JP2007215354A - Method and processing program for estimating electrical load - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method which finds upper/lower limits for estimating an electrical load and efficiently estimates the electric load. <P>SOLUTION: This program includes steps of: a computing device calculating the mean and the dispersal of estimation distribution by the Gaussian Process developed by an arithmetic unit by means of MAP estimation or Hybrid Monte Carlo method, based on pre-distribution stored in a storage device; and outputting the mean and the dispersal of the calculated estimation distribution. When estimated in this way, a result better than the mean error and the maximum error is achieved for either of the GP (MAP) and the GP (HMC) compared to the MLP and the RBFN of the comparison method. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、階層的ベイズ推定を用いたガウシアンプロセスにより電力負荷予測の上下限値と平均値とを求める電力負荷予測方法、及び電力負荷予測処理プログラムに関する。   The present invention relates to a power load prediction method and a power load prediction processing program for obtaining upper and lower limit values and average values of power load prediction by a Gaussian process using hierarchical Bayesian estimation.

電力システムにおいて、需要と供給のバランスをとるため、発電計画は、電力システムの安定度と経済性が重要である。従来から、未来の事象を予測するための手法として、過去の実データである事前プロセスをモデル化し、そのモデルの内部変数を推定するといった手法が知られている(特許文献1)。   In order to balance supply and demand in an electric power system, the stability and economics of the electric power system are important in a power generation plan. Conventionally, as a method for predicting future events, a method of modeling a prior process that is past actual data and estimating an internal variable of the model is known (Patent Document 1).

特開2005−78519号公報JP-A-2005-78519

近年、電力自由化や気象条件の変動により、電力システムにおける不確定性の要因が増大している。電力自由化の新しい環境では、余分な発電量を回避し、利益最大化・リスク最小化を目指す傾向にある。その結果、発電計画の元となる電力負荷予測においても、不確定性を考慮した新しい電力負荷予測手法が切望されている。しかしながら、従来の手法では、電力負荷予測の上下限は系統的に求めることができないため、電力負荷を効率よく推定することができないという課題があった。   In recent years, uncertainties in power systems have increased due to power liberalization and changes in weather conditions. In new power liberalization environments, there is a tendency to avoid excess power generation and maximize profits and minimize risks. As a result, a new power load prediction method that takes uncertainty into account is also eagerly desired in power load prediction that is the basis of a power generation plan. However, in the conventional method, since the upper and lower limits of the power load prediction cannot be obtained systematically, there is a problem that the power load cannot be estimated efficiently.

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、電力負荷予測の上下限を求めることができ、電力負荷を効率よく推定することが可能な電力負荷予測方法を提供することを目的とする。   This invention is made in view of such a point, and it aims at providing the electric power load prediction method which can obtain | require the upper and lower limits of electric power load prediction, and can estimate electric power load efficiently. .

本発明に係る電力負荷予測方法は、記憶装置、演算装置及び出力装置を備えたコンピュータを用い電力負荷を予測する電力負荷予測方法であって、前記記憶装置に記憶された事前分布に基づいて、MAP推定またはハイブリッドモンテカルロ法により前記演算装置が構築したガウシアンプロセスにより、前記演算装置が予測分布の平均と分散を算出するステップと、算出した予測分布の平均と分散とを前記出力装置を介して出力するステップとを備えたことを特徴とする。   A power load prediction method according to the present invention is a power load prediction method for predicting a power load using a computer including a storage device, a calculation device, and an output device, and based on a prior distribution stored in the storage device, The computing device calculates the mean and variance of the predicted distribution by the Gaussian process constructed by the computing device by MAP estimation or hybrid Monte Carlo method, and outputs the calculated mean and variance of the predicted distribution via the output device. And a step of performing.

前記演算装置は、MAP推定によりMAP推定値を求めることで、ガウシアンプロセスを構築する。   The arithmetic unit constructs a Gaussian process by obtaining a MAP estimation value by MAP estimation.

前記演算装置は、ハイブリッドモンテカルロ法により、サンプリングによって予測分布の平均と分散を算出する。   The arithmetic unit calculates an average and a variance of the predicted distribution by sampling by a hybrid Monte Carlo method.

本発明に係る電力負荷予測処理プログラムは、記憶装置、演算装置及び出力装置を備えたコンピュータに用い電力負荷を予測させる電力負荷予測処理プログラムであって、前記コンピュータに、前記記憶装置に記憶された事前分布に基づいて、MAP推定またはハイブリッドモンテカルロ法により前記演算装置が構築したガウシアンプロセスにより、前記演算装置が予測分布の平均と分散を算出するステップと、算出した予測分布の平均と分散とを前記出力装置を介して出力するステップとを実行させるためのものである。   A power load prediction processing program according to the present invention is a power load prediction processing program for use in a computer including a storage device, an arithmetic device, and an output device, and predicts a power load, and is stored in the storage device in the computer. Based on the prior distribution, a step in which the arithmetic device calculates an average and variance of the predicted distribution by a Gaussian process constructed by the arithmetic device by MAP estimation or a hybrid Monte Carlo method, and an average and variance of the calculated prediction distribution And a step of outputting via an output device.

本発明によれば、電力負荷予測の上下限を求めることができ、電力負荷を精度よく推定することが可能な電力負荷予測方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power load prediction method which can obtain | require the upper and lower limits of electric power load prediction, and can estimate electric power load accurately can be provided.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。
本実施形態の電力負荷予測方法では、階層的ベイズ推定を用いたガウシアンプロセスを用いて電力負荷予測の上下限値と平均値とを求める。この際、本実施形態では、後述するMAP推定あるいはハイブリッドモンテカルロ法により、ガウシアンプロセスの平均値と分散を求める。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In the power load prediction method of this embodiment, the upper and lower limit values and the average value of power load prediction are obtained using a Gaussian process using hierarchical Bayesian estimation. At this time, in this embodiment, the average value and variance of the Gaussian process are obtained by MAP estimation or a hybrid Monte Carlo method described later.

