SYSTEM FOR FORECASTING ELECTRICITY CONSUMPTION BASED ON TEMPERATURE DATA

Authors

DOI:

https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2025.1.2.26

Keywords:

correlation, Pearson’s correlation coefficient, linear regression, mathematical models, linear and nonlinear dependencies, software system

Abstract

The paper examines the main tasks of a system for assessing the dependence between electricity consumption and temperature. This system is designed to provide a comprehensive approach to data analysis, starting from data collection, processing, and analysis, and concluding with forecasting and visualization of results. An analysis of various modern approaches and methods for evaluating the relationship between temperature and electricity consumption has been conducted.As a result of the study, key factors influencing energy consumption under varying temperature conditions have been identified, along with the advantages and disadvantages of different methods and tools applied in this field.The correlation between temperature indicators and energy consumption was evaluated using Pearson’s correlation coefficient, ensuring high accuracy in determining the binding between these parameters. A mathematical model for forecasting electricity consumption based on temperature data has been developed, enabling predictions of energy usage while accounting for temperature variations.The selection of tools and technologies for creating a software system that performs data analysis using libraries and tools for processing, storing, and visualizing information is substantiated.The results form the basis for effective energy consumption forecasting in urban environments. The system’s architecture has been developed to ensure efficient data processing and easy scalability. Integration with a database has been implemented, allowing efficient storage and processing of large data volumes for analysis and forecasting. Functional decomposition has been carried out, defining the main modules and their interactions, ensuring clear task execution.The results of the system’s operation enable forecasting electricity consumption levels based on temperature conditions.This facilitates better resource planning and reduces the risk of overloading the energy system during temperature peaks.This approach not only optimizes energy expenditures but also ensures stability and reliability in urban energy supply.

References

Кулик М. М., Маляренко О. Є., Майстренко Н. Ю., Станиціна В. В., Куц Г. О. Енергоефективність та прогнозування енергоспоживання на різних ієрархічних рівнях економіки: методологія, прогнозні оцінки до 2040 року. Київ, «Наукова думка», 2021. 234 с. ISBN 978-966-00-1739-9.

V. V. Horskyi, O. Ye. Maliarenko, N. Yu. Maistrenko, O. I. Teslenko, H. O. Kuts Modified three-stage model for forecasting the demand for energy resources at various hierarchy levels of the economy. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Volume 1049, 3rd International Conference on Sustainable Futures: Environmental, Technological, Social and Economic Matters Kryvyi Rih, Ukraine. Citation V V Horskyi et al 2022 IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 1049 012054 URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/1049/1/012054 (дата звернення: 05.02.2025)

Екерт, М., і Сміт, К. (2019). Прогнозування споживання енергії на основі кліматичних даних. Харків : Техноцентр. 240 с.

Степанов, Ю. Г. (2019). Аналіз залежностей між кліматом і енергоспоживанням. Харків : НТУ «ХПІ». 260 с.

Тарасенко, Н. І. (2019). Інформаційні технології в енергетиці. Одеса : Видавництво ОНУ. 300 с.

Перегуда О. В. (2022). Статистична обробка даних: навч. посіб. / О. В. Перегуда, О. А. Капустян, О. Б. Курилко. ‒ Електронне видання. ‒ 103 с.

Norman R. Draper, Harry Smith (2016). Applied Regression Analysis, 912 pages.

Літнарович Р. М. (2011). Побудова і дослідження математичної моделі за джерелами експериментальних даних методами регресійного аналізу. Навчальний посібник, МЕГУ, Рівне. – 140 с.

Breiman L. (2001). Random forests / Breiman L. // Machine Learning. – Vol. 45, N 1.– P. 5–32.

Я. С. Моторна, Н. О. Красношлик, О. В. Піскун Реалізація та дослідження алгоритму random forest для розв’язування задач класифікації No. 1 (2020): Вісник черкаського університету: прикладна математика. інформатика URL: https://ami-ejournal.cdu.edu.ua/article/view/4158 DOI 10.31651/2076-5886-2020-1-69-77(дата звернення: 05.02.2025).

Катерина Мещерякова Нейромережа: що це, як працює, найкращі приклади [Електронний ресурс] : URL: https://journal.gen.tech/post/sho-take-neiromerezhi (дата звернення: 05.02.2025)

Статистичні методи аналізу великих масивів даних. [Електронний ресурс] URL: https://elib.lntu.edu.ua/sites/default/files/elib_upload/%D0%9D%D1%83%D0%B6%D0%BD%D0%B0%20%D0%B3%D0%BE%D1%82%D0%B E%D0%B2%D0%B8%D0%B9%202024/page8.html (дата звернення: 05.02.2025).

Совьяна Педада. Що таке геопросторовий аналіз? План перед реальним планом. [Електронний ресурс] URL: https://mindthegraph.com/blog/uk/%D1%89%D0%BE-%D1%82%D0%B0%D0%BA%D0%B5-%D0%B3%D0%B5%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B8%D0%B9%D0%B0%D0%BD%D0%B0%D0%BB%D1%96%D0%B7/ (дата звернення: 05.02.2025).

Пашко А. О. Статистичний аналіз даних. [Електронний ресурс] https://csc.knu.ua/media/filer_public/19/ d5/19d56780-269a-4eef-bb3b-48ec8da23859/intelektualnaobrobkadanikh.pdf : 2019.-55 с. (дата звернення: 05.02.2025).

Фур’є-інтегральний метод ідентифікації детермінованих лінійних динамічних систем з зосередженими параметрами. [Електронний ресурс] URL: https://web.posibnyky.vntu.edu.ua/feeem/1mokin_matmetody_ identifikaciyi_dinamsystem/3-4.html (дата звернення: 05.02.2025).

Published

2025-02-25