This study proposes a hybrid approach that integrates econometric and deep learning models—specifically, Vector Autoregression (VAR), Long Short-Term Memory (LSTM), and Gated Recurrent Unit (GRU)—to enhance electricity price forecasting. By combining historical data with external factors like weather and market indicators, this hybrid approach aims to improve prediction accuracy in volatile energy markets. The model captures complex temporal dependencies through a hybrid VAR, LSTM, and GRU structure and is tested on historical electricity price data supplemented with weather and market variables. Performance is evaluated using mean absolute error (MAE), root mean square error (RMSE), symmetric mean absolute percentage error (SMAPE), and root mean squared logarithmic error (RMSLE). Results show that deep learning models, particularly GRU, outperform VAR regarding MAE, RMSE, and RMSLE, suggesting superior predictive accuracy for absolute and relative forecasting tasks. However, SMAPE results highlight that the VAR model performs better in capturing proportional errors, suggesting its relative robustness in volatile price environments. Including weather and market data significantly improves the model’s robustness and accuracy. This study’s hybrid approach combines the interpretability of econometric models with the predictive power of deep learning, offering insights into the impact of external factors on energy prices. The model supports better decision-making and risk management for energy market participants in dynamic market environments.
Energy Price Forecasting Gated Recurrent Unit (GRU) Long Short-Term Memory (LSTM) Deep Learning Models Time Series Analysis
Bu çalışma, elektrik fiyat tahminini geliştirmek için üç farklı modeli, ekonometrik (Vektör Otoregresyon, VAR) ve derin öğrenme tekniklerini (Uzun Kısa Süreli Bellek, LSTM ve Geçitli Tekrarlayan Birim, GRU) entegre ederek hibrit bir yaklaşım önermektedir. Geçmiş verileri hava durumu ve piyasa göstergeleri gibi dış faktörlerle birleştiren bu hibrit yaklaşım, değişken enerji piyasalarında tahmin doğruluğunu artırmayı amaçlamaktadır. Model, hibrit bir VAR, LSTM ve GRU yapısı aracılığıyla karmaşık zamansal bağımlılıkları yakalar ve hava durumu ve piyasa değişkenleri ile desteklenen geçmiş elektrik fiyatı verileri üzerinde test edilir. Performans, ortalama mutlak hata (MAE), kök ortalama kare hata (RMSE), simetrik ortalama mutlak yüzde hata (SMAPE) ve kök ortalama karesel logaritmik hata (RMSLE) kullanılarak değerlendirilmiştir. Sonuçlar, özellikle GRU olmak üzere derin öğrenme modellerinin MAE, RMSE ve RMSLE açısından VAR'dan daha iyi performans gösterdiğini ve mutlak ve göreceli tahmin görevleri için üstün tahmin doğruluğu sağladığını ortaya koymaktadır. Bununla birlikte, SMAPE sonuçları VAR modelinin oransal hataları yakalamada daha iyi performans gösterdiğini vurgulamakta ve bu da değişken fiyat ortamlarında göreceli sağlamlığını ortaya koymaktadır. Hava durumu ve piyasa verilerinin dahil edilmesi, modelin sağlamlığını ve doğruluğunu önemli ölçüde artırmaktadır. Bu çalışmanın hibrit yaklaşımı, ekonometrik modellerin yorumlanabilirliği ile derin öğrenmenin tahmin gücünü birleştirerek dış faktörlerin enerji fiyatları üzerindeki etkisine dair içgörüler sunmaktadır. Model, dinamik piyasa ortamlarında enerji piyasası katılımcıları için daha iyi karar alma ve risk yönetimini desteklemektedir.
Enerji Fiyat Tahmini Geçitli Tekrarlayan Birim (GRU) Uzun Kısa Süreli Bellek (LSTM) Derin Öğrenme Modelleri Zaman Serisi Analizi
Primary Language | English |
---|---|
Subjects | Deep Learning |
Journal Section | Research Article |
Authors | |
Early Pub Date | June 14, 2025 |
Publication Date | June 30, 2025 |
Submission Date | November 5, 2024 |
Acceptance Date | March 6, 2025 |
Published in Issue | Year 2025 Volume: 24 Issue: 47 |
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.