図1は、本実施形態に係る電力負荷予測方法を実現するためのコンピュータシステムを示す図である。このシステムは、入力装置(又は受信装置)1、演算装置2、記憶装置3及び出力装置(又は送信装置)4を備えて構成されている。入力装置1は、事前分布などの電力負荷予測に用いられる各種の情報を入力する際に用いられる。演算装置2は、MAP推定またはハイブリッドモンテカルロ法によりガウシアンプロセスを構築し、予測分布の平均と分散を算出する処理などを行う。出力装置4は、予測分布の平均と分散を表示あるいは送信する際に用いられる。   FIG. 1 is a diagram illustrating a computer system for realizing the power load prediction method according to the present embodiment. This system includes an input device (or receiving device) 1, an arithmetic device 2, a storage device 3, and an output device (or transmitting device) 4. The input device 1 is used when inputting various types of information used for power load prediction such as prior distribution. The arithmetic device 2 constructs a Gaussian process by MAP estimation or a hybrid Monte Carlo method, and performs processing for calculating the mean and variance of the predicted distribution. The output device 4 is used when displaying or transmitting the mean and variance of the predicted distribution.

ここで、各用語について簡単に説明する。
「ベイズモデル」とは、パラメータとデータを確率変数とみなして予測値を点で推定することではなく、分布として推定するためのモデルである。また、「ガウシアンプロセス(以下、「GP」という。)」とは、ベイズモデルにおけるパラメータの事前分布として正規分布を過程するモデルである。階層的ベイズ推定モデルとはパラメータについても事前分布を仮定して、即ち、パラメータの分布のパラメータ(ハイパーパラメ−タ)を考慮したベイズモデルである。なお、階層的ベイズ推定は、特定分布の影響を緩和する働きをする。「MAP推定」は、勾配情報を用いて事後確率が最大化するようにハイパーパラメータを決定する推定手法である。そして、「ハイブリッドモンテカルロ法」は、マルコフ連鎖モンテカルロ法の一種であり、サンプリングにより事後分布の平均と分散を決定する手法である。
Here, each term will be briefly described.
The “Bayesian model” is a model for estimating a parameter and data as random variables and estimating a predicted value as a point rather than estimating it as a point. The “Gaussian process (hereinafter referred to as“ GP ”)” is a model that processes a normal distribution as a parameter prior distribution in the Bayesian model. The hierarchical Bayesian estimation model is a Bayesian model that assumes a prior distribution of parameters, that is, considers parameters (hyperparameters) of parameter distribution. Note that hierarchical Bayesian estimation works to alleviate the influence of a specific distribution. “MAP estimation” is an estimation method that determines hyperparameters using gradient information so that the posterior probability is maximized. The “hybrid Monte Carlo method” is a kind of Markov chain Monte Carlo method, and is a method of determining the mean and variance of the posterior distribution by sampling.

次に、GPについて詳しく説明する。ここでは、ベイズモデルにおける線形回帰と,近年研究が活発なカーネルマシンとの関連性からのGPの定義について説明する。   Next, GP will be described in detail. Here, the definition of GP based on the relationship between linear regression in the Bayesian model and a kernel machine that has been actively researched in recent years will be described.

まず、ニューラルネットワークと同様に、H個の基底関数Φ={Φ(・)},(h=1,…,H)を用い、その重み付き総和で回帰を行うことを考える。但し、Hは非常に大きい値であるとする。さらに、N個の説明変数x={x},(n=1,…,N)が与えられているものとする。これらの基底関数と入力変数より、Φ(x)を要素に持つ行列Rを定義する。この行列Rの要素Rnhは、次式のようになる。 First, as in the case of a neural network, consider using H basis functions Φ H = {Φ h (·)}, (h = 1,..., H) and performing regression with the weighted sum. However, it is assumed that H is a very large value. Further, it is assumed that N explanatory variables x N = {x n }, (n = 1,..., N) are given. A matrix R having Φ h (x n ) as an element is defined from these basis functions and input variables. The element R nh of this matrix R is as follows.

Figure 2007215354
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よって、基底関数の重み付き総和をy(x)={y},(n=1,…, N) とすると、次式(式2)のように書くことができる。なお、式2において、u={u}, (h=1,…,H)は、基底関数に対応する重みである。 Therefore, if the weighted sum of the basis functions is y (x) = {y n }, (n = 1,..., N), it can be written as the following equation (Equation 2). In Equation 2, u H = {u h }, (h = 1,..., H) is a weight corresponding to the basis function.

Figure 2007215354
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さらに、{u}に事前分布を設定する。この事前分布は、次式(式3)に示すような、それぞれの重みに独立に平均「0」であり、かつ分散「σ 」の正規分布であると仮定する。なお、式3において、「I」は単位行列を意味する。 Further, a prior distribution is set for {u h }. This prior distribution is assumed to be a normal distribution having an average of “0” independently for each weight and a variance of “σ u 2 ” as shown in the following equation (Equation 3). In Equation 3, “I” means a unit matrix.

Figure 2007215354
Figure 2007215354

すると、式2より「y」も同様に平均ゼロの正規分布に従うことが分かる。「y」の分散共分散行列を「Q」とすると、次式(式4)のようになる。   Then, it can be seen from Equation 2 that “y” similarly follows a normal distribution with a mean of zero. If the variance-covariance matrix of “y” is “Q”, the following equation (Equation 4) is obtained.

Figure 2007215354
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「y」の分散共分散行列「Q」が式4のようになるので、「y」の事前分布P(y)は、次式(式5)のように表すことができる。   Since the variance-covariance matrix “Q” of “y” is expressed by Equation 4, the prior distribution P (y) of “y” can be expressed by the following equation (Expression 5).

Figure 2007215354
Figure 2007215354

次に、目的変数t={t},(n=1,…,N)について考える。「t」が対応する「y」に平均0、分散「σν 」の正規雑音が加わったものとすると、やはり「t」の事前分布も、次式(式6)に示すように正規分布となる。 Next, the objective variable t N = {t n }, (n = 1,..., N) will be considered. Assuming that “y n ” corresponding to “t n ” is added with normal noise having an average of 0 and a variance “σ ν 2 ”, the prior distribution of “t” is also represented by the following equation (Equation 6): Normal distribution.

Figure 2007215354
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ここで、式6の分散共分散行列を「C」と表すことにすると、この分散共分散行列「C」は、次式(式7)のようになる。   Here, if the variance-covariance matrix of Expression 6 is expressed as “C”, the variance-covariance matrix “C” is expressed by the following expression (Expression 7).

