای پیش­بینی هر یک از مدل‌ها نشان می‌دهد که مدل MSGARCH برای همه افق­های ­زمانی، نسبت به مدل‌های تک‌رژیمی از کارایی بیشتری در پیش­بینی نوسانات قیمت برق برخوردار است. همچنین مقایسه نتایج بین مدل­های تک­رژیمی با توزیع­های مختلف نشان می­دهد مدل نامتقارن­ EGARCH نسبت به سایر مدل­ها عملکرد بهتری داشته و قدرت پیش­بینی این مدل­ها به نوع توابع توزیع جملات خطا و افق زمانی پیش­بینی بستگی دارد.

خلاصه ماشینی:

برای این منظور، از مدل های گارچ متقارن و نامتقارن به عنوان مدلسازی تک رژیمی و از مدل مارکوف سویچینگ گارچ (MSGARCH) به عنوان مدلسازی چندرژیمی برای پیش بینی نوسانات قیمت برق در افق های پیش بینی کوتاه مدت شامل یک روزه و پنج روزه و افق بلندمدت شامل ده روزه و بیست روزه با توزیع های مختلف استفاده شده است . Hybrid Genetic Algorithm and Particle Swarm Optimization چند لایه (ANN١)، سیستم استنتاج تطبیقی فازی-عصبی (ANFIS٢) و روش میانگین متحرک خودرگرسیون (ARMA٣) به مقایسه دقت پیش بینی قیمت برق پرداختند و در ادامه با ترکیب این سه روش به عنوان روش پیشنهادی، نتیجه گرفتند نتایج حاصل از روش پیشنهادی برای داده های قیمت بازار برق اسپانیا از تک تک روش های مورد اشاره بهتر است . منظور و یادی پور (١٣٩٥) با تاکید بر ضرورت پیش بینی صحیح نوسانات قیمت برق جهت مدیریت ریسک و تصمیم گیری، مدل خودرگرسیون میانگین متحرک (ARMAX) همراه با مدل خودرگرسیون میانگین شرطی تعمیم یافته (GARCH) را پیشنهاد دادند و نتیجه گرفتند نتایج به دست آمده ARMAX-GARCH میتواند برای مدیریت ریسک در این حوزه مورد استفاده قرار گیرد. Liu and Shi نوتارسکی ١ و همکارانش (٢٠١٤)، برای مطالعه رفتار قیمت لحظه ای برق در بازار آمریکا و اروپا از روش های سری زمانی استفاده کردند و به این نتیجه رسیدند که روش رگرسیون حداقل مربعات محدود (CLS)٢ در مقایسه با رگرسیون حداقل مربعات معمولی(OLS) و روش بیزین (BM)٣ عملکرد بهتری دارد. در این مطالعه از مدل های واریانس ناهمسانی شرطی خودرگرسیونی تعمیم یافته (GARCH) متعارف برای مدلسازی تک رژیمی نوسانات قیمت برق استفاده شده است .

کلیدواژه ها:

ایران ، بازار برق ، نوسانات قیمت برق ، مدل مارکوف سویچینگ گارچ