Prevendo a demanda de eletricidade

Você também pode modelar a demanda diária de eletricidade em função da temperatura. Como você talvez já tenha visto na sua conta de luz, consome-se mais eletricidade em dias quentes por causa do ar-condicionado e em dias frios por causa do aquecimento.

Neste exercício, você vai ajustar um modelo de regressão quadrática com erro ARMA. Um ano de dados diários está armazenado em elecdaily, incluindo a demanda diária total, uma variável indicadora para dias úteis (um dia útil é representado por 1 e um dia não útil por 0) e as temperaturas máximas diárias. Como há sazonalidade semanal, a frequency foi definida como 7.

Vamos olhar as três primeiras linhas:

> elecdaily[1:3, ]
       Demand Temperature Workday
[1,] 174.8963        26.0       0
[2,] 188.5909        23.0       1
[3,] 188.9169        22.2       1

elecdaily já foi pré-carregado no seu ambiente de trabalho.

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Instruções do exercício

Produza gráficos de séries temporais somente da demanda diária e das temperaturas máximas com facetting.
Monte uma matriz de regressores para incluir, nessa ordem, MaxTemp para as temperaturas máximas, MaxTempSq, que representa o valor ao quadrado da temperatura máxima, e Workday. Claramente, o segundo argumento de cbind() exigirá um operador matemático simples.
Ajuste um modelo de regressão dinâmica da coluna de demanda com erros ARIMA e chame-o de fit.
Se o próximo dia for um dia útil (indicador é 1) com temperatura máxima prevista de 20°C, qual é a demanda prevista? Preencha os valores apropriados em cbind() para o argumento xreg em forecast().

Exercício interativo prático

Experimente este exercício completando este código de exemplo.

# Time plots of demand and temperatures
autoplot(elecdaily[, c(___, ___)], facets = ___)

# Matrix of regressors
xreg <- cbind(MaxTemp = elecdaily[, "Temperature"],
              MaxTempSq = ___,
              Workday = ___)

# Fit model
fit <- auto.arima(___, xreg = xreg)

# Forecast fit one day ahead
forecast(___, xreg = cbind(___, ___, ___))

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A primeira coisa a fazer em qualquer análise de dados é plotar os dados. Gráficos permitem visualizar muitos aspectos dos dados, incluindo padrões, observações incomuns e mudanças ao longo do tempo. As características vistas nos gráficos dos dados devem então ser incorporadas, na medida do possível, aos métodos de previsão que serão usados.

Exercise 1: Bem-vindo(a) à previsão em R Exercise 2: Criando objetos de séries temporais em R Exercise 3: Gráficos de séries temporais Exercise 4: Gráficos sazonais Exercise 5: Tendências, sazonalidade e ciclicidade Exercise 6: Autocorrelação de séries temporais não sazonais Exercise 7: Autocorrelação de séries temporais sazonais e cíclicas Exercise 8: Associe a ACF à série temporal Exercise 9: Ruído branco Exercise 10: Preços de ações e ruído branco

Neste capítulo, você vai aprender ferramentas gerais úteis para muitas situações de previsão. Ele descreve alguns métodos de previsão de referência, métodos para verificar se um método de previsão aproveitou adequadamente as informações disponíveis e métodos para medir a precisão das previsões. Cada uma das ferramentas discutidas aqui será utilizada repetidamente nos capítulos seguintes, à medida que você desenvolve e explora uma variedade de métodos de previsão.

Exercise 1: Previsões e futuros possíveis Exercise 2: Métodos ingênuos de previsão Exercise 3: Valores ajustados e resíduos Exercise 4: Verificando resíduos de séries temporais Exercise 5: Conjuntos de treino e teste Exercise 6: Avaliando a acurácia de previsões com métodos não sazonais Exercise 7: Avaliando a precisão de previsões com sazonalidade Exercise 8: Eu tenho um bom modelo de previsão?Exercise 9: Validação cruzada em séries temporais Exercise 10: Usando tsCV() para validação cruzada em séries temporais

Previsões produzidas com métodos de suavização exponencial são médias ponderadas das observações passadas, com pesos que decaem exponencialmente à medida que as observações ficam mais antigas. Em outras palavras, quanto mais recente a observação, maior o peso associado. Essa abordagem gera previsões confiáveis de forma rápida e para uma ampla gama de séries temporais, o que é uma grande vantagem e de grande importância para aplicações em negócios.

Exercise 1: Previsões com pesos exponenciais Exercise 2: Suavização exponencial simples Exercise 3: SES vs ingênuo Exercise 4: Métodos de suavização exponencial com tendência Exercise 5: Métodos de tendência de Holt Exercise 6: Métodos de suavização exponencial com tendência e sazonalidade Exercise 7: Holt-Winters com dados mensais Exercise 8: Método de Holt-Winters com dados diários Exercise 9: Modelos de espaço de estados para suavização exponencial Exercise 10: Previsão automática com suavização exponencial Exercise 11: ETS vs sazonal ingênuo Exercise 12: Associe os modelos às séries temporais Exercise 13: Quando o ETS falha?

Modelos ARIMA oferecem outra abordagem para previsão de séries temporais. Suavização exponencial e modelos ARIMA são as duas abordagens mais usadas para previsão de séries temporais e fornecem abordagens complementares ao problema. Enquanto modelos de suavização exponencial se baseiam em uma descrição da tendência e da sazonalidade nos dados, modelos ARIMA buscam descrever as autocorrelações nos dados.

Exercise 1: Transformações para estabilização da variância Exercise 2: Transformações de Box-Cox para séries temporais Exercise 3: Diferenciação não sazonal para estacionariedade Exercise 4: Diferença sazonal para estacionariedade Exercise 5: Modelos ARIMA Exercise 6: Modelos ARIMA automáticos para séries temporais não sazonais Exercise 7: Previsão com modelos ARIMA Exercise 8: Comparando auto.arima() e ets() em dados sem sazonalidade Exercise 9: Modelos ARIMA sazonais Exercise 10: Modelos ARIMA automáticos para séries sazonais Exercise 11: Explorando as opções de auto.arima()Exercise 12: Comparando auto.arima() e ets() em dados sazonais

Os modelos de séries temporais dos capítulos anteriores funcionam bem para muitas séries, mas muitas vezes não são bons para dados semanais ou horários e não permitem incluir outras informações, como efeitos de feriados, atividade de concorrentes, mudanças na legislação etc. Neste capítulo, você verá alguns métodos que lidam com sazonalidade mais complexa e considerará como estender modelos ARIMA para permitir a inclusão de outras informações neles.

Exercise 1: Regressão dinâmica Exercise 2: Prevendo vendas considerando gastos com publicidade Exercise 3: Prevendo a demanda de eletricidade

Exercício atual

Exercise 4: Regressão harmônica dinâmica Exercise 5: Previsão com dados semanais Exercise 6: Regressão harmônica para sazonalidade múltipla Exercise 7: Prevendo agendamentos de chamadas Exercise 8: Modelos TBATS Exercise 9: Modelos TBATS para demanda de eletricidade Exercise 10: Seu futuro em previsão de séries temporais!