Figure 2007215354
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もし、基底関数の数Hがデータ数Nよりも小さければ、RRは必ず正則ではなくなる。しかし、ノイズ項「σν 」はフルランクであることから、「C」は必ず正則となり、数値的な安定性が得られる。このよう通常の設定に何らかの条件を加えて不良設定を解消しようという試みのことは「正則化」と呼ばれ、ラジアル基底関数ネットワークの導出の背景となった概念でもある。 If the number H of the basis functions is smaller than the number of data N, RR T is no longer in the always regular. However, since the noise term “σ ν 2 ” is full rank, “C” is always regular, and numerical stability is obtained. Such an attempt to eliminate the defective setting by adding some condition to the normal setting is called “regularization” and is also a concept behind the derivation of the radial basis function network.

さて、分散共分散行列である「Q」について考える。「Q」の(i,j)番目の要素「Qij」は、次式(式8)のようになる。   Now consider “Q” which is a variance-covariance matrix. The (i, j) -th element “Qij” of “Q” is expressed by the following equation (Equation 8).

Figure 2007215354
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この式8から、実際に「Q」を計算するために必要なことはΦ(x)同士の内積計算であることが分かる。ここで、この内積計算が、次式(式9)のようなカーネル関数で表すことができると仮定する。 From Equation 8, it can be seen that what is actually required to calculate “Q” is the inner product calculation between Φ h (x). Here, it is assumed that this inner product calculation can be expressed by a kernel function such as the following equation (Equation 9).

Figure 2007215354
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もちろん、式9は任意の関数について成り立つわけではない。式9が成り立つための必要十分条件は、カーネル関数が対称半正定値を満たすことである。このような条件のことを「Mercer条件」といい、「Mercer条件」を満たすカーネルを特に「Mercerカーネル」という。また、このようにΦ(x)の内積をカーネルで置き換え、Φ(x)のような計算を回避することを「カーネルトリック」という。 Of course, Equation 9 does not hold for any function. A necessary and sufficient condition for the expression 9 to be satisfied is that the kernel function satisfies a symmetric half positive definite value. Such a condition is referred to as a “Mercer condition”, and a kernel that satisfies the “Mercer condition” is particularly referred to as a “Mercer kernel”. Further, replacing the inner product of Φ h (x) with the kernel in this way and avoiding the calculation like Φ h (x) is called “kernel trick”.

対称半正定値性は通常の分散共分散行列についても当てはまるため、GPは通常の線形回帰をカーネルにより拡張したモデルと見なすことができる。「Mercerカーネル」としては、例えば次式(式10)に示す「ガウシアンカーネル」がある。但し、式10において、「ω」はガウシアンカーネルの幅である。   Since symmetric semidefiniteness is also applicable to ordinary variance-covariance matrices, GP can be regarded as a model in which ordinary linear regression is extended by a kernel. As the “Mercer kernel”, for example, there is a “Gaussian kernel” shown in the following equation (Equation 10). However, in Equation 10, “ω” is the width of the Gaussian kernel.

Figure 2007215354
Figure 2007215354

以上のことから、式7の要素は次式(式11)のように表すことができる。   From the above, the element of Expression 7 can be expressed as the following expression (Expression 11).

Figure 2007215354
Figure 2007215354

次に、得られた「t」から新たな目標値「tN+1」を予測する問題を考える。「tN+1」の条件付き分布P(tN+1|t)は、ベイズの定理から次式(式12)に示すように表される。 Next, consider the problem of predicting a new target value “t N + 1 ” from the obtained “t N ”. The conditional distribution P (t N + 1 | t N ) of “t N + 1 ” is expressed as shown in the following equation (Equation 12) from Bayes' theorem.

Figure 2007215354
Figure 2007215354

式12における右辺の分子は仮定より正規分布である。また、「t」はすでに得られているので、分母は定数となる。よって、分布P(tN+1|t)は、次式(式13)のように表すことができる。なお、式13において、「R」は、「t」から「tN+1」までの分散共分散行列である。 The numerator on the right side of Equation 12 has a normal distribution by assumption. Also, since “t N ” has already been obtained, the denominator is a constant. Therefore, the distribution P (t N + 1 | t N ) can be expressed as the following formula (formula 13). In Equation 13, “R” is a variance-covariance matrix from “t 1 ” to “t N + 1 ”.

Figure 2007215354
Figure 2007215354

ここで、「R」と「R−1」を次式(式14)のように分割する。 Here, “R” and “R −1 ” are divided as shown in the following formula (Formula 14).

Figure 2007215354
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分割逆行列の一般公式により、「R−1」の各要素は次式(式15)により「C−1」で表すことができ、「R−1」を「C−1」を用いて表すことができる。 The official common dividing inverse matrix, each element of "R -1" by the following equation (equation 15) can be represented by "C -1" represents "R -1" using "C -1" be able to.

Figure 2007215354
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式14および式15から、式13の分布における平均「μn+1」と分散「σ n+1」は、次式(式16)のようになる。 From Expression 14 and Expression 15, the average “μ n + 1 ” and the variance “σ 2 n + 1 ” in the distribution of Expression 13 are as shown in the following Expression (Expression 16).

Figure 2007215354
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上記のように、ベイズモデルにおける線形回帰と、近年研究が活発なカーネルマシンとの関連性からGPが定義される。   As described above, GP is defined based on the relationship between linear regression in the Bayesian model and a kernel machine that has been actively researched in recent years.

上述したように、共分散関数の形式が決定すれば、GPにおける予測分布は行列・ベクトル演算により簡単に求めることができる。よって、GPにおける予測には共分散関数が重要な役割を果たす。しかし、このままでは共分散関数におけるパラメータ(例えば,式10における「w」)を決定することができない。GPでは共分散関数のパラメータもさらに確率変数とみなし、事前分布を設定してベイズの定理より事後分布を求めることでパラメータを決定する。   As described above, if the format of the covariance function is determined, the predicted distribution in GP can be easily obtained by matrix / vector operations. Therefore, the covariance function plays an important role in the prediction in GP. However, the parameter (for example, “w” in Equation 10) in the covariance function cannot be determined as it is. In GP, the parameter of the covariance function is further regarded as a random variable, and a parameter is determined by setting a prior distribution and obtaining a posterior distribution from Bayes' theorem.

