Gas demand forecasting is a critical task for energy providers as it impacts on pipe reservation and stock planning. In this paper, the one-day-ahead forecasting of residential gas demand at country level is investigated by implementing and comparing five models: Ridge Regression, Gaussian Process (GP), k-Nearest Neighbour, Artificial Neural Network (ANN), and Torus Model. Italian demand data from 2007 to 2017 are used for training and testing the proposed algorithms. The choice of the relevant covariates and the most significant aspects of the pre-processing and feature extraction steps are discussed in-depth, lending particular attention to the role of one-day-ahead temperature forecasts. Our best model, in terms of Root Mean Squared Error (RMSE), is the ANN, closely followed by the GP. If the Mean Absolute Error (MAE) is taken as an error measure, the GP becomes the best model, although by a narrow margin. A main novel contribution is the development of a model describing the propagation of temperature errors to gas forecasting errors that is successfully validated on experimental data. Being able to predict the quantitative impact of temperature forecasts on gas forecasts could be useful in order to assess potential improvement margins associated with more sophisticated weather forecasts. On the Italian data, it is shown that temperature forecast errors account for some 18% of the mean squared error of gas demand forecasts provided by ANN.


翻译:天然气需求预测是能源供应者的一项关键任务,因为它对管道保留和库存规划产生影响。本文件通过实施和比较五种模型来调查对国家一级住宅天然气需求的一天头预测:Ridge Regresion、Gossian进程(GP)、K-Nearest邻居、人工神经网络(ANN)和Torus模型。意大利2007至2017年的需求数据用于培训和测试拟议的算法。对相关共差的选择以及处理前和特征提取步骤中最重要的方面进行了深入讨论,特别关注一天头温度预测的作用。我们的最佳模型,即根中位错误(RMSE),是ANN(ANN),紧随GP。如果将中位绝对错误(ANE)作为误差计量,意大利的GP成为最佳模型,尽管其幅度很小。主要的新贡献是开发一个模型,描述温度错误传播到气体预报误差的模型,该模型在实验数据上得到了成功验证。能够预测到“根位错误”的一天头温度预报(RMS)中,我们的最佳模型是ANNE(RMS),这是G),如果以18个中位的预测中标,则可以评估,则根据意大利预测中位预测中位的准确度预测,则根据意大利预测,对未来气体气体预测进行一些中位进行有用的预测,则可以评估。

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