JP2013074695A - Device, method and program for predicting photovoltaic generation - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide device, method and program for predicting photovoltaic generation, capable of estimating a photovoltaic power generation amount with high accuracy.SOLUTION: The photovoltaic generation prediction device for predicting a photovoltaic power generation amount includes: data input means for inputting data necessary for predicting the power generation amount; clustering processing means for classifying the input data by clustering so as to obtain a neural network learning data; model construction means for constructing a neural network model on the basis of each clustered cluster, to classify into each cluster having a cluster representation nearest to a test data; and prediction means for predicting the photovoltaic power generation amount using the neural network in the cluster having the classified test data, to output the predicted power generation amount.

Description

本発明は、高精度に太陽光発電電力の予測を行う太陽光発電予測装置、太陽光発電予測方法及び太陽光発電予測プログラムに関する。   The present invention relates to a solar power generation prediction apparatus, a solar power generation prediction method, and a solar power generation prediction program that predict solar power generation with high accuracy.

近年、地球温暖化の問題により、低炭素社会実現のために太陽光発電の導入拡大が期待されている。二酸化炭素削減に有効な太陽光発電が電力系統に導入される際、発電電力が天候によって変動する不確定性を持つ。電力系統を安定に運用するためにも、高精度な太陽光発電電力の予測が必要である。これまで、太陽光発電電力の予測の研究に関しては、日射量予測に対して時系列モデル、ニューラルネットワーク(Artificial Neural Network、以下、ANNと称する)等の方法がある。また、太陽光発電予測においては、気象データを用いた方法、日射量の予測値を用いた手法等が提案されている。   In recent years, due to the problem of global warming, the introduction and expansion of photovoltaic power generation is expected to realize a low-carbon society. When solar power generation that is effective in reducing carbon dioxide is introduced into the power grid, there is uncertainty that the generated power varies depending on the weather. In order to operate the power system stably, it is necessary to predict solar power generation with high accuracy. To date, research on the prediction of photovoltaic power generation includes methods such as time series models and neural networks (hereinafter referred to as ANN) for solar radiation amount prediction. In solar power generation prediction, methods using meteorological data, methods using predicted values of solar radiation, and the like have been proposed.

また、太陽光発電モジュールの面において受け取られる照度を推定するとともに、太陽光発電装置の電気生産量を推定し、過去の関係期間が晴れであるか曇りであるかに基づき、推定量を修正する太陽光発電装置の電気生産量を予測する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。   It also estimates the illuminance received on the surface of the photovoltaic module, estimates the electricity production of the photovoltaic generator, and corrects the estimate based on whether the past relationship period is clear or cloudy A method for predicting the amount of electricity produced by a photovoltaic power generation apparatus is known (see, for example, Patent Document 1).

特開2010−239856号公報JP 2010-239856 A

ところで、電力を供給する発電所においては、1日前に発電計画を立て、電力需要に応じて当日の出力調整が行われるが、太陽光発電は、天候変化による入力の不確定性を有しているため、発電所における電力系統の安定運用を実現するためには、高精度な太陽光発電電力予測が必須である。しかしながら、従来の予測方法では、太陽光発電の発電量を高精度に予測することができないという問題がある。   By the way, in a power plant that supplies power, a power generation plan is made one day in advance, and the output of the day is adjusted according to the power demand. However, solar power generation has input uncertainty due to weather changes. Therefore, in order to realize stable operation of the power system at the power plant, highly accurate photovoltaic power generation prediction is essential. However, the conventional prediction method has a problem that the power generation amount of solar power generation cannot be predicted with high accuracy.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、太陽光発電の発電量を高精度に予測することができる太陽光発電予測装置、太陽光発電予測方法及び太陽光発電予測プログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a solar power generation prediction device, a solar power generation prediction method, and a solar power generation prediction program capable of predicting the power generation amount of solar power generation with high accuracy. The purpose is to do.

本発明の太陽光発電予測装置は、太陽光発電の発電量を予測する太陽光発電予測装置であって、発電量予測に必要なデータを入力するデータ入力手段と、ニューラルネットワークの学習データとするために、前記入力データをクラスタリングにより分類するクラスタリング処理手段と、前記クラスタリングされたクラスタ毎にニューラルネットワークモデルを構築し、テストデータと一番近いクラスタ代表を持つクラスタヘ分類するモデル構築手段と、前記テストデータが分類されたクラスタにおけるニューラルネットワークを用いて、太陽光発電の発電量を予測して、予測発電量を出力する予測手段とを備えることを特徴とする。   The photovoltaic power generation prediction apparatus of the present invention is a photovoltaic power generation prediction apparatus that predicts the power generation amount of solar power generation, and uses data input means for inputting data necessary for power generation amount prediction, and learning data of a neural network. Therefore, a clustering processing means for classifying the input data by clustering, a model construction means for constructing a neural network model for each clustered cluster, and classifying the cluster having a cluster representative closest to the test data, and the test Predicting means for predicting the power generation amount of photovoltaic power generation using a neural network in the cluster into which the data is classified and outputting the predicted power generation amount is provided.

