Short-Term Density Forecasting of Low-Voltage Load Using Bernstein-Polynomial Normalizing Flows

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作者
Marcel Arpogaus,Marcus Voß,Beate Sick,Mark Nigge-Uricher,Oliver Durr N
出处
期刊:IEEE Transactions on Smart Grid [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:14 (6): 4902-4911 被引量:5
标识
DOI:10.1109/tsg.2023.3254890
摘要

The transition to a fully renewable energy grid requires better forecasting of demand at the low-voltage level to increase efficiency and ensure reliable control. However, high fluctuations and increasing electrification cause huge forecast variability, not reflected in traditional point estimates. Probabilistic load forecasts take future uncertainties into account and thus allow more informed decision-making for the planning and operation of low-carbon energy systems. We propose an approach for flexible conditional density forecasting of short-term load based on Bernstein polynomial normalizing flows, where a neural network controls the parameters of the flow. In an empirical study with 363 smart meter customers, our density predictions compare favorably against Gaussian and Gaussian mixture densities. Also, they outperform a non-parametric approach based on the pinball loss for 24h-ahead load forecasting for two different neural network architectures.
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