ERCOT电网综合数据集|电力系统数据集|可再生能源数据集

ERCOT电网综合数据集是由德克萨斯A&M大学和哈佛大学的研究团队创建的，旨在支持电力系统中的多元时间序列预测。该数据集包含五年内的负荷、电价、辅助服务价格和可再生能源发电数据，具有每小时的时间分辨率和区域级别的详细信息。数据集的创建过程结合了高分辨率的外部预测数据，以提高预测精度。该数据集主要应用于电力系统的预测和优化，旨在解决电网中由于可再生能源集成和需求变化带来的不确定性问题。

原始信息汇总

PowerMamba 数据集概述

数据集描述

• 数据来源: 该数据集涵盖了德克萨斯电力可靠性委员会（ERCOT）电网的区域负荷、区域电价、辅助服务价格和可再生能源发电的时间序列数据，具有每小时的时间粒度。
• 时间范围: 数据集跨越五年。
• 空间分辨率: 提供区域级别的空间分辨率。
• 数据通道: 包含22个核心时间序列，扩展版本包含262个通道，其中包括外部预测。

数据集内容

• 核心时间序列: 22个时间序列，涵盖区域负荷、电价、辅助服务价格和可再生能源发电。
• 扩展时间序列: 262个通道，包括外部预测。

数据集用途

• 时间序列预测: 用于电力系统中的时间序列预测任务。
• 模型性能评估: 用于评估PowerMamba模型与其他基准模型在时间序列预测任务中的性能。

数据集结构

• data: 包含该项目使用的基准数据集。

数据集性能

• 预测精度: PowerMamba模型在所有预测任务中均优于当前基准模型。
• 计算效率: PowerMamba模型在参数数量上显著少于其他模型，同时提高了预测误差。
• 上下文窗口大小: 随着上下文窗口大小的增加，模型性能持续提升。

数据集相关研究

• 研究项目: "PowerMamba: A Deep State Space Model and Comprehensive Benchmark for Time Series Prediction in Electric Power Systems"

引用

如果使用该数据集或相关研究，请引用以下内容：

@misc{menati2024powermamba, title={PowerMamba: A Deep State Space Model and Comprehensive Benchmark for Time Series Prediction in Electric Power Systems}, author={Ali Menati and Fatemeh Doudi and Dileep Kalathil and Le Xie}, year={2024}, eprint={2412.06112}, archivePrefix={arXiv}, primaryClass={cs.LG}, url={https://arxiv.org/abs/2412.06112}, }

AI搜集汇总

数据集介绍

构建方式

ERCOT电网综合数据集通过整合ERCOT电网的多个关键时间序列数据构建而成，涵盖了五年（2019-2023）的负荷、电价、辅助服务价格以及可再生能源发电数据，具有每小时的时间分辨率。该数据集不仅包括了8个区域的负荷和电价数据，还涵盖了4种辅助服务价格和风能、太阳能发电数据。此外，数据集还引入了ERCOT提供的负荷和可再生能源发电的外部预测数据，进一步增强了数据集的多样性和复杂性。

使用方法

ERCOT电网综合数据集可用于多种电力系统时间序列预测任务，包括负荷预测、电价预测、辅助服务价格预测以及可再生能源发电预测。研究者可以通过该数据集训练和验证多元时间序列预测模型，尤其是结合外部预测数据的模型。数据集的开放性使得研究者能够在一个统一的框架下进行模型基准测试，并探索不同模型在电力系统预测任务中的表现。

背景与挑战

背景概述

ERCOT电网综合数据集是由德克萨斯A&M大学和哈佛大学的研究人员创建的，旨在应对电力系统中由于可再生能源的广泛集成和需求电气化带来的不确定性。该数据集涵盖了ERCOT电网五年的负荷、电价、辅助服务价格和可再生能源发电数据，提供了每小时的时间分辨率和区域级别的详细信息。数据集的创建旨在支持复杂的多变量时间序列预测模型，以应对电力系统中日益复杂的动态变化。通过提供高分辨率的外部预测数据，该数据集为研究人员提供了一个统一的框架，用于评估和比较先进的机器学习模型在电力系统预测中的性能。

当前挑战

ERCOT电网综合数据集面临的挑战主要来自电力系统的高度复杂性和不确定性。首先，可再生能源的间歇性和不可预测性使得负荷和发电的预测变得极为困难。其次，电力市场价格信号与负荷和发电之间的相互作用增加了预测的复杂性。此外，现有数据集通常缺乏空间粒度，无法捕捉区域或节点间的差异，且时间跨度较短，限制了复杂模型的训练。构建该数据集时，研究人员还需解决如何有效整合高分辨率的外部预测数据，以在不增加模型复杂度的情况下提升预测精度。

常用场景

经典使用场景

ERCOT电网综合数据集的经典使用场景主要集中在电力系统的时间序列预测任务中。该数据集涵盖了五年内ERCOT电网的负荷、电价、辅助服务价格以及可再生能源发电等多维度数据，提供了高分辨率的时间序列信息。通过结合深度学习与传统状态空间模型，该数据集支持多变量时间序列的联合预测，能够有效捕捉负荷、发电与电价之间的复杂动态关系，为电力系统的可靠运行提供了关键支持。

解决学术问题

ERCOT电网综合数据集解决了电力系统中多变量时间序列预测的学术难题。传统模型通常分别预测负荷、发电或电价，忽略了它们之间的相互作用，导致预测精度下降。该数据集通过提供多维度的联合数据，支持多变量预测模型的开发，显著提升了预测精度。此外，数据集的高分辨率和长时间跨度为训练复杂的深度学习模型（如Transformer）提供了理想的基础，推动了电力系统时间序列预测领域的研究进展。

实际应用

ERCOT电网综合数据集在实际应用中具有广泛的应用前景。首先，它为电力系统的调度与规划提供了精确的负荷与发电预测，帮助电网运营商优化资源配置，提升系统可靠性。其次，通过预测电价与辅助服务价格，市场参与者能够更好地制定交易策略，降低市场风险。此外，数据集中的可再生能源发电数据为可再生能源的集成与管理提供了重要参考，支持电网向净零排放目标迈进。

数据集最近研究

最新研究方向

ERCOT电网综合数据集的最新研究方向主要集中在电力系统时间序列预测领域，特别是通过结合深度学习与传统状态空间模型（SSM）来捕捉多变量时间序列的动态特性。研究者们提出了名为PowerMamba的模型，该模型通过时间序列分解、多样化标记策略以及Mamba块的并行处理，有效捕捉局部和全局的时间依赖性。此外，研究还设计了一个时间序列处理模块，能够无缝集成高分辨率的外部预测数据，提升预测精度而不显著增加模型复杂度。ERCOT电网数据集的发布为电力系统预测提供了丰富的数据支持，涵盖了负荷、电价、辅助服务价格和可再生能源发电等多个维度，推动了电力系统预测模型的创新与优化。

相关研究论文

• PowerMamba: A Deep State Space Model and Comprehensive Benchmark for Time Series Prediction in Electric Power Systems

  德克萨斯A&M大学，哈佛大学 · 2024年