本発明の前記クラスタリング処理手段は、確定的アニーリングを用いてクラスタリングを行うことを特徴とする。   The clustering processing means of the present invention is characterized by performing clustering using deterministic annealing.

本発明の前記ニューラルネットワークモデルは、ラジアル基底関数ネットワークを用いることを特徴とする。   The neural network model of the present invention uses a radial basis function network.

本発明の太陽光発電予測方法は、太陽光発電の発電量を予測する太陽光発電予測方法であって、発電量予測に必要なデータを入力するデータ入力ステップと、ニューラルネットワークの学習データとするために、前記入力データをクラスタリングにより分類するクラスタリング処理ステップと、前記クラスタリングされたクラスタ毎にニューラルネットワークモデルを構築し、テストデータと一番近いクラスタ代表を持つクラスタヘ分類するモデル構築ステップと、前記テストデータが分類されたクラスタにおけるニューラルネットワークを用いて、太陽光発電の発電量を予測して、予測発電量を出力する予測ステップとを有することを特徴とする。   The solar power generation prediction method of the present invention is a solar power generation prediction method for predicting the power generation amount of solar power generation, and uses a data input step for inputting data necessary for power generation amount prediction and learning data of a neural network. Therefore, a clustering process for classifying the input data by clustering, a model construction step for constructing a neural network model for each clustered cluster and classifying the cluster having the cluster representative closest to the test data, and the test A prediction step of predicting a power generation amount of photovoltaic power generation using a neural network in a cluster into which data is classified and outputting a predicted power generation amount.

本発明の太陽光発電予測プログラムは、太陽光発電の発電量を予測する太陽光発電予測装置上のコンピュータに太陽光発電の発電量を予測させる太陽光発電予測プログラムであって、発電量予測に必要なデータを入力するデータ入力ステップと、ニューラルネットワークの学習データとするために、前記入力データをクラスタリングにより分類するクラスタリング処理ステップと、前記クラスタリングされたクラスタ毎にニューラルネットワークモデルを構築し、テストデータと一番近いクラスタ代表を持つクラスタヘ分類するモデル構築ステップと、前記テストデータが分類されたクラスタにおけるニューラルネットワークを用いて、太陽光発電の発電量を予測して、予測発電量を出力する予測ステップとを行わせることを特徴とする。   The photovoltaic power generation prediction program of the present invention is a photovoltaic power generation prediction program for causing a computer on a photovoltaic power generation prediction apparatus that predicts the amount of photovoltaic power generation to predict the amount of photovoltaic power generation. A data input step for inputting necessary data, a clustering step for classifying the input data by clustering in order to obtain neural network learning data, a neural network model is constructed for each clustered cluster, and test data And a model building step for classifying the cluster having the nearest cluster representative, and a prediction step for predicting the power generation amount of photovoltaic power generation using a neural network in the cluster into which the test data is classified and outputting the predicted power generation amount It is characterized by making it perform.

本発明によれば、発電量予測に必要な入力データをクラスタリングにより分類し、クラスタ毎にニューラルネットワークモデルを構築し、テストデータと一番近いクラスタ代表を持つクラスタヘ分類し、テストデータが分類されたクラスタにおけるニューラルネットワークを用いて、太陽光発電の発電量の予測を行うようにしたため、太陽光発電の発電量を高精度に予測することができるという効果が得られる。   According to the present invention, input data necessary for power generation amount prediction is classified by clustering, a neural network model is constructed for each cluster, a cluster having the cluster representative closest to the test data is classified, and the test data is classified. Since the power generation amount of solar power generation is predicted using the neural network in the cluster, an effect that the power generation amount of solar power generation can be predicted with high accuracy is obtained.

