Journals / Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi / 2021 / Cilt: 8 - Sayı: 2

Forecasting of Turkey’s Electrical Energy Consumption using LSTM and GRU Networks

LSTM ve GRU Ağları Kullanılarak Türkiye’nin Elektrik Enerjisi Tüketiminin Tahmin Edilmesi

Pages
656–667
Publication Date
2021-12-31
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

The comparison results show that the GRU model is slightly better than that of the LSTM.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:Energy demand management is particularly important for developing and emerging economies.
📊
Key Findings & Data:Their energy consumptions increase significantly, depending on their growing economies.
💡
Conclusion & Impact:The comparison results show that the GRU model is slightly better than that of the LSTM.
🔬Design:Modeling & Simulation
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Derin Öğrenme · Elektrik Enerji Tüketimi · Tahmin

Abstract

Energy demand management is particularly important for developing and emerging economies. Their energy consumptions increase significantly, depending on their growing economies. As a result of Turkey’s rapid economic and population growth, electricity consumption is increasing. Electricity consumption forecasting plays an essential role for energy suppliers, consumers, and policy makers. Therefore, using models to accurately and reliably forecast future electricity consumption trends is a key issue for the planning and operation of electric power systems. This paper focused on forecasting electrical energy consumption by utilizing deep learning methods, i.e., Long Short-Term Memory (LSTM) and Gated Recurrent Unit (GRU) models, for time series data. One-hour and three-hour ahead forecasting are accomplished by using a historical dataset of electrical energy consumption in Turkey. The comparison results show that the GRU model is slightly better than that of the LSTM. Our study also reveals that one-hour ahead predictions are more accurate than three-hour ahead predictions.

Özet

Enerji talep yönetimi, gelişmekte olan ve yükselen ekonomiler için özellikle önemlidir. Büyüyen ekonomilerine bağlı olarak enerji tüketimleri önemli ölçüde artmaktadır. Türkiye’nin hızlı ekonomik ve nüfus artışının bir sonucu olarak elektrik tüketimi artmaktadır. Elektrik tüketimi tahmini enerji tedarikçileri, tüketiciler ve politika yapıcılar için önemli bir rol oynar. Bu nedenle, gelecekteki elektrik tüketim eğilimlerini doğru ve güvenilir bir şekilde tahmin etmek için modellerin kullanılması, elektrik güç sistemlerinin planlanması ve işletilmesi için kilit bir konudur. Bu makale, zaman serisi verileri için Uzun Kısa-Süreli Bellek (Long Short-Term Memory-LSTM) ve Kapılı Yinelemeli Birim (Gated Recurrent Unit-GRU) modelleri gibi derin öğrenme yöntemlerini kullanarak elektrik enerjisi tüketimini tahmin etmeye odaklanmıştır. Türkiye’de elektrik enerjisi tüketiminin geçmişe dönük veri seti kullanılarak bir saatlik ve üç saatlik ileriye yönelik tahminler gerçekleştirilmiştir. Karşılaştırma sonuçları, GRU modelinin LSTM modelinden biraz daha iyi olduğunu göstermektedir. Çalışmamız ayrıca, bir saat ileri tahminlerin üç saat ileri tahminlerden daha doğru olduğunu ortaya koymaktadır.

🔖

Cite This Article

BİŞKİN, O. T., ÇİFCİ, A. (2021). Forecasting of Turkey’s Electrical Energy Consumption using LSTM and GRU Networks. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 8 - Sayı: 2, 656–667. https://ajindex.com/articles/381970

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (16)

  1. Koç, E., & Şenel, M. C. (2013). Dünyada ve Türkiye’de enerji durumu–genel değerlendirme. Mühendis ve Makina Dergisi, 54(639), 32-44
  2. Bilgili, M. (2010). Present status and future projections of electrical energy in Turkey.Gazi University Journal of Science, 23(2), 237-248
  3. Fackrell, B. (2013). Turkey and regional energy Security on the road to 2023. Turkish Policy Quarterly, 12(2), 83-89
  4. TUIK, Turkish Statistics Institute. (2021). Statistics,
  5. Turkey's Lessons for Emerging Economies - Caixin Global.
  6. International Monetary Fund (2021). World Economic Outlook Database, October 2020. https://www.imf.org/en/home, (20.01.2021)
  7. World Bank (2021), International Comparison Program database: GDP, PPP (current international $). https://data.worldbank.org/indicator/NY.GDP.MKTP.PP.CD, (20.01.2021)
  8. The World Factbook (2021), Real GDP (purchasing power parity). https://www.cia.gov/the-world- factbook/field/real-gdp-purchasing-power-parity/, (23.01.2021)
  9. World Data (2021). Turkey Energy Consumption. https://www.worlddata.info/asia/turkey/energy- consumption.php, (23.01.2021)
  10. De Felice, M., Alessandri, A., & Ruti, P. M. (2013). Electricity demand forecasting over Italy: Potential benefits using numerical weather prediction models. Electric Power Systems Research, 104, 71-79
  11. Kavaklioglu, K., Ceylan, H., Ozturk, H. K., & Canyurt, O.E. (2009). Modeling and prediction of Turkey’s electricity consumption using artificial neural networks. Energy Conversion and Management, 50(11), 2719- 2727
  12. Hamzaçebi, C., & Kutay, F. (2004).Yapay sinir ağları ile Türkiye elektrik enerjisi tüketiminin 2010 yılına kadar tahmini. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 19(3), 227-233
  13. Dilaver, Z., & Hunt, L. C. (2011). Turkish aggregate electricity demand: An outlook to 2020. Energy, 36(11), 6686-6696
  14. Bolturk, E., Oztaysi, B., & Sari, I. U. (2012). Electricity Consumption Forecasting Using Fuzzy Time Series. IEEE Symposium on Computational Intelligence and Informatics. 20-22 November, Budapest, Hungary, 245-249
  15. Tokgöz, A., & Ünal, G. (2018). A RNN Based Time Series Approach for Forecasting Turkish Electricity Load.26th Signal Processing and Communications Applications Conference (SIU).2-5 May, Izmir, Turkey, 1-4
  16. Akay, D., & Atak, M. (2007). Grey prediction with rolling mechanism for electricity demand forecasting of Turkey. Energy, 32(9