上述したモデルは全て共分散関数のパラメータが決定した下での議論であったため、これらは共分散関数のパラメータの確率分布に依存することになる。このように、通常のパラメータよりもさらに上位に設定されたパラメータを「ハイパーパラメータ」といい、これらをベイズの枠組みでとらえることを「階層ベイズモデル」という。   Since all of the above models are discussions after the parameters of the covariance function are determined, these depend on the probability distribution of the parameters of the covariance function. In this way, parameters set higher than normal parameters are called “hyper parameters”, and capturing them in the Bayesian framework is called “hierarchical Bayes model”.

次に、ハイパーパラメータを決定し、予測を行う方法について述べる。
ここでは、ハイパーパラメータθ={θ}, (k=1,…,K)に事前分布P(θ)を設定した場合の予測分布の算出法について述べる。この場合、予測分布は、ベイズの定理から次式(式17)の様になる。なお、式17において、「D」は与えられたデータである。
Next, a method for determining and predicting hyperparameters will be described.
Here, a calculation method of the predicted distribution when the prior distribution P (θ) is set to the hyperparameter θ = {θ k }, (k = 1,..., K) will be described. In this case, the predicted distribution is represented by the following equation (Equation 17) from Bayes' theorem. In Expression 17, “D” is given data.

Figure 2007215354
Figure 2007215354

さらに、P(θ|D)については、ベイズの定理より次式(式18)が成り立つ。   Further, for P (θ | D), the following equation (Equation 18) is established from Bayes' theorem.

Figure 2007215354
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ここで、P(θ|D)は、ハイパーパラメータでデータをどれだけ尤もらしく表現できるかを表す量(ハイパーパラメータ周辺尤度)であり、「ABIC」や「evidence」と呼ばれることもある。この項の対数は次式(式19)で表される。なお、式19において、「det」は、行列の行列式である。   Here, P (θ | D) is a quantity (hyperparameter marginal likelihood) that represents how likely the data can be expressed by the hyperparameter, and is sometimes referred to as “ABIC” or “evidence”. The logarithm of this term is expressed by the following equation (Equation 19). In Expression 19, “det” is a determinant of a matrix.

Figure 2007215354
Figure 2007215354

式19から分かるように、式17の積分は非常に複雑となり、解析的に行うことは不可能である。そのため、近似計算が必要となる。以下、近似を行うための2つの手法について説明する。   As can be seen from Equation 19, the integration of Equation 17 is very complex and cannot be done analytically. Therefore, approximate calculation is required. Hereinafter, two methods for performing approximation will be described.

「MAP(Maximum A Posteriori)推定」
先ず、MAP推定について説明する。MAP推定とは、事後確率が最大となる値を点推定する手法である。すなわち、MAP推定値を「θMAP」とすると、P(tN+1|xN+1,D)をP(tN+1|xN+1,D,θMAP)とする近似を行う。「θ」を固定するので、予測分布は正規分布となる。これを行うためには式19とハイパーパラメータ事前分布の対数を用いて式18の最大化を行うようにすればよい。式19の偏導関数は次式(式20)で与えられる。なお、式20において、Trは行列のトレースである。
"MAP (Maximum A Posteriori) estimation"
First, MAP estimation will be described. MAP estimation is a technique for performing point estimation on a value that maximizes the posterior probability. That is, assuming that the estimated MAP value is “θ MAP ”, an approximation is performed in which P (t N + 1 | x N + 1 , D) is P (t N + 1 | x N + 1 , D, θ MAP ). Since “θ” is fixed, the predicted distribution is a normal distribution. In order to do this, it is sufficient to maximize Equation 18 using the logarithm of Equation 19 and the hyperparameter prior distribution. The partial derivative of Equation 19 is given by the following equation (Equation 20). In Equation 20, Tr is a matrix trace.

Figure 2007215354
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よって、lnP(θ)の偏導関数を求めることができれば、共役勾配法などの最適化法を用いて式18の最大化を行うことができるようになる。   Therefore, if the partial derivative of lnP (θ) can be obtained, it is possible to maximize Equation 18 using an optimization method such as a conjugate gradient method.

「ハイブリッドモンテカルロによるサンプリング」
次に、ハイブリッドモンテカルロによるサンプリングについて説明する。式17の予測分布を近似するもう1つの方法として、マルコフ連鎖モンテカルロ法を用いたサンプリングにより期待値などを計算する方法がある。高い確率を持つ領域から効率よくサンプルをとることができれば、サンプルが少数であっても十分に精度の高い近似値が得られる。
"Sampling with Hybrid Monte Carlo"
Next, sampling by hybrid Monte Carlo will be described. As another method for approximating the predicted distribution of Expression 17, there is a method of calculating an expected value or the like by sampling using a Markov chain Monte Carlo method. If a sample can be efficiently taken from a region having a high probability, an approximate value with sufficiently high accuracy can be obtained even if the number of samples is small.

しかし、この領域は高次元領域におけるごく小さな領域であり、単純なランダムウォークではこの領域からサンプルをとること自体が難しくなる。本例では、式19のように導関数を計算できる。この場合は、マルコフ連鎖モンテカルロ法の1種であるハイブリッドモンテカルロ(以下、「HMC」という。)を用いるのが効果的である。「HMC」は,Metropolis基準とハミルトニアンダイナミカルシステムのシミュレートを組み合わせたハイブリッド手法である。一般に、モンテカルロ法では事後分布からのサンプルを得て、それから次式(式21)を用いて式17の近似を行う。   However, this region is a very small region in the high-dimensional region, and it is difficult to take a sample from this region in a simple random walk. In this example, the derivative can be calculated as shown in Equation 19. In this case, it is effective to use a hybrid Monte Carlo (hereinafter referred to as “HMC”) which is a kind of Markov chain Monte Carlo method. "HMC" is a hybrid method that combines Metropolis standards and Hamiltonian dynamical system simulation. In general, in the Monte Carlo method, a sample from a posterior distribution is obtained, and then approximation of Expression 17 is performed using the following expression (Expression 21).

Figure 2007215354
Figure 2007215354

なお、式21において、「S」は予測に用いるサンプル数であり、「θ(S)」はs番目のθのサンプルである。 In Equation 21, “S” is the number of samples used for prediction, and “θ (S) ” is the sth θ sample.