本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of one Embodiment of this invention. 図1に示す装置の処理動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing operation of the apparatus shown in FIG. 図1に示す装置の処理動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing operation of the apparatus shown in FIG. RBFNの構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of RBFN. DAクラスタリングを前処理の手法として用いて太陽光発電装置の発電電力を予測する処理の概念を示す図である。It is a figure which shows the concept of the process which estimates the electric power generated of a solar power generation device using DA clustering as a method of pre-processing. DAの更新幅Δβを変化させたときの評価関数の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of an evaluation function when the update width | variety (DELTA) (beta) of DA is changed. DAの更新幅Δβを変化させたときの各クラスタに割り当てられたデータの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the data allocated to each cluster when changing update width (DELTA) (beta) of DA. クラスタ1の場合のRBFN構築に必要なDAクラスタリングにおけるΔβと評価関数の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between (DELTA) (beta) in DA clustering required for RBFN construction | assembly in the case of the cluster 1, and an evaluation function. クラスタ1の場合のDAクラスタリングにおけるΔβとクラスタへ所属したデータ数の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between (DELTA) (beta) in DA clustering in the case of the cluster 1, and the number of data which belonged to the cluster. クラスタ2の場合のRBFN構築に必要なDAクラスタリングにおけるΔβと評価関数の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between (DELTA) (beta) in DA clustering required for RBFN construction in the case of the cluster 2, and an evaluation function. クラスタ2の場合のDAクラスタリングにおけるΔβとクラスタへ所属したデータ数の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between (DELTA) (beta) in DA clustering in the case of the cluster 2, and the number of data which belonged to the cluster. クラスタ3の場合のRBFN構築に必要なDAクラスタリングにおけるΔβと評価関数の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between (DELTA) (beta) in DA clustering required for RBFN construction in the case of the cluster 3, and an evaluation function. クラスタ3の場合のDAクラスタリングにおけるΔβとクラスタへ所属したデータ数の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between (DELTA) (beta) in DA clustering in the case of the cluster 3, and the number of data which belonged to the cluster. クラスタ数が3の本実施形態による予測結果出力と実測値を比較した図である。It is the figure which compared the prediction result output by this embodiment with the number of clusters, and a measured value. 各時間における誤差の推移を示す図である。It is a figure which shows transition of the error in each time.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態による太陽光発電予測装置を説明する。図1は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、符号1は、コンピュータ装置で構成する太陽光発電予測装置である。符号2は、キーボード等の入力装置で構成し、情報入力操作を行う入力部である。符号3は、ディスプレイ装置で構成し、発電量の予測結果情報等を表示する表示部である。符号11は、発電量予測に必要なデータを入力するデータ入力部である。データ入力部11は、入力部2からのデータ入力に加え、他の機器が出力したデータやセンサ出力のデータを通信手段を用いて入力する。符号12は、データ入力部11において入力した入力データを分類するために、クラスタリング処理を行うクラスタリング処理部である。符号13は、クラスタリング処理部12において分類されたクラスタ毎に予測モデルを構築するモデル構築部である。符号14は、構築した予測モデルに基づき太陽光発電の発電電力の予測を行い、予測結果を出力する予測処理部である。   Hereinafter, a photovoltaic power generation prediction apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the embodiment. In this figure, the code | symbol 1 is a solar power generation prediction apparatus comprised with a computer apparatus. Reference numeral 2 denotes an input unit that is configured by an input device such as a keyboard and performs an information input operation. Reference numeral 3 denotes a display unit that is configured by a display device and displays power generation amount prediction result information and the like. Reference numeral 11 denotes a data input unit for inputting data necessary for power generation amount prediction. In addition to data input from the input unit 2, the data input unit 11 inputs data output from other devices and sensor output data using communication means. Reference numeral 12 denotes a clustering processing unit that performs a clustering process to classify input data input in the data input unit 11. Reference numeral 13 denotes a model construction unit that constructs a prediction model for each cluster classified in the clustering processing unit 12. Reference numeral 14 denotes a prediction processing unit that predicts the generated power of photovoltaic power generation based on the constructed prediction model and outputs a prediction result.

次に、本実施形態による太陽光発電予測装置の動作原理について説明する。本実施形態では太陽光発電予測においてANNを適用し、より高精度な出力を得るために、データの前処理としてクラスタリングを用いたニューラルネットワークによる予測手法を用いる。前処理では、入力データに対しクラスタリングを行うことにより、いくつかのクラスタに分類する。その後、各クラスタにおいて類似データを抽出し、予測モデルを構築する。予測モデルは、高精度な非線形近似のラジアル基底関数ネットワーク(Radial Basis Function Network、以下、RBFNと称する)を用いる。ANNは入力データの分散が小さいほど高精度な出力が得られるという特徴を持つ。すなわち、よりテストデータに類似した学習データを用いることにより、高精度な解を得ることができる。強い相関関係を持つ入出力データにおいて、類似した入力データを用いることにより、出力データは高い確率で類似する。よって、類似データの集合を作成するため、クラスタリングによる前処理付きモデルを用いる。類似データを抽出したクラスタ毎に予測モデルを構築するので、各予測モデルの入力データの分散は抑えられていて単体の予測モデルより高精度な解を得ることができる。   Next, the operation principle of the photovoltaic power generation prediction apparatus according to this embodiment will be described. In this embodiment, in order to apply ANN in photovoltaic power generation prediction and obtain a more accurate output, a prediction method using a neural network using clustering is used as data preprocessing. In the preprocessing, the input data is classified into several clusters by clustering. Thereafter, similar data is extracted in each cluster, and a prediction model is constructed. The prediction model uses a highly accurate nonlinear approximate radial basis function network (hereinafter referred to as RBFN). ANN is characterized in that the smaller the variance of input data, the higher the output that can be obtained. That is, a highly accurate solution can be obtained by using learning data more similar to test data. By using similar input data in input / output data having a strong correlation, the output data is similar with high probability. Therefore, a preprocessed model by clustering is used to create a set of similar data. Since a prediction model is constructed for each cluster from which similar data is extracted, the dispersion of input data of each prediction model is suppressed, and a higher-accuracy solution than a single prediction model can be obtained.

