基于ARMA-ARCH模型的自备电厂煤气供入量变化趋势预测研究.pdf

第３９卷 第３期 昆明理工大学学报（自然科学版） Ｖｏｌ．３９　Ｎｏ３ 　 ２０１４年６月　 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＫｕｎｍｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ （ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） 　Ｊｕｎ．２０１４  ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－８５５ｘ．２０１４．０３．０１２ 基于ＡＲＭＡ－ＡＲＣＨ模型的自备电厂煤气 供入量变化趋势预测研究 孟　华，王建军，王　华，范国锋，李红娟 （昆明理工大学冶金节能减排教育部工程研究中心，云南昆明６５００９３） 摘要：为了掌握钢铁企业自备电厂煤气供入量的变化趋势，基于采样数据建立了自回归移动平 均（ＡＲＭＡ）模型，利用拉格朗日乘数法（ＬＭ）检验出ＡＲＭＡ 模型残差存在自回归条件异方差 （ＡＲＣＨ）效应，建立ＡＲＭＡ－ＡＲＣＨ模型．分别使用ＡＲＭＡ模型和ＡＲＭＡ－ＡＲＣＨ模型进行短期 预测，并比较两者的精度．最后基于概率分布对扰动项进行统计分析，得到生产中稳定性差是导 致扰动项大的主要原因，与实际生产相吻合．研究表明，ＡＲＭＡ－ＡＲＣＨ模型的预测精度较高，预 测误差为４１１％，能够较为准确地预测出钢铁企业自备电厂煤气供入量变化趋势，对实际生产 中频繁调节锅炉开关和优化调度决策有着重要的作用． 关键词：趋势预测；ＡＲＭＡ模型；ＡＲＣＨ效应；概率分布 中图分类号：ＴＦ５４３．２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００７－８５５Ｘ（２０１４）０３－００６６－０７ ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＦｏｒｅｃａｓｔｉｎｇＶａｒｙｉｎｇＴｅｎｄｅｎｃｙｏｆＧａｓＳｕｐｐｌｙｉｎ Ｓｅｌｆ－ＰｒｏｖｉｄｅｄＰｏｗｅｒＰｌａｎｔＢａｓｅｄｏｎＡＲＭＡ－ＡＲＣＨ ＭＥＮＧＨｕａ，ＷＡＮＧＪｉａｎｊｕｎ，ＷＡＮＧＨｕａ，ＦＡＮＧｕｏｆｅｎｇ，ＬＩＨｏｎｇｊｕａｎ （ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌＥｎｅｒｇｙＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ＆ＥｍｉｓｓｉｏｎＲｅｄｕｃｔｉｏｎ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ， ＫｕｎｍｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ６５００９３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｖａｒｙｉｎｇｔｅｎｄｅｎｃｙｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｉｓｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｔｈｅｒｅｓｉｄｕａｌｇａｓｓｕｐｐｌｙｏｆｓｅｌｆ－ｐｒｏｖｉｄｅｄｐｏｗｅｒｐｌａｎｔ ｉｎｉｒｏｎａｎｄｓｔｅｅｌｉｎｄｕｓｔｒｙ．ＢｙａｐｐｌｙｉｎｇｔｈｅＥｖｉｅｗｓｓｏｆｔｗａｒｅ，ＡＲＭＡ （Ａｕｔｏ－ＲｅｇｒｅｓｓｉｖｅＭｏｖｉｎｇＡｖｅｒａｇｅ）ｍｏｄｅｌｏｆ ｖａｒｙｉｎｇｔｅｎｄｅｎｃｙｆｏｒｒｅｓｉｄｕａｌｇａｓｓｕｐｐｌｙｉｓｂｕｉｌｔ．ＴｈｒｏｕｇｈＡＲＣＨ （Ａｕｔｏ－ＲｅｇｒｅｓｓｉｖｅＣｏｎｄｉｔｉｏｎａｌＨｅｔｅｒｏｓｋｅｄａｓｔｉｃ） ｅｆｆｅｃｔｔｅｓｔｓｏｆｔｈｅｒｅｓｉｄｕａｌｏｆＡＲＭＡｍｏｄｅｌｂｙＬａｇｒａｎｇｅｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ，ｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇＡＲＭＡ－ＡＲＣＨｍｏｄｅｌｉｓａｌｓｏ ｓｅｔｕｐ．ＴｈｅｖａｒｙｉｎｇｔｅｎｄｅｎｃｙｓｅｒｉｅｓａｒｅｆｏｒｅｃａｓｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇＡＲＭＡｍｏｄｅｌａｎｄＡＲＭＡ－ＡＲＣＨｍｏｄｅｌｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． ＦｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆＡＲＭＡｍｏｄｅｌａｎｄＡＲＭＡ－ＡＲＣＨｍｏｄｅｌｉｓｔｈｅｎｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｉｎｔｈｉｓｍｏｄｅｌ，ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｓｕｓｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｒｅｓｉｄｕａｌｓｅｒｉｅｓｉｎｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｒｅａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔ ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｏｄｅｌｈａｓａｗｅｌｌ－ｐｌｅａｓｉｎｇｆｏｒｅｃａｓｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｗｉｔｈａＭｅａｎＡｂｓ．ＰｅｒｃｅｎｔＥｒｒｏｒ （ＭＡＰＥ）ｏｆ４． １１％．Ｔｈ