「HMC」では勾配情報を高い確率をもつ領域を見つけ出すために進むべき方向の決定に用いる。一方、モーメント変数p={p},(k=1,…,K)を導入し、探索する運動の様子を決定する。モーメント変数より、運動エネルギーki(p)が次式(式22)で定まる。但し、式22において、「m={m},(k=1,…,K)」は、仮想的質量を意味する。 In “HMC”, gradient information is used to determine a direction to be followed in order to find a region having a high probability. On the other hand, moment variables p = {p k }, (k = 1,..., K) are introduced to determine the state of the motion to be searched. From the moment variable, the kinetic energy ki (p) is determined by the following equation (Equation 22). However, in Expression 22, “m = {m k }, (k = 1,..., K)” means a virtual mass.

Figure 2007215354
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そして、この運動エネルギーの確率分布P(p)は次式(式23)に示すように、ギブス分布でモデル化できる。なお、式23において、「Z」は規格化定数である。 The probability distribution P (p) of the kinetic energy can be modeled by a Gibbs distribution as shown in the following equation (Equation 23). In Expression 23, “Z k ” is a normalization constant.

Figure 2007215354
Figure 2007215354

また、式22における「m」は便宜上全て「1」と置いてよく、「1」と置いた場合には式23の確率分布は標準正規分布となる。一方、「θ」を位置変数に対応させ、位置エネルギーをE(θ)=−lnP(θ|D)とし、その確率分布をP(θ|D)に比例するexp(−E(θ))とする。すると、位置エネルギーと運動エネルギーから、次式(式24)のように、総エネルギーであるハミルトニアンが決定できる。   In addition, “m” in Expression 22 may be all set to “1” for convenience, and when set to “1”, the probability distribution of Expression 23 is a standard normal distribution. On the other hand, “θ” is made to correspond to the position variable, the potential energy is E (θ) = − lnP (θ | D), and the probability distribution is exp (−E (θ)) proportional to P (θ | D). And Then, the Hamiltonian that is the total energy can be determined from the potential energy and the kinetic energy as shown in the following equation (Equation 24).

Figure 2007215354
Figure 2007215354

このハミルトニアンを元に仮想時間「τ」を用いたダイナミカルシステムのシミュレーションを行う。このシステムは次式(式25)の微分方程式により支配される。   Based on this Hamiltonian, a dynamical system simulation using the virtual time “τ” is performed. This system is governed by the differential equation:

Figure 2007215354
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しかし、この微分方程式は一般に複雑な方程式となり、直接これを解くことはできない。通常は、次式(式26)のleapfrogと呼ばれる離散近似法がとられている。なお、式26において、「ε」はステップサイズである。   However, this differential equation is generally a complex equation and cannot be solved directly. Usually, a discrete approximation method called leapfrog of the following equation (Equation 26) is used. In Expression 26, “ε” is a step size.

Figure 2007215354
Figure 2007215354

これをL回繰り返し、現在の状態(θ,p)から時間ετ後の提案状態(θ,p)を作り出す。これをMetropolis基準に従ってこの状態の受容・棄却を決定する。Metropolis基準は次式(式27)の確率により提案状態を受容する方法である。 This is repeated L times to create a proposed state (θ * , p * ) after time ετ from the current state (θ, p). The acceptance / rejection of this state is determined according to the Metropolis standard. The Metropolis standard is a method of accepting the proposed state with the probability of the following equation (Equation 27).

Figure 2007215354
Figure 2007215354

さらに、今回は目的の分布により早く収束させるため、Horowitsによるpersistenceパラメータα(0≦α≦1)を導入する。通常のHMCではL回の反復を行うごとに新しいモーメント変数のサンプリングを行うが、パラメータαを導入する場合は次式(式28)によりモーメントを更新する。なお、式28において、「ν」はN(0,m)から得られる確率変数である。   Furthermore, this time, the persistence parameter α (0 ≦ α ≦ 1) by Horowits is introduced in order to converge more quickly with the target distribution. In a normal HMC, a new moment variable is sampled every time L iterations are performed, but when the parameter α is introduced, the moment is updated by the following equation (Equation 28). In Expression 28, “ν” is a random variable obtained from N (0, m).

Figure 2007215354
Figure 2007215354

このパラメータαの導入により、θ空間における次の状態への探索する方向が類似することになり、従ってランダムウォークを避けることに貢献している。得られたサンプルから、予測平均の推定値の事後分布の平均と分散を次式(式29,式30)により推定する。   By introducing this parameter α, the search direction to the next state in the θ space becomes similar, thus contributing to avoiding a random walk. From the obtained samples, the mean and variance of the posterior distribution of the estimated average estimated value are estimated by the following equations (Equation 29, Equation 30).

Figure 2007215354
Figure 2007215354

Figure 2007215354
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s番目の予測分散のサンプルアルゴリズムの初期は目的の分布に収束していないと考えられるため、通常は初期サンプルの何%かは予測に用いずに捨てる。これをburn-inという。   Since it is considered that the initial sampling algorithm of the sth prediction variance has not converged to the target distribution, usually some percentage of the initial sample is discarded without being used for prediction. This is called burn-in.

以下、本例の電力負荷予測のための処理方法について説明する。
本例では、GPを用いて短期電力負荷予測を行い、負荷の不確定性をエラーバーにより表現可能な電力負荷予測方法を提供する。電力負荷予測問題では季節変動などの不確定要素が含まれるため、ある程度の誤差は必ず発生する。その誤差を抑えることも確かに重要だが、観測値が取り得るであろう範囲を予測して不確定性を表現し、観測値の傾向をつかむことも重要であると思われる。また、これらの情報は運用者にとっても有用な情報となりえると考えられる。GPのモデル構築には、MAP推定とHMCを用いる。それぞれの手法の流れを以下に示す。
Hereinafter, a processing method for power load prediction of this example will be described.
In this example, a short-term power load prediction is performed using GP, and a power load prediction method capable of expressing load uncertainty with error bars is provided. Since the power load prediction problem includes uncertain elements such as seasonal variations, a certain amount of error always occurs. It is certainly important to suppress the error, but it is also important to predict the range of observations that can be taken to express uncertainty and grasp the trend of the observations. In addition, such information can be useful information for the operator. For model construction of GP, MAP estimation and HMC are used. The flow of each method is shown below.

「MAP推定の手順」
図2は、MAP推定による電力負荷予測処理の例を示すフローチャートである。電力負荷予測処理において、演算装置2は、先ず、ハイパーパラメータの事前分布の形式とそのパラメータ、及び共分散関数の形式を決定する(ステップS11)。次いで、演算装置2は、適当な初期値から出発して式18を最大化し、θMAPを得る(ステップS12)。さらに、演算装置2は、θMAPを用いて予測分布の平均と分散を式16により求める(ステップS13)。
"MAP estimation procedure"
FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of power load prediction processing based on MAP estimation. In the power load prediction process, the computing device 2 first determines the hyper parameter prior distribution format, its parameters, and the covariance function format (step S11). Next, the arithmetic unit 2 maximizes Expression 18 starting from an appropriate initial value to obtain θ MAP (step S12). Furthermore, the arithmetic unit 2 obtains the average and variance of the predicted distribution using Equation 16 using θ MAP (step S13).

「HMCの手順」
図3は、HMCによる電力負荷予測処理の例を示すフローチャートである。電力負荷予測処理において、演算装置2は、先ず、ハイパーパラメータの事前分布の形式とそのパラメータ、及び共分散関数の形式を決定する(ステップS21a)。また、演算装置2は、HMCの反復回数、leapfrogの反復回数、ステップサイズ、persistence,burn-inの割合を決定する(ステップS21b)。なお、θの初期値については、乱数などの適当な方法で決定する。また,演算装置2は、モーメント変数pの初期値を標準正規乱数により発生させる(ステップS22)。そして、演算装置2は、ステップS21で決定したHMCの反復回数を満たすまで、以下(ステップS23〜S28)を実行する。
"HMC procedure"
FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of power load prediction processing by the HMC. In the power load prediction process, the computing device 2 first determines the hyper parameter prior distribution format, its parameters, and the covariance function format (step S21a). The computing device 2 determines the number of HMC iterations, leapfrog iterations, step size, persistence, and burn-in ratio (step S21b). The initial value of θ is determined by an appropriate method such as a random number. In addition, the arithmetic unit 2 generates an initial value of the moment variable p with a standard normal random number (step S22). Then, the arithmetic device 2 executes the following (steps S23 to S28) until the number of HMC iterations determined in step S21 is satisfied.

ステップS23〜S28では、演算装置2は、先ず、現在の状態を(θ,p)とし,ステップサイズ「ε」のleapfrogをL回行い、提案状態(θ,p)を作成する(ステップS23)。次いで、演算装置2は、−(H(θ,p)−H(θ,p))<0であれば提案状態を受容し、(θ,p)←(θ,p)とする(ステップS24)。 In steps S23 to S28, the arithmetic unit 2 first sets the current state as (θ, p), performs leapfrog with a step size “ε” L times, and creates a proposed state (θ * , p * ) (step S23). S23). Next, the arithmetic unit 2 accepts the proposed state if − (H (θ * , p * ) − H (θ, p)) <0, and (θ, p) ← (θ * , p * ) and (Step S24).

また、演算装置2は、rnd()<esp[−(H(θ,p)−H(θ,p))]であれば提案状態を受容し、(θ,p)←(θ,p)とする(ステップS25)。そうでなければ、演算装置2は、提案状態を棄却し、(θ,p)←(θ,−p)とする(ステップS26)。なお、rnd()は、区間[0,1]の一様乱数とする。 The arithmetic unit 2 accepts the proposed state if rnd () <esp [− (H (θ * , p * ) − H (θ, p))], and (θ, p) ← (θ * ) . , P * ) (step S25). Otherwise, the arithmetic unit 2 rejects the proposed state and sets (θ, p) ← (θ, −p) (step S26). Note that rnd () is a uniform random number in the interval [0, 1].

次いで、演算装置2は、式28によりモーメントを更新する(ステップS27)。そして、演算装置2は、burn-inを行わないのであれば、θをサンプルとして採用する(ステップS28)。   Next, the computing device 2 updates the moment according to Equation 28 (step S27). Then, if the burn-in is not performed, the arithmetic unit 2 employs θ as a sample (step S28).

そして、演算装置2は、ステップS21で決定したHMCの反復回数を満たしていれば(ステップS29)、式29と式30を用いて事後分布の予測平均と予測分散を評価する(ステップS30)。   If the number of HMC iterations determined in step S21 is satisfied (step S29), the arithmetic unit 2 evaluates the prediction average and the prediction variance of the posterior distribution using the equations 29 and 30 (step S30).

以下、本実施形態によるGPを用いて短期電力負荷予測を行い負荷の不確定性をエラーバーにより表現する電力価格予測のシミュレーション結果について説明する。   Hereinafter, simulation results of power price prediction in which short-term power load prediction is performed using the GP according to the present embodiment and load uncertainty is expressed by error bars will be described.

「シミュレーション条件」
先ず、シミュレーション条件について説明する。本シミュレーションでは、サンプルデータとして、平成11年から平成14年の夏季(6月〜9月)の平日データの最大電力負荷を用い、そのうち平成14年のデータをテストデータとして用いた。ただし、お盆などの特異日のデータはデータから除いてある。図4は、使用する入力変数を示す図である。なお、曜日については、図5に示すようにビット化した。よって、入力次元は11次元である。
"Simulation conditions"
First, simulation conditions will be described. In this simulation, the maximum power load of weekday data from the summer of 1999 to 2002 (June to September) was used as sample data, and the data of 2002 was used as test data. However, special day data such as Obon is excluded from the data. FIG. 4 is a diagram showing input variables to be used. Note that the days of the week are converted into bits as shown in FIG. Therefore, the input dimension is 11 dimensions.

また、GPに用いる共分散関数として、次式(式31)の関数を用いた。なお、式31において、「G」は入力次元であり、lnv,lnw,lnaはハイパーパラメータであり、「δij」はクロネッカーのデルタである。 Moreover, the function of following Formula (Formula 31) was used as a covariance function used for GP. In Equation 31, “G” is an input dimension, lnv, lnw, and lna are hyperparameters, and “δ ij ” is a Kronecker delta.

Figure 2007215354
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式31の共分散関数は「v」,「w」,「a」が正の場合に対称半正定値となる。よって、lnv,lnw,lnaをハイパーパラメータとすることで「v」,「w」,「a」の正値性が自然に満たされるよう設計してある。   The covariance function of Equation 31 is a symmetric semi-definite value when “v”, “w”, and “a” are positive. Therefore, the positive values of “v”, “w”, and “a” are designed to be naturally satisfied by using lnv, lnw, and lna as hyperparameters.