前処理として用いられる手法には、k−meansなどのクラスタリング手法がある。k−meansは高速に計算を行うが、解が初期値に依存する欠点を持つ。ここでは、クラスタリング手法として高精度で大域的なクラスタリングが可能な確定的アニーリング(Deterministic Annealing、以下、DAと称する)を用いる。DAは統計力学の概念における温度に依存する自由エネルギーを利用し、温度パラメータを高温状態から徐々に温度を下げることで、最適解に収束していく。各温度で目的関数が変化し確定的に最適化を行うため、初期値に依存せず、効率的に大域的最適解を得ることができる。また、RBFNの中心ベクトルの決定に対しても、DAクラスタリングを用いることにより、大域的な構造を持つRBFNを構築し、高精度な予測を行うことができる。   Methods used as preprocessing include clustering methods such as k-means. k-means calculates at high speed, but has a drawback that the solution depends on the initial value. Here, deterministic annealing (hereinafter referred to as DA) capable of high-accuracy and global clustering is used as a clustering method. DA uses free energy that depends on temperature in the concept of statistical mechanics, and converges to an optimal solution by gradually decreasing the temperature parameter from a high temperature state. Since the objective function changes at each temperature and optimization is performed deterministically, a global optimal solution can be obtained efficiently without depending on the initial value. Also, for determining the center vector of RBFN, by using DA clustering, it is possible to construct an RBFN having a global structure and perform highly accurate prediction.

ここで、図4を参照して、RBFNについて説明する。図4は、RBFNの構造を示す図である。RBFNは、入力層、中間層、出力層からなる3層構造の階層的ニューラルネットワークである。入力データは、入力層のユニットにそれぞれ割り振られ、各中間層に重みなしで渡される。中間層のユニットは応答関数と呼ばれるラジアル基底関数を備えていて、多層パーセプトロン(以下、MLPと称する)におけるシグモイド関数と同様の機能を果たす。ラジアル基底関数は、中心の位置と幅により定義されるガウス密度関数で表現される。ガウス密度関数は、入力データが中心位置に最も近い場合に、最大出力を与え、中心から離れるにつれて単調に減少する。ラジアル基底関数の幅は、その減少率の制御をするように働く。RBFNは、このラジアル基底関数を用いることにより、MLPよりも非線形近似能力が高くなる。また、中間層と出力層間の重みのみを学習するため、MLPより計算時間を大きく削減できるという利点がある。   Here, RBFN will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing the structure of RBFN. The RBFN is a hierarchical neural network having a three-layer structure including an input layer, an intermediate layer, and an output layer. Input data is allocated to each unit of the input layer, and passed to each intermediate layer without weight. The unit of the intermediate layer has a radial basis function called a response function, and performs the same function as a sigmoid function in a multilayer perceptron (hereinafter referred to as MLP). The radial basis function is expressed by a Gaussian density function defined by the position and width of the center. The Gaussian density function gives the maximum output when the input data is closest to the center position, and decreases monotonically as it moves away from the center. The width of the radial basis function serves to control the rate of decrease. By using this radial basis function, RBFN has a higher nonlinear approximation capability than MLP. Further, since only the weight between the intermediate layer and the output layer is learned, there is an advantage that the calculation time can be greatly reduced as compared with the MLP.

RBFNの中間層のユニットの出力は、数学的に表すと(1)式のように表される。

Figure 2013074695
RBFNの出力値yは、中間層のユニットの重み付けされた値となり、(2)式で求められる。
Figure 2013074695
Mathematically, the output of the RBFN intermediate layer unit is expressed as shown in equation (1).
Figure 2013074695
The output value y of the RBFN is a weighted value of the unit of the intermediate layer, and is obtained by the equation (2).
Figure 2013074695

ラジアル基底関数の中心ベクトルの決定に対しては、クラスタリング手法を用いることにより、中心を定めることができる。従来技術では、中心ベクトルの決定において、クラスタリングの代表的手法であるk−meansが用いられている。この方法は、RBFNの基底関数の中心に対して、k−meansによって得られた各クラスタ代表を適用している。しかし、k−meansは初期値に依存する方法であり、必ず最適なクラスタリングを行えるとは限らないため、局所的な構造を持つRBFNとなる。本実施形態では、RBFNの基底関数の中心の決定に対して、DAクラスタリングを用いる。この方法は、初期値に依存することなく、最適なクラスタリングを行うことができる。これによって求まったクラスタ代表を利用することにより、大域的な構造を持つRBFNとすることが可能である。   For the determination of the center vector of the radial basis function, the center can be determined by using a clustering method. In the prior art, k-means, which is a representative clustering method, is used in determining the center vector. This method applies each cluster representative obtained by k-means to the center of the basis function of RBFN. However, k-means is a method that depends on the initial value, and since optimal clustering cannot always be performed, the RBFN has a local structure. In the present embodiment, DA clustering is used for determining the center of the RBFN basis function. This method can perform optimal clustering without depending on the initial value. An RBFN having a global structure can be obtained by using the cluster representative obtained in this way.

