Makine öğrenimi teknikleri ile veriye dayalı kısa vadeli doğal gaz talep tahmini


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: MUSTAFA ÇELEBİ

Danışman: Hakan Çerçioğlu

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Doğal gazın arz ve talebinin doğru bir şekilde planlanması ve yönetilmesi sürecinde gaz

talebinin yüksek doğruluk ile öngörülmesi kritik öneme sahiptir. Doğal gaz talep

tahminlerinde yapılacak büyük hatalar hem doğal gaz dağıtım şirketlerine hem de ülke

ekonomisine milyonlarca dolar zarara uğratmaktadır. Bu kayıpların en aza indirilmesi için,

yüksek doğrulukta tahmin modelleri geliştirmek elzemdir. Bu amaçla ilk olarak Türkiye’nin

dört farklı bölgesinin dokuz yıl boyunca günlük doğalgaz tüketim verisi temin edilmiştir.

Elde edilen zaman serileri kullanılarak gecikmeli, pencere ve zamansal özellikler başlıkları

altında toplamda 33 adet bağımsız değişken oluşturulmuştur. Oluşturulacak tahmin

modellerine en yüksek katkıyı sağlayacak değişkenleri belirlemek için LASSO regresyonu

kullanılmıştır. Ardından uzun kısa süreli bellek, topluluk öğrenme stratejileri ve çok

değişkenli regresyon modeli uygulanarak bu şehirlerin günlük doğalgaz tüketimi tahmin

edilmeye çalışılmıştır. Oluşturulan modellerin performansı OMÖH, R2, OMYH ve SOMYH

yöntemleri ile değerlendirilmiştir. Oluşturulan farklı tahmin modellerin test kümesindeki

tahminleri arasındaki farklılıklarının gözlenmesi amacı ile Friedman sıralama toplam testi

uygulanmıştır. Çok değişkenli regresyon ve ağaç tabanlı yöntemler tahmin doğruluğu,

uyarlanabilirlik ve genelleme yetenekleri ile değerlendirildiğinde iyi performans gösterdiği

için doğal gaz dağıtım ve kontrol sistemlerinde başarılı bir şekilde kullanılabileceği

görülmüştür. Çalışmanın son aşamasında, makine öğrenimi modellerine ait tahminlerin tüm

kombinasyonları, maksimum, minimum, ortalama ve medyan metrikleri ile birleştirilerek

doğruluk performansının artırılması amaçlanmıştır. Elde edilen sonuçlar, kombinasyon

modellerinin kısmen daha iyi sonuçlar verdiğini göstermiştir.