Временные ряды в энергетике

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ФГБОУ ВПО «КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ

по  дисциплине «Эконометрика»

на  тему «Временные ряды в энергетике» 
 
 

Выполнила: Ефремова А.Е.

Группа: ЭКП-1-09

Проверил: Гимадиева Т.З. 
 
 
 
 

Казань

2011

ВРЕМЕННЫЕ РЯДЫ В ЭНЕРГЕТИКЕ 

      Временной ряд (или ряд динамики) — это собранный в разные моменты времени статистический материал о значении каких-либо параметров исследуемого процесса. Каждая единица статистического материала называется измерением или отсчётом, также допустимо называть его уровнем на указанный с ним момент времени. Во временном ряде для каждого уровня ряда  должно быть указано время измерения или номер измерения по порядку.

      Таким образом, любой временной  ряд содержит:

• период времени, за который или по состоянию на который приводятся числовые значения;
• числовые значения того или иного показателя, называемые уровнями ряда.

     Временные ряды классифицируются по следующим признакам:

1. по форме представления уровней (ряды абсолютных показателей; относительных показателей; средних величин);
2. по количеству показателей, для которых определяются уровни в каждый момент времени (одномерные и многомерные временные ряды);
3. по характеру временного параметра (моментные и интервальные временные ряды). В моментных временных рядах уровни характеризуют значения показателя по состоянию на определенные моменты времени. В интервальных рядах уровни характеризуют значение показателя за определенные периоды времени. Важная особенность интервальных временных рядов абсолютных величин заключается в возможности суммирования их уровней;
4. по расстоянию между датами и интервалами времени выделяют равноотстоящие – когда даты регистрации или окончания периодов следуют друг за другом с равными интервалами и неполные (неравноотстоящие) – когда принцип равных интервалов не соблюдается;
5. по наличию пропущенных значений (полные и неполные временные ряды);
6. временные ряды бывают детерминированными и случайными (первые получают на основе значений некоторой неслучайной функции, а вторые – это результат реализации некоторой случайной величины);
7. в зависимости от наличия основной тенденции выделяют стационарные ряды, в которых среднее значение и дисперсия постоянны, и нестационарные, содержащие основную тенденцию развития.

      Временной ряд существенно отличается от простой выборки данных, так как при анализе учитывается взаимосвязь измерений со временем, а не только статистическое разнообразие и статистические характеристики выборки.

     Анализ временных  рядов — совокупность математико-статистических методов анализа, предназначенных для выявления структуры временных рядов и для их прогнозирования. Сюда относятся, в частности, методы регрессионного анализа.

     Существует несколько методов анализа данных, применимых для временных рядов.

1. Общее исследование

• Визуальное изучение графических представлений временных рядов;

• Автокорреляционный анализ для изучения зависимостей;
• Спектральный анализ для изучения циклического поведения, не связанного с сезонностью.

2. Описание

• Разделение компонент: тренд, сезонность, медленно и быстро меняющиеся компоненты, циклическая нерегулярность;
• Простейшие свойства частных распределений.

3. Прогнозирование и предсказание

• Полноценные статистические модели при стохастическом моделировании для создания альтернативных версий временных рядов, показывающих, что могло бы случиться на произвольных отрезках времени в будущем (предсказание);
• Упрощённые или полноценные статистические модели для описания вероятных значений временного ряда в ближайшем будущем при известных последних значениях (прогноз).

     Прогнозирование временных рядов заключается в построении модели для предсказания будущих событий основываясь на известных событиях прошлого и предсказания будущих данных до того, как они будут измерены. Прогноз будущих значений временного ряда используется для эффективного принятия решений.

     Временные ряды, как правило, возникают в результате измерения некоторого показателя. Это могут быть как показатели  технических систем, так и показатели природных, социальных, экономических и других систем (например, погодные данные). Типичным примером временного ряда можно назвать биржевой курс, при анализе которого пытаются определить основное направление развития (тенденцию или тренда).

     Что же касается энергетики, то  и в этой сфере временные  ряды находят широкое применение. Так, к примеру, могут рассматриваться и анализироваться такие характеристики, как: цена реализуемой электроэнергии, объем производства электроэнергии, объем потребления электроэнергии, объемы использованного сырья,  эффективность работы электростанций, гидроэлектростанций и атомных электростанций, энергоэффективность использования электроэнергии, топлива (котельно-печное, моторное), тепловой энергии (горячая вода, водяной пар, хладагенты), сжатого газа, воды, находящейся под давлением, энергии физических полей (электромагнитное, акустическое, радиационное), суммарная мощность источников теплоснабжения, число источников теплоснабжения тепловые потери при работе оборудования, шумовое воздействие от оборудования, размеры загрязнения окружающей среды и многие другие.

        Временные ряды в энергетике можно использовать для интерпретации (объяснения) полученных данных. С их помощью можно понять тенденцию изменения показателя, например, растут ли объемы производства энергии или наоборот, снижаются. Временные ряды  наглядно показывают колебания рассматриваемой характеристики, к примеру, на графике рядов можно увидеть суточные и сезонные колебания потребления электроэнергии.

       Кроме того, временные ряды используются для обнаружения зависимости одного фактора от другого, например, зависимости размеров загрязнения окружающей среды от суммарных мощностей объектов, генерирующих энергию. Также можно определить качество наблюдаемой связи, т.е. насколько тесной является связь между факторами.

        Но самой важной целью использования временных рядов является прогнозирование. С помощью рядов составляются прогнозы, каким будет тот или иной показатель в будущем периоде, например, какой предполагается объем продаж электроэнергии в предстоящем году. Кроме того, прогнозирование является исходной предпосылкой для проектирования вообще и финансового проектирования в частности.