次に、クラスタリングについて説明する。クラスタリングとは、あるデータの集合において、データの分布などからデータの特徴的なパターンを見つけ、類似したデータをクラスタと呼ばれる部分集合に分割する手法である。すなわち、クラスタリングとは、与えられたデータのサンプル数mのベクトルの集合をk個の代表ベクトルを持つクラスタに分類する処理を行う。代表ベクトルは、分類された各クラスタの中心ベクトルであり、クラスタの特徴を表している。   Next, clustering will be described. Clustering is a technique for finding a characteristic pattern of data from a data distribution in a set of data and dividing similar data into subsets called clusters. That is, the clustering is a process of classifying a set of vectors of m samples of given data into clusters having k representative vectors. The representative vector is the center vector of each classified cluster and represents the feature of the cluster.

クラスタリング手法の一つであるk−meansは、距離を表す評価関数を最小化する分割を探索する。評価関数を(3)式に示す。

Figure 2013074695
K-means, which is one of clustering methods, searches for a division that minimizes an evaluation function representing a distance. The evaluation function is shown in equation (3).
Figure 2013074695

k−meansは、まず、k個の初期クラスタの重心を任意に設定し、各データと各クラスタの重心の距離を求め、距離が最小となる重心を持つクラスタヘ割り当てる。そして、クラスタヘの割り当てが変化しなければ終了し、そうでないならば、各クラスタの重心を求め、各クラスタの代表点としてクラスタ割り当て処理を繰り返す。   In k-means, first, the centroids of k initial clusters are arbitrarily set, the distance between each data and the centroid of each cluster is obtained, and assigned to the cluster having the centroid that minimizes the distance. If the allocation to the cluster does not change, the process ends. If not, the center of gravity of each cluster is obtained, and the cluster allocation process is repeated as a representative point of each cluster.

一方、DAクラスタリング手法はアニーリング手法であり、温度パラメータを高温状態から温度を徐々に下げることにより最適解に収束する。DAは統計力学における自由エネルギーを利用し各温度において目的関数を変化させるため、解の初期値への依存や局所解に陥ることなく、効率的に最適化を行うことができる。DAは温度を少しずつ低下させ、低温状態になるに従って目的関数は与えられた非線形関数に近づいていく。これによってDAは十分な低温状態において元の目的関数を得る。また、DAは各温度において確定的に最適化を行い、現在の状態で得られた最適解を次の状態の初期値に使用し反復計算を行う。温度変化が小さいほど目的関数の変化も小さくなるため、高温状態からゆっくりと温度を下げることにより各温度で確定的な最適化を行う。この作業を繰り返すことで、十分な低温状態において大域的最適解を発見する。   On the other hand, the DA clustering method is an annealing method, and converges to an optimal solution by gradually decreasing the temperature parameter from a high temperature state. Since DA uses the free energy in statistical mechanics and changes the objective function at each temperature, optimization can be performed efficiently without depending on the initial value of the solution or falling into a local solution. DA gradually decreases the temperature, and the objective function approaches a given nonlinear function as the temperature decreases. This gives DA the original objective function at sufficiently low temperatures. In addition, the DA performs deterministic optimization at each temperature, and uses the optimal solution obtained in the current state as the initial value of the next state to perform iterative calculation. The smaller the temperature change, the smaller the change in the objective function, so deterministic optimization is performed at each temperature by slowly lowering the temperature from a high temperature state. By repeating this work, a global optimum solution is found at a sufficiently low temperature.

DAクラスタリングは、DAの原理を応用したクラスタリング手法である。DAクラスタリングは所属状態において確率を用いるため、あるデータが複数のクラスタヘ所属することを可能とする。これによりクラスタリング過程において、各データに対するクラスタ代表を柔軟に探索するため、初期値への依存や局所解に陥ることを抑制できる。従って、DAでは所属状態を確率で表し(4)式を得る。DAクラスタリングは(4)式における所属確率に対し、最大エントロピーの原理を用いる。これにより各々のデータが全てのクラスタに所属可能となる。最大エントロピーを用いた(4)式の所属確率は(5)式のようなボルツマン分布となる。

