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2022-06-14
英文标题:
《Estimating Dynamic Conditional Spread Densities to Optimise Daily
  Storage Trading of Electricity》
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作者:
Ekaterina Abramova and Derek Bunn
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最新提交年份:
2019
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英文摘要:
  This paper formulates dynamic density functions, based upon skewed-t and similar representations, to model and forecast electricity price spreads between different hours of the day. This supports an optimal day ahead storage and discharge schedule, and thereby facilitates a bidding strategy for a merchant arbitrage facility into the day-ahead auctions for wholesale electricity. The four latent moments of the density functions are dynamic and conditional upon exogenous drivers, thereby permitting the mean, variance, skewness and kurtosis of the densities to respond hourly to such factors as weather and demand forecasts. The best specification for each spread is selected based on the Pinball Loss function, following the closed form analytical solutions of the cumulative density functions. Those analytical properties also allow the calculation of risk associated with the spread arbitrages. From these spread densities, the optimal daily operation of a battery storage facility is determined.
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中文摘要:
本文基于skewed-t和类似表示法,建立动态密度函数,以建模和预测一天中不同时段之间的电价差。这支持了最佳的日前存储和放电计划,从而有助于将商户套利设施的投标策略引入日前批发电力拍卖。密度函数的四个潜在时刻是动态的,取决于外部驱动因素,从而允许密度的平均值、方差、偏度和峰度每小时对天气和需求预测等因素作出响应。根据弹球损失函数,根据累积密度函数的闭合形式解析解,选择每个排列的最佳规格。这些分析属性还允许计算与利差套利相关的风险。根据这些分布密度,确定了蓄电池存储设施的最佳日常运行。
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分类信息:

一级分类:Statistics        统计学
二级分类:Applications        应用程序
分类描述:Biology, Education, Epidemiology, Engineering, Environmental Sciences, Medical, Physical Sciences, Quality Control, Social Sciences
生物学,教育学,流行病学,工程学,环境科学,医学,物理科学,质量控制,社会科学
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一级分类:Computer Science        计算机科学
二级分类:Machine Learning        机器学习
分类描述:Papers on all aspects of machine learning research (supervised, unsupervised, reinforcement learning, bandit problems, and so on) including also robustness, explanation, fairness, and methodology. cs.LG is also an appropriate primary category for applications of machine learning methods.
关于机器学习研究的所有方面的论文(有监督的,无监督的,强化学习,强盗问题,等等),包括健壮性,解释性,公平性和方法论。对于机器学习方法的应用,CS.LG也是一个合适的主要类别。
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一级分类:Economics        经济学
二级分类:Econometrics        计量经济学
分类描述:Econometric Theory, Micro-Econometrics, Macro-Econometrics, Empirical Content of Economic Relations discovered via New Methods, Methodological Aspects of the Application of Statistical Inference to Economic Data.
计量经济学理论,微观计量经济学,宏观计量经济学,通过新方法发现的经济关系的实证内容,统计推论应用于经济数据的方法论方面。
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一级分类:Quantitative Finance        数量金融学
二级分类:Trading and Market Microstructure        交易与市场微观结构
分类描述:Market microstructure, liquidity, exchange and auction design, automated trading, agent-based modeling and market-making
市场微观结构,流动性,交易和拍卖设计,自动化交易,基于代理的建模和做市
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一级分类:Statistics        统计学
二级分类:Machine Learning        机器学习
分类描述:Covers machine learning papers (supervised, unsupervised, semi-supervised learning, graphical models, reinforcement learning, bandits, high dimensional inference, etc.) with a statistical or theoretical grounding
覆盖机器学习论文(监督,无监督,半监督学习,图形模型,强化学习,强盗,高维推理等)与统计或理论基础
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2022-6-14 07:38:16
估算动态条件利差密度,以优化电力的日常存储交易。Katerina Abramova+和Derek Bunn+英国伦敦商学院金融系+英国伦敦商学院管理科学与运营系{eabramova,dbunn}@伦敦。edu01 2019年3月摘要本文基于偏态t和类似表示,建立动态密度函数,以建模和预测一天中不同时间的电价差。这支持了一个最佳的日前存储和放电计划,从而有助于将商户套利设施的投标策略引入日前批发电力拍卖。密度函数的四个潜在矩是动态的,并且取决于外生河流,因此允许密度的平均值、方差、偏度和峰度每小时对天气和需求预测等因素作出响应。根据弹球损失函数,根据累积密度函数的闭合形式解析解,选择每个排列的最佳规格。这些分析属性还允许计算与利差套利相关的风险。根据这些分布密度,确定了蓄电池存储设施的最佳日常运行。关键词:电力、价差、预测、GAMLS1简介虽然日前电价预测一直是大量和广泛研究方法的主题,但主要关注的是下一天交付期(通常为每小时)的价格水平。
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2022-6-14 07:38:19
最近,由于风险管理的考虑,人们对每小时价格的密度预测产生了兴趣,参见(Weron,2014;Nowotarski和Weron,2017)以获取广泛的评论。在本文中,我们提供了一个新的公式,重点关注价差,特别是我们预测了日前价格中日内价差的密度函数。存储设施(如电池)或负载转移计划(如需求侧管理)在日常周期内的最佳运行取决于这些差价,如果它们是以商人的身份运营,从批发市场进行套利买卖。此外,如果考虑到风险,对价格水平平均差异的分析可能不够充分,因此我们直接估计了前一天价格中所有小时价差的密度函数。我们对这些套利利差的规格、估计和预测是新的,且计算密集。然后,我们将展示这些分散密度如何支持风险受限的商业电池设施的最佳日常运营。与天然气和其他可储存商品的工作主体不同,例如(Boogert和DeJong,2011;Secomandi,2018),由于电价的日周期性和当天拍卖的主导地位,通常会同时设定次日的所有小时价格,因此存储和负荷转移的操作范围通常每天都是阶段性的。因此,用于天然气和其他商品储存操作的连续时间动态优化公式不太适用于电力,此外,在分析这些其他模型时通常需要的随机简化将无法满足更复杂的电价动态所需的充分拟合要求。
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2022-6-14 07:38:23
因此,基于对电价驱动因素(如需求、风能和太阳能生产、天然气和煤炭价格)的日前预测,通过各种方法提出了电价水平预测,例如(Nowotarski和Weron,2015;Garcia Martos等人,2012;Karakatsani和Bunn,2010),但显然,尚未专门开发出预测日内价差密度的方法。直到最近,储能资产,如抽水蓄能器,将定期在夜间储能,并在每日高峰需求期放电,这是可以预测的。但随着风能尤其是太阳能发电设施的普及,价格的波峰和波谷在白天左右移动,在阳光充足的地区,如加利福尼亚州,最低价格往往在中午(Denholm et al.,2015)。因此,预期的每日价格差价以及由此产生的存储或负载转移套利机会将取决于风能和太阳能预测以及需求和供应考虑。此外,价格密度函数是非正态函数,偏度在正负之间切换,取决于可再生能源生产的动态(Gianfreda和Bunn,2017)。我们将我们的扩散密度公式应用于德国市场。这是欧洲最大和主要的批发电力日参考市场。它还受到风能和太阳能生产的强烈影响,并为电池和需求侧管理提供了一个积极创新的环境。日前拍卖已经过积极的研究,每天中午结束,第二天的24小时价格向量将在一小时后发布。
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2022-6-14 07:38:26
在这种情况下,一个合理的问题可能是,如果这些价格在13:00前可用并适用于第二天,为什么上午需要预测这些价格?特别是对于基于价差的套利工具的操作,很明显,交易员需要有一个远期计划,以决定他们是否将在特定时间进入拍卖进行购买或出售,从而相应地制定他们的出价和出价。为了对价差密度进行建模,我们采用了位置、规模和形状(GAMLSS)参数回归模型(Stasinopoulos et al.,2007),该模型已经有效地用于形成德国背景下的日前价格水平密度(Gianfreda和Bunn,2017)。在此框架内,小时电价差价形成了一个响应变量,其分布函数随多种外生因素而变化。GAMLSS框架允许从各种分布中进行选择,其矩根据使用(非线性)线性关系指定的外部变量而变化。因此,动态位置、规模和形状参数(“与价差的均值、波动性、偏度和峰度相关的潜在矩”)被明确纳入预测模型。因此,本文首先描述了数据和密度估计过程。在第3节中,我们使用弹球损失函数选择具有四个潜在矩的最佳拟合密度模型。然后在第4节中,我们进行滚动窗口预测评估,并证明动态、条件潜在矩估计的价值。第5节使用这些密度函数设计电池存储的最佳每日调度,并通过回测证明与使用正常密度相比具有优越的性能。
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2022-6-14 07:38:30
第6节结束。2数据和方法2.1数据处理德国每小时日前电价、风力预测、太阳能预测和实际总负荷数据从开放式电力系统数据网站下载https://data.open-power-system-data.org2012年1月1日至2017年3月31日期间(导致t=1,…,1917个时间步)。数据由四个德国控制区组成,以兆瓦为单位:50赫兹、安培龙、坦尼特和TransnetBW。通过在01小时和03小时之间进行插值,创建02小时来说明夏季时间小时变化。对于时钟切换,删除了(稍后)02小时。德国日前总负荷数据按每小时开始后4 x 15分钟的平均分段计算。对每个控制区域的“实际总负荷”(在平衡市场15分钟重新竞价时间结束时获得)进行平均,并对四个区域的结果进行汇总,得出总实际负荷。我们使用动力煤ARA 1个月远期基准指数(每月一个价格)和德国Gaspool(GPL)天然气日前远期(每天一个价格)作为天然气。每周季节性和节假日包含在一个虚拟变量中,周六/周日和以下德国国定假日的值为1:元旦、耶稣受难日、复活节周一、劳动节、升天日、惠特周一、德国统一日、圣诞节、节礼日和新年前夕(有关更多详细信息,请参阅附录a)。2.2创建价差日内每小时电力现货价格数据显示出高波动性、快速变化的动态和高度倾斜的分布(参见附录图17-21)。小时价格的方差-协方差矩阵显示出很强的相关性,如高度正的反对角线条目所示(参见附录图22)。
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