また、各入力次元に独立に重み「w」を設けてある。こうすることで,予測に高く寄与した変数の「w」は大きな値を、一方で予測にあまり寄与しない変数の「w」は小さな値をとることになる。すなわち、予測に柔軟性を持たせることができる。また,曜日を前述の様にビット化したため、どの曜日が予測に高く寄与したかの知見を得られることが期待できる。   Also, a weight “w” is provided for each input dimension independently. By doing so, “w” of a variable that contributes greatly to prediction takes a large value, while “w” of a variable that does not contribute much to prediction takes a small value. That is, the prediction can be made flexible. In addition, since the day of the week has been converted into bits as described above, it can be expected that knowledge of which day of the week contributed to the prediction will be obtained.

上記の「w」の事前分布はそれぞれ独立なガンマ分布とし、「v」と「a」の事前分布はそれぞれ独立な正規分布とした。ガンマ分布は式32で表され、正規分布は式33で表される。なお、「α」は形状母数、「β」は尺度母数、「μ」は平均、「σ」は標準偏差、「Γ()」はガンマ関数を示す。   The prior distribution of “w” is an independent gamma distribution, and the prior distributions of “v” and “a” are independent normal distributions. The gamma distribution is expressed by Expression 32, and the normal distribution is expressed by Expression 33. “Α” is a shape parameter, “β” is a scale parameter, “μ” is an average, “σ” is a standard deviation, and “Γ ()” is a gamma function.

Figure 2007215354
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Figure 2007215354
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図6は、GPのハイパーパラメータの事前分布に関する母数を示す説明図である。また、図7は、HMCを用いたGP(以下、GP(HMC)という。)におけるパラメータを示す説明図である。なお、MAP推定を用いたGP(以下、GP(MAP)という。)の最適化には、共役勾配法を用いた。また、誤差を計算する際には、GP(MAP)・GP(HMC)における誤差の計算には得られた分布の平均値を用いた。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing a parameter relating to the prior distribution of the hyperparameters of the GP. FIG. 7 is an explanatory diagram showing parameters in the GP using HMC (hereinafter referred to as GP (HMC)). The conjugate gradient method was used for optimization of GP using MAP estimation (hereinafter referred to as GP (MAP)). When calculating the error, the average value of the obtained distribution was used for calculating the error in GP (MAP) · GP (HMC).

一方、比較手法としては中間層が1層の多層パーセプトロン(以下、MLPという。)とラジアル基底関数ネットワーク(以下、RBFNという。)を用いた。MLPの学習アルゴリズムは誤差逆伝播法を用い、RBFNの学習アルゴリズムは、基底関数の中心と幅の初期値をまずK-meansで与え、その更新と結合加重の計算を交互に行った。中心と幅の更新は共役勾配法を、結合加重の計算には最小二乗法を用いた。また、MLP・RBFN共に結合加重の二乗和をペナルティとして評価関数に加える正則化を施した(ペナルティ係数:λ)。これら比較手法のパラメータを図8に示す。ただし、入出力変数は、全ての手法において平均0、分散1に標準化して用いた。   On the other hand, as a comparative method, a multilayer perceptron (hereinafter referred to as MLP) having one intermediate layer and a radial basis function network (hereinafter referred to as RBFN) were used. The MLP learning algorithm uses the back propagation method, and the RBFN learning algorithm first gives the initial values of the center and width of the basis function as K-means, and alternately performs the update and calculation of the connection weight. The conjugate gradient method was used to update the center and width, and the least square method was used to calculate the joint weight. Further, both MLP and RBFN were regularized (penalty coefficient: λ) by adding the sum of squares of the connection weights as a penalty to the evaluation function. The parameters of these comparison methods are shown in FIG. However, the input / output variables were standardized and used with an average of 0 and a variance of 1 in all methods.

「シミュレーション結果」
上記のシミュレーション条件によるシミュレーション結果について説明する。先ず、図9に各手法の平均誤差と最大誤差をそれぞれ示す。図9により、GP(MAP)は比較手法であるMLPとRBFNと比べて、平均誤差において0.4063%と0.3512%、最大誤差において1.2796%と0.9535%を上回る結果を残した。
"simulation result"
A simulation result based on the above simulation conditions will be described. First, FIG. 9 shows the average error and the maximum error of each method. According to FIG. 9, GP (MAP) left results exceeding 0.4063% and 0.3512% in average error and 1.27996% and 0.9535% in maximum error as compared with MLP and RBFN as comparative methods.

同様に、GP(HMC)は平均誤差において0.4086%と0.3535%、最大誤差において1.3038%と1.2437%上回る結果を示した。よって、GPがMLPとRBFNよりも短期電力負荷予測において高い予測能力を持つことが分かる。また、GPに注目すると、平均誤差・最大誤差共に若干だがGP(HMC)がGP(MAP)を上回る結果となった。   Similarly, GP (HMC) showed an average error of 0.4086% and 0.3535%, and a maximum error of 1.3038% and 1.2437%. Therefore, it can be seen that GP has a higher prediction capability in short-term power load prediction than MLP and RBFN. Further, when paying attention to the GP, both the average error and the maximum error were slightly, but the GP (HMC) exceeded the GP (MAP).

また、GP(MAP)とGP(HMC)における平成14年度全日の予測結果と不確定性の指標であるエラーバー(3σ)を図10と図11にそれぞれ示す。これらの図に示されている様に、エラーバーを用いて不確定性を表現可能な点が本例の特徴である。   In addition, FIG. 10 and FIG. 11 show the prediction results of all days in GP (MAP) and GP (HMC) and error bars (3σ) that are indicators of uncertainty, respectively. As shown in these figures, the feature of this example is that uncertainty can be expressed using error bars.

誤差の報告で述べたことと同様に、1日ごとの予測結果も両手法の差異は若干であった。エラーバーに注目すると、全日において両手法とも観測値が±3σ内に入っていることが見て取れる。実際、観測値が±nσに入っている割合は、±σ内が73.42%、±2σが93.67%、±3σが100.00%であった。これらの結果より、GPは翌日最大電力の予測結果だけではなく、その不確定性の算出に関しても高い能力を示すことがわかる。   As described in the error report, the difference between the two methods was also slight in the daily forecast results. Looking at the error bars, it can be seen that the observed values are within ± 3σ for both methods on all days. Actually, the ratio of the observed values within ± nσ was 73.42% within ± σ, 93.67% within ± 2σ, and 100.00% within ± 3σ. From these results, it can be seen that the GP has a high ability not only for the prediction result of the next day maximum power but also for the calculation of its uncertainty.

最後に、 GP(MAP)におけるハイパーパラメータ「w」の平均値を図12に示す。同図より、GP(MAP)においては最高気温・平均気温・不快指数・当日最大電力が予測に高く寄与していることが読み取れる。一方で,ビット化した曜日に注目すると,どの曜日もハイパーパラメータ「w」の値は小さいものの月曜日と金曜日が他の曜日よりも高い値を示した。よって、曜日の特色として週明けと週末は他の曜日よりも重要な情報をもっているといえる。   Finally, the average value of the hyperparameter “w” in GP (MAP) is shown in FIG. From the figure, it can be seen that in GP (MAP), the maximum temperature, average temperature, discomfort index, and maximum power on the day contributed to the prediction. On the other hand, paying attention to the bit days of the week, the value of the hyper parameter “w” was small on every day, but Monday and Friday showed higher values than other days. Therefore, it can be said that the beginning of the week and the weekend have more important information than other days of the week.

以上より、GPは従来法と比べて予測能力が高いだけでなく、予測値の上下限値であるエラーバーに関し付加的な情報が得られる点でも優れていることが示された。   From the above, it was shown that GP is superior not only in the prediction capability as compared with the conventional method, but also in that additional information can be obtained regarding error bars that are the upper and lower limit values of the prediction value.

上述したように、本実施形態では、GPを適用して短期電力負荷予測を行うようにしたので、以下のような効果が得られる。すなわち、GPにより共分散関数において各次元に重みを決定し,それをベイズの定理から決定したので、従来よりも柔軟な予測を行うことができる。また、GPによる短期電力負荷予測により電力負荷予測を行うこととしたので、実データと比較した結果、平均誤差及び最大誤差を共に削減することができ、精度の高い予測を行うことができる。さらに、予測を点推定ではなく予測分布を用いて行うこととしたので、エラーバーの算出が可能となり、短期電力負荷予測における不確定性を表現することができるようになった。   As described above, in the present embodiment, since the short-term power load prediction is performed by applying the GP, the following effects can be obtained. That is, since the weight is determined for each dimension in the covariance function by the GP and determined from the Bayes' theorem, it is possible to perform more flexible prediction than in the past. Further, since the power load prediction is performed by the short-term power load prediction by GP, both the average error and the maximum error can be reduced as a result of comparison with the actual data, and the prediction with high accuracy can be performed. Furthermore, since prediction is performed using prediction distribution instead of point estimation, error bars can be calculated, and uncertainty in short-term power load prediction can be expressed.

本発明の一実施形態に係る電力負荷予測システムのブロック図である。It is a block diagram of the electric power load prediction system concerning one embodiment of the present invention. MAP推定による電力負荷予測処理の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of the electric power load prediction process by MAP estimation. HMCによる電力負荷予測処理の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of the electric power load prediction process by HMC. 入力変数の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of an input variable. 曜日についてビット化した情報の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the information bit-ized about the day of the week. GPのハイパーパラメータの事前分布に関する母数を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the parameter regarding the prior distribution of the hyper parameter of GP. GP(HMC)におけるパラメータを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the parameter in GP (HMC). 比較手法のパラメータの例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the parameter of a comparison method. 各手法の平均誤差と最大誤差を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the average error and maximum error of each method. GP(MAP)における予測結果とエラーバーを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the prediction result and error bar in GP (MAP). GP(HMC)における予測結果とエラーバーを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the prediction result and error bar in GP (HMC). GP(MAP)におけるハイパーパラメータの平均値を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the average value of the hyper parameter in GP (MAP).

符号の説明Explanation of symbols

1…入力装置
2…演算装置
3…記憶装置
4…出力装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Input device 2 ... Arithmetic device 3 ... Memory | storage device 4 ... Output device

Claims (4)

記憶装置、演算装置及び出力装置を備えたコンピュータを用い電力負荷を予測する電力負荷予測方法であって、
前記記憶装置に記憶された事前分布に基づいて、MAP推定またはハイブリッドモンテカルロ法により前記演算装置が構築したガウシアンプロセスにより、前記演算装置が予測分布の平均と分散を算出するステップと、
算出した予測分布の平均と分散とを前記出力装置を介して出力するステップと
を備えたことを特徴とする電力負荷予測方法。
A power load prediction method for predicting a power load using a computer having a storage device, a computing device, and an output device,
Based on the prior distribution stored in the storage device, the arithmetic device calculates the mean and variance of the predicted distribution by a Gaussian process constructed by the arithmetic device by MAP estimation or hybrid Monte Carlo method;
A power load prediction method comprising: outputting the average and variance of the calculated prediction distribution via the output device.
前記演算装置は、MAP推定によりMAP推定値を求めることで、ガウシアンプロセスを構築する
請求項1記載の電力負荷予測方法。
The power load prediction method according to claim 1, wherein the arithmetic device constructs a Gaussian process by obtaining a MAP estimated value by MAP estimation.
前記演算装置は、ハイブリッドモンテカルロ法により、サンプリングによって予測分布の平均と分散を算出する
請求項1記載の電力負荷予測方法。
The power load prediction method according to claim 1, wherein the arithmetic device calculates an average and a variance of a prediction distribution by sampling by a hybrid Monte Carlo method.
記憶装置、演算装置及び出力装置を備えたコンピュータに用い電力負荷を予測させる電力負荷予測処理プログラムであって、
前記コンピュータに、
前記記憶装置に記憶された事前分布に基づいて、MAP推定またはハイブリッドモンテカルロ法により前記演算装置が構築したガウシアンプロセスにより、前記演算装置が予測分布の平均と分散を算出するステップと、
算出した予測分布の平均と分散とを前記出力装置を介して出力するステップと
を実行させるための電力負荷予測処理プログラム。
A power load prediction processing program for predicting a power load used in a computer having a storage device, a computing device, and an output device,
In the computer,
Based on the prior distribution stored in the storage device, the arithmetic device calculates the mean and variance of the predicted distribution by a Gaussian process constructed by the arithmetic device by MAP estimation or hybrid Monte Carlo method;
A power load prediction processing program for executing the step of outputting the average and variance of the calculated prediction distribution via the output device.
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