Анализ данных об электроэнергии из Виктории, Австралия, для изучения влияния пандемии на ее потребление.

В марте 2020 года COVID-19 достиг Австралии и вызвал общенациональную блокировку. Это означало, что большинство из нас были дома, предприятия, рестораны, школы, общественные места закрыты. Эта блокировка, безусловно, повлияла на несколько способов, которыми наш мир работал раньше, но ключевой частью нашего мира является электричество.

Итак, что случилось? Первая мысль будет заключаться в том, что мы, должно быть, увидели снижение потребления электроэнергии. Это исследование пытается кратко ответить на два вопроса и основано на потреблении электроэнергии в Викторианском периоде, зарегистрированном AEMO:

1. Как COVID-19 повлиял на то, как мы потребляем электроэнергию?

2. По-прежнему ли традиционные модели позволяют прогнозировать наши будущие потребности в потреблении?

Повлиял ли COVID-19 на то, как мы потребляем электроэнергию?

И да и нет.

Из рис. 1 видно, что существенного изменения количества потребляемой Викторией электроэнергии не происходит. Провалы и пики объясняются, по большому счету, погодой. Например, пик в июле связан с увеличением использования отопления, поскольку июль является самым холодным месяцем в году.

Однако на рис. 2 можно наблюдать изменение или, скорее, значительное падение спроса на электроэнергию в почасовой перспективе за последние девять месяцев по сравнению с другими годами. На этот раз окно с 8 утра до 5 вечера, рабочие часы с естественным светом, просачивающимся через окна наших домов.

Эти визуализации можно найти на Tableau здесь.

Теперь настоящий вопрос.

Являются ли традиционные модели все еще хорошими для предсказания и предсказания наших будущих потребностей в потреблении?

То, как мы потребляем электроэнергию, зависит от нескольких факторов, таких как погода, деловые циклы, день недели, и здесь мы попытались понять, повлиял ли карантин на это потребление. При построении моделей для этого исследования учитывались следующие факторы — месячные временные ряды (с 2015 по 2020 год), средняя температура в эти месяцы и категориальная переменная, показывающая, были ли мы в изоляции или нет.

Я попробовал несколько методов прогнозирования временных рядов, таких как ETS, ARIMA, линейная регрессия и динамическая регрессия, чтобы спрогнозировать потребление в 2020 году. Большинство этих моделей работали одинаково с небольшими различиями в точности моделей.

Модель, которая сравнительно превосходила другие, представляла собой линейную модель временных рядов со средней температурой и ошибками ARIMA. Я обучил модели, используя данные с января 2015 года по февраль 2020 года, и сделал прогнозы на период с марта 2020 года по сентябрь 2020 года (месяцы блокировки в Виктории). Более подробную информацию об этой модели можно найти здесь, и вот как выглядит прогноз.

Вывод

Итак, что все это говорит нам о пандемии и потреблении электроэнергии?

Ну, по крайней мере, в Виктории, где за последние пять лет наблюдается тенденция к снижению потребления электроэнергии, снижение на 2% из-за пандемии предсказать несложно. Электроэнергия, которая использовалась промышленностью, офисами и бизнесом, теперь перенаправляется в наши дома.

Однако есть одно отличие, которое можно наблюдать в рабочее время, когда в месяцы самоизоляции наблюдается значительный спад потребления электроэнергии. И это могло бы быть областью для улучшения, если бы мы могли построить модель, которая учитывает это как фактор.

Вы можете найти код и более подробную информацию об этом в моем репозитории GitHub.