Figure 2013074695
Figure 2013074695
DA clustering is a clustering technique that applies the principle of DA. Since DA clustering uses probabilities in the affiliation state, certain data can belong to a plurality of clusters. Thereby, in the clustering process, since the cluster representative for each data is searched flexibly, it is possible to suppress dependence on the initial value and falling into a local solution. Therefore, in DA, the affiliation state is expressed by a probability to obtain equation (4). DA clustering uses the principle of maximum entropy for the affiliation probability in equation (4). As a result, each data can belong to all clusters. The affiliation probability of the equation (4) using the maximum entropy is a Boltzmann distribution as in the equation (5).
Figure 2013074695
Figure 2013074695

(5)式におけるβは、アニーリングアルゴリズムにおける温度パラメータの逆数を示し、各温度において最適化を行う。β=0においては各々のデータが全てのクラスタに一様に所属する。一方、βが増加、すなわち温度が低下するにつれて、各データが少しずつ1つのクラスタに所属する。β=∞においてはある1つのクラスタに対しての所属確率が1となり、他のクラスタに対しては0となるため、全てのデータが各々1つのクラスタに所属する。統計力学における平衡状態では、自由エネルギーが最小となるため、各温度でクラスタの代表に関して(6)式を得る。(6)式を解くことによりクラスタ代表が更新される。各温度で確定的にクラスタリングを最適化するために、(5)式と(6)式を繰り返し計算する。(7)式は(6)式で得た反復回数t+1におけるクラスタ代表から得ることかできる新しい所属確率を表す。

Figure 2013074695
Figure 2013074695
Β in equation (5) represents the reciprocal of the temperature parameter in the annealing algorithm, and optimization is performed at each temperature. When β = 0, each data belongs uniformly to all clusters. On the other hand, as β increases, that is, the temperature decreases, each data belongs to one cluster little by little. Since the probability of belonging to a certain cluster is 1 at β = ∞ and 0 to other clusters, all data belong to one cluster. In an equilibrium state in statistical mechanics, the free energy is minimized, and therefore the equation (6) is obtained for the representative of the cluster at each temperature. The cluster representative is updated by solving equation (6). In order to optimally optimize the clustering at each temperature, the equations (5) and (6) are repeatedly calculated. Equation (7) represents a new membership probability that can be obtained from the cluster representative at the number of iterations t + 1 obtained in Equation (6).
Figure 2013074695
Figure 2013074695

このように、DAクラスタリングは温度を下げる度に目的関数が変化し、各温度において確定的にクラスタ代表の最適化を行う。ここで、図2を参照して、図1に示すクラスタリング処理部12におけるDAクラスタリングの処理動作を説明する。図2は、図1に示すクラスタリング処理部12におけるDAクラスタリングの処理動作を示すフローチャートである。   Thus, in DA clustering, the objective function changes each time the temperature is lowered, and the cluster representative is deterministically optimized at each temperature. Here, with reference to FIG. 2, the DA clustering processing operation in the clustering processing unit 12 shown in FIG. 1 will be described. FIG. 2 is a flowchart showing the DA clustering processing operation in the clustering processing unit 12 shown in FIG.

まず、クラスタリング処理部12は、初期温度パラメータβ、温度パラメータの上限値βmaxと収束判定基準εを設定する(ステップS1)。続いて、クラスタリング処理部12は、初期のクラスタ代表をデータの中から選択し(ステップS2)、(7)式によりtにおける所属確率を求める(ステップS3)。 First, the clustering processing unit 12 sets an initial temperature parameter β 0 , an upper limit value β max of the temperature parameter, and a convergence criterion ε (step S1). Subsequently, the clustering processing unit 12 selects an initial cluster representative from the data (step S2), and obtains an affiliation probability at t using equation (7) (step S3).

次に、クラスタリング処理部12は、求めた所属確率から(6)式により新しいクラスタ代表を求め(ステップS4)、新しいクラスタ代表から(7)式により新しい所属確率を求める(ステップS5)。   Next, the clustering processing unit 12 obtains a new cluster representative from the obtained affiliation probability using the equation (6) (step S4), and obtains a new affiliation probability from the new cluster representative using the equation (7) (step S5).

次に、クラスタリング処理部12は、(4)式の評価関数よりd(t+1)を評価する(ステップS6)。この評価の結果、|d(t+1)−d(t)|/d(t)<εの条件を満たすか否かを判定する(ステップS7)。この判定の結果、条件を満たさないのであればステップS4に戻って処理を繰り返す。 Next, the clustering processing unit 12 evaluates d (t + 1) from the evaluation function of equation (4) (step S6). As a result of this evaluation, it is determined whether or not the condition | d (t + 1) −d (t) | / d (t) <ε is satisfied (step S7). If the condition is not satisfied as a result of this determination, the process returns to step S4 and the process is repeated.

一方、この条件を満たすのであれば、クラスタリング処理部12は、終了条件(β≧βmax)を満たすか否かを判定する(ステップS8)。この判定の結果、終了条件を満たさないのであれば、クラスタリング処理部12は、βを増加させて(ステップS9)、ステップS4へ戻り、終了条件を満たすまで処理を繰り返し、終了条件を満たした時点で処理を終了する。 On the other hand, if this condition is satisfied, the clustering processing unit 12 determines whether or not the end condition (β ≧ β max ) is satisfied (step S8). If the end condition is not satisfied as a result of this determination, the clustering processing unit 12 increases β (step S9), returns to step S4, repeats the process until the end condition is satisfied, and when the end condition is satisfied End the process.

次に、図1に示す太陽光発電予測装置1によって、太陽光発電装置の発電電力を予測する処理動作について説明する。ここでは、太陽光発電の発電電力の予測に対して、入力データの前処理とRBFNによる予測手法を用いる。ANNは入力データの分散が小さいほど高精度な出力が得られるという特徴を持ち、よりテストデータに類似した学習データを用いることにより、高精度な解を得ることができる。すなわち、強い相関関係を持つ入出力データにおいて、類似した入力データを用いることにより、出力データは高い確率で類似する。よって、類似データを抽出することができるクラスタリング手法を前処理として行えば、ANNの非線形近似能力を効率的に活かすことができる。そこで本実施形態では、高精度なクラスタリングが可能なDAクラスタリングを前処理の手法として用いる。   Next, the processing operation for predicting the generated power of the photovoltaic power generation apparatus by the photovoltaic power generation prediction apparatus 1 shown in FIG. 1 will be described. Here, the input data preprocessing and the prediction method by RBFN are used for the prediction of the generated power of the photovoltaic power generation. The ANN has a feature that a highly accurate output can be obtained as the variance of input data is small, and a highly accurate solution can be obtained by using learning data more similar to test data. That is, by using similar input data in input / output data having a strong correlation, output data is similar with high probability. Therefore, if a clustering method capable of extracting similar data is performed as preprocessing, the nonlinear approximation capability of ANN can be utilized efficiently. Therefore, in this embodiment, DA clustering capable of highly accurate clustering is used as a preprocessing method.

図5を参照して、DAクラスタリングを前処理の手法として用いて太陽光発電装置の発電電力を予測する処理について説明する。図5は、DAクラスタリングを前処理の手法として用いて太陽光発電装置の発電電力を予測する処理の概念を示す図である。図5において、xは入力データ、Cl(i=1,2,…,n)はDAクラスタリングによって分類されたクラスタ、y(i=1,2,…,n)は出力を表す。テストデータの入力の際に一番近いクラスタ代表をもつクラスタを選択し、そのクラスタに構築されたRBFNにより予測を行う。また、RBFNの基底関数の中心の決定に対して、DAクラスタリングを用いる。DAクラスタリングは、最適なクラスタリングを行うことができるため、求まったクラスタ代表を利用することにより、大域的な構造を持つRBFNとなる。 With reference to FIG. 5, the process which estimates the electric power generated of a solar power generation device using DA clustering as a pre-processing method is demonstrated. FIG. 5 is a diagram illustrating a concept of processing for predicting the generated power of the photovoltaic power generation apparatus using DA clustering as a preprocessing technique. In FIG. 5, x represents input data, Cl i (i = 1, 2,..., N) represents a cluster classified by DA clustering, and y i (i = 1, 2,..., N) represents an output. When the test data is input, the cluster having the closest cluster representative is selected, and prediction is performed by the RBFN constructed in the cluster. Also, DA clustering is used to determine the center of the RBFN basis function. Since DA clustering can perform optimal clustering, an RBFN having a global structure is obtained by using the obtained cluster representative.

次に、図3を参照して、図1に示す太陽光発電予測装置1の処理動作を説明する。図3は、図1に示す太陽光発電予測装置1の処理動作を示すフローチャートである。まず、データ入力部11は、発電量予測に必要なデータを入力し、入力したデータをクラスタリング処理部12へ受け渡す。ここで入力されるデータは、時間、日射量、温度、太陽光発電パネルの温度、湿度、日照時間、全天日射量、直達日射量、散乱日射量、日射指数、雲量、紫外線、照度、雨量、太陽高度、太陽方位などである。これを受けて、クラスタリング処理部12は、前述した処理動作によって入力データをDAクラスタリングにより分類し(ステップS11)、各々のクラスタに含まれるデータをRBFNの学習データとする(ステップS12)。   Next, the processing operation of the photovoltaic power generation prediction apparatus 1 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing the processing operation of the photovoltaic power generation prediction apparatus 1 shown in FIG. First, the data input unit 11 inputs data necessary for power generation amount prediction, and delivers the input data to the clustering processing unit 12. The data entered here includes time, solar radiation, temperature, solar panel temperature, humidity, sunshine duration, total solar radiation, direct solar radiation, diffuse solar radiation, solar radiation index, cloud cover, ultraviolet light, illuminance, and rainfall. , Solar altitude, solar orientation, etc. In response to this, the clustering processing unit 12 classifies the input data by DA clustering by the processing operation described above (step S11), and sets the data included in each cluster as RBFN learning data (step S12).

次に、モデル構築部13は、クラスタリング処理部12によってクラスタリングされたクラスタ毎にRBFNモデルを構築し(ステップS13)、テストデータと一番近いクラスタ代表を持つクラスタヘ分類する(ステップS14)。そして、予測処理部14は、テストデータが分類されたクラスタにおけるRBFNを用いて、太陽光発電の発電電力の予測を行い(ステップS15)、予測結果を表示部3に表示する。予測処理部14は、予測結果情報を他の機器へ出力するようにしてもよい。この処理動作によって、所定経過時間毎の予測発電電力量が関係付けられて出力されることになる。   Next, the model construction unit 13 constructs an RBFN model for each cluster clustered by the clustering processing unit 12 (step S13), and classifies the cluster having the cluster representative closest to the test data (step S14). Then, the prediction processing unit 14 uses the RBFN in the cluster into which the test data is classified to predict the generated power of the photovoltaic power generation (Step S15) and displays the prediction result on the display unit 3. The prediction processing unit 14 may output the prediction result information to another device. By this processing operation, the predicted power generation amount for each predetermined elapsed time is related and output.

次に、前処理におけるDAクラスタリングのパラメータβの増加量について説明する。ここでは、図2に示すステップS9の「パラメータを増加させる」におけるパラメータβの増加量を更新幅Δβと称する。DAクラスタリングは、パラメータβを徐々に変化させることにより、最適クラスタリング結果を得る手法である。しかし、βの変化のさせ方によっては、解が存在しないことがある。そこで、本実施形態では、パラメータβを(8)式のように変化させるようにした。
βk+1=β+Δβ ・・・(8)
ただし、k:アルゴリズムの反復回数、β:反復回数kのときのパラメータβ、Δβ:更新幅である。
Next, an increase in the parameter β for DA clustering in the preprocessing will be described. Here, the increase amount of the parameter β in “increase the parameter” in step S9 shown in FIG. 2 is referred to as an update width Δβ. DA clustering is a technique for obtaining an optimal clustering result by gradually changing the parameter β. However, depending on how β is changed, there may be no solution. Therefore, in this embodiment, the parameter β is changed as shown in the equation (8).
β k + 1 = β k + Δβ (8)
Where k is the number of iterations of the algorithm, β k is the parameter β when the number of iterations is k, and Δβ is the update width.

良好な解を得るためには、(8)式におけるΔβが重要となる。前処理でクラスタに全データが収束するためのΔβの上下限値について説明する。DAの更新幅Δβを変化させたときの評価関数の変化を図6に示す。横軸の評価関数が小さいほど、クラスタ結果が良好であることを示す。同図より、更新幅Δβが0.01以下の際に良好な評価関数が得られることが分かる。よって、Δβの上下限値は、
0.03≦Δβ≦1.3 ・・・(9)
ただし、Δβ≦0.02と1.4≦Δβでは、評価関数が良いと見えるが、全データがいずれかのクラスタに収束していなかったため、不適切と判断する。
In order to obtain a good solution, Δβ in equation (8) is important. The upper and lower limit values of Δβ for converging all data to the cluster in the preprocessing will be described. FIG. 6 shows changes in the evaluation function when the DA update width Δβ is changed. The smaller the evaluation function on the horizontal axis, the better the cluster result. It can be seen from the figure that a good evaluation function is obtained when the update width Δβ is 0.01 or less. Therefore, the upper and lower limits of Δβ are
0.03 ≦ Δβ ≦ 1.3 (9)
However, when Δβ ≦ 0.02 and 1.4 ≦ Δβ, the evaluation function seems to be good, but since all the data has not converged to any cluster, it is determined to be inappropriate.

DAの更新幅Δβを変化させたときの各クラスタに割り当てられたデータの変化を図7に示す。縦軸は、クラスタへ所属したデータ数を示しており、クラスタリングが適切に行われるならば、クラスタへ所属したデータ数は2700となる。すなわち、(9)式を満たすとき、全データがクラスタに収束した。   FIG. 7 shows changes in data assigned to each cluster when the DA update width Δβ is changed. The vertical axis indicates the number of data belonging to the cluster. If clustering is performed appropriately, the number of data belonging to the cluster is 2700. That is, when the expression (9) is satisfied, all data converged to the cluster.

次に、前処理後に得られたクラスタにおいてRBFNを構築する際に必要なデータクラスタリングDAの更新幅Δβについて説明する。前処理において全データは、3つのクラスタに分類された。クラスタ数が2,4よりもクラスタ数3の結果が最も良かった。クラスタ1において、RBFNