【摘 要】
:
能源是人类社会赖以生存和发展的物质基础,在国民经济中具有特别重要的战略地位。无论在社会、经济还是环境方面,能源对任何国家的可持续发展都是至关重要的。全球超过五分之一的一次能源来自天然气,天然气是一种清洁的化石燃料。价格是重要的市场信号之一,天然气价格的变化必然会对天然气贸易和全球能源市场产生影响。准确预测天然气价格,能够帮助优化决策管理及防范潜在风险,有助于能源规划和监管决策。天然气需求不断增长,
论文部分内容阅读
能源是人类社会赖以生存和发展的物质基础,在国民经济中具有特别重要的战略地位。无论在社会、经济还是环境方面,能源对任何国家的可持续发展都是至关重要的。全球超过五分之一的一次能源来自天然气,天然气是一种清洁的化石燃料。价格是重要的市场信号之一,天然气价格的变化必然会对天然气贸易和全球能源市场产生影响。准确预测天然气价格,能够帮助优化决策管理及防范潜在风险,有助于能源规划和监管决策。天然气需求不断增长,其消费水平也是衡量一个国家经济表现的重要标准之一。准确预测天然气消费量,能够促进资源节约利用,有效降低成本,更好地进行生产规划和基础设施建设。因此,对天然气价格和消费量进行准确预测,不仅为有效规划和实施能源政策提供了重要的指导,而且在经济规划、能源投资和环境保护等方面产生深远影响,是实现碳达峰、碳中和目标的一项重要工作。本文以美国天然气市场为研究对象,运用机器学习的研究方法,重点研究天然气价格和消费量的预测问题。本文的主要工作与创新如下:(1)利用一种机器学习方法,即梯度增强机,预测天然气价格。目前该方法在天然气价格预测领域还没有应用。以取暖油价格、原油价格、天然气旋转钻机数、市场产量、消费量、地下存储量和进口量为输入变量,选取了2001年1月至2018年12月的价格时间序列。采用梯度增强机对每日、每周及每月的Henry Hub天然气现货价格数据进行分析。通过对数据实施一系列预处理操作,从日数据、周数据、月数据三个不同的维度,对梯度增强机中的参数进行反复调整。研究表明,以最小二乘为损失函数的梯度增强机预测模型具有较高的预测性能,在天然气价格预测方面具有优势。(2)探讨基于四种机器学习方法(人工神经网络、支持向量机、梯度增强机和高斯过程回归)的天然气价格预测模型。通过模型评估和参数选择,分析和比较这四种代表性的机器学习方法在天然气价格预测中的性能。其中,人工神经网络中选择具有外生输入的非线性自回归模型;支持向量机选择均方根误差小的二次型核函数作为核函数;梯度增强机中采用适合回归模型的最小二乘为损失函数;高斯过程回归选择均方根误差小的平方指数核作为核函数。采用2001年1月至2018年12月Henry Hub天然气现货价格月度数据建立四种预测模型。输入变量为取暖油价格、原油价格、天然气旋转钻机数量、加热度日数量、降温度日数量、市场生产量、消费量、地下储量、进口量和前期天然气价格。实证结果表明,四种机器学习预测方法在预测天然气价格方面都有较好的效果。总体而言,人工神经网络和支持向量机的预测性能要优于梯度增强机和高斯过程回归。其中,人工神经网络的性能明显优于其他方法,而梯度增强机相对较弱,但它可以得到输入变量对天然气价格变化的相对影响。(3)提出一种新的混合模型用于天然气价格预测。该模型将深度学习预测工具和基于压缩感知的去噪技术相结合。首先,将压缩感知去噪作为预处理程序,对天然气现货价格原始数据进行去噪处理,以便提取纯净数据;然后利用强大的深度学习模型对纯净数据进行建模,得到最终的预测结果。以Henry Hub天然气现货价格数据为样本数据的实证研究表明,通过将深度学习和压缩感知两种技术的优势充分结合所构造的混合模型,在水平和方向预测上都优于单一模型,基于压缩感知的去噪可以显著提高深度学习模型的预测能力。(4)研究基于四种机器学习方法(人工神经网络、支持向量机、梯度增强机和高斯过程回归)的天然气消费量预测模型。采用2001年1月至2018年12月美国天然气消费量月度数据建立四种预测模型。以工业生产指数、个人收入、人口、加热度日数、降温度日数、市场生产量、净进口量、净库存提取量、价格和前期天然气消费量为输入变量。还分别对住宅、商业、工业、电力和运输五个行业的天然气消费量进行预测。实证结果表明,四种机器学习预测方法在预测天然气消费量方面均具有较好的效果。总体而言,高斯过程回归和人工神经网络的预测性能要优于支持向量机和梯度增强机。其中,高斯过程回归的性能要略优于其他方法。
其他文献
儿童语言发展一直以来是语言学、教育学、心理学等多种学科领域的研究热题,其中儿童时体系统的发展研究是儿童语言发展研究领域的一个重要部分。但时至今日,与时体本体研究和以汉语作为第二语言的时体习得研究相比,针对汉语儿童体系统的习得和发展研究尚不全面也不系统。大多研究仅局限于“了、着、过”少数几个体标记,对于其他的体标记关注较少,且对于汉语儿童早期体系统整体的发展过程、习得顺序以及普遍倾向等更是鲜有涉及。
新疆红枣以高营养价值和功能而闻名,富含多种营养物质和生物活性成分。本文采用五种不同方法提取红枣中生物活性物质——黄酮类化合物,比较提取方法对总黄酮含量、黄酮组成及其稳定性的影响,研究芦丁在低共熔溶剂(Deep Eutectic Solvent,简称DES)中的稳定性,为新疆红枣的合理开发利用奠定基础,特别是对红枣黄酮稳定性的深度研究提供理论参考。具体研究内容如下:1.不同提取方法对新疆红枣中黄酮得
随着物联网、人工智能及高速移动网络的快速发展,终端设备的种类与数量急剧增加,智能终端与边缘节点需处理的数据量呈爆发式增长。由于闪存介质普遍具有存储密度高、静态功耗低、大容量、体积小、抗震动等优势,其被广泛应用于边端存储系统。然而,面对海量数据,传统闪存存储系统逐渐无法应对边端大容量、强时效、低开销的存储服务需求。开放通道闪存架构充分结合文件系统及闪存硬件特性,通过消除存储层次间的语义壁垒,给闪存文
信息物理系统(Cyber-Physical Systems,CPS)是集成计算、通信与控制于一体的新一代智能系统。近年来,CPS因其在多个领域的广泛应用而成为研究热点。然而,由于使用更加开放共享的通信网络,CPS容易遭受外界恶意网络攻击入侵。攻击者通过对系统信息空间干扰通信、破坏数据或是获取隐私,导致系统物理空间性能下降、服务中断,甚至是系统故障。尽管目前对CPS的安全控制已经有了丰富成果,但是针
伴随城市化的持续深入,我国城镇建设用地紧缺和农村建设用地低效利用的矛盾激化。宅基地作为农村集体建设用地,使用过程中违规和低效利用的现象严重,导致农村土地资源的浪费。随着上海进入资源紧约束发展转型期,经济社会的快速发展使得城镇产业发展和基础设施建设用地需求激增,土地供需矛盾日益突出。而乡村振兴战略明确指出要盘活农村土地资源,助力农业农村发展。因此,引导农户主动退出宅基地,盘活农村宅基地资源,缓解城乡
“圪”头词的普遍存在是晋语方言词汇、语法的重要特点之一;“圪”类词相关研究在晋语研究中具有举足轻重的地位。陕北晋语清涧方言中含有“圪”的四字格状态形容词表达式数量众多,仅常用表达式就有530余条,其中绝大多数还属于重叠式形容词,按照构式语法理论可以分析为“圪”构式群。“圪”构式群内部构成成分复杂、表义丰富、在清涧方言自然口语中使用频率很高,这使得如何全面、准确地对这类表达式的形态、句法、语义和社会
断裂带是一种结构复杂的地质构造带,由于受挤压、剪切作用,断裂带具有构造应力复杂、岩石原生结构破坏严重的特点,给地质灾害预防、构造带地质资源开发带来极大的挑战。因此,断裂带演化及变形滑移机制的研究对于地震科学、安全工程以及采矿工程都是非常重要的。基于此,本文紧紧围绕断层强度损伤、应力场演化规律及破裂滑移特性,采用试验测试和理论分析等方法,研究断裂带岩石损伤结构演化及细观机理;建立基于各向同性弹性体平
目的:探讨肺动脉高压中医证候与预后指标的相关性。方法:采用横断面研究方法,收集32例肺动脉高压患者四诊信息,总结其中医证候特点及与预后指标NT-proBNP、六分钟步行距离、心功能分级的相关性。结果:病性证素以气虚、血瘀、水饮为主。病位证素以肺、脾、肾、心为主。证型分布:肺动脉高压基本证型是气虚血瘀证,其次是阳虚血瘀水泛证、阴虚血瘀水停证、气阴两虚兼血瘀证。水饮证与NT-proBNP呈正相关,与六
将太阳能、风能、水能等产生的电能转化为化学能有利于把波动性较大的可再生能源电力整合到能源系统中。氢能具有来源多样、终端零碳排放、能量密度高等优势,是理想的新型能源载体。而电解水制氢能很好地与可再生能源电力相匹配,有望实现全过程脱碳化,是十分具有发展潜力的制氢技术。但电解水制氢技术的商业化大规模应用仍面临制氢成本高的问题,其中电解水耗电量大、贵金属催化剂成本高是造成高成本的主要原因。解决上述问题的核
鉴于对政治、社会和经济生活的巨大影响,日益严重的能源危机和环境问题正引导全球走向可持续发展。基于半导体的光电化学(PEC)水分解技术作为太阳能收集和储存的替代方法受到了广泛关注。自1972年首次展示Ti O2光催化剂进行水分解以来,大量的研究工作集中于开发各种光电极。然而,光电极较差的光捕获效果、低效的载流子体相分离能力、较差的稳定性和缓慢的表面反应动力学严重阻碍了其PEC性能。近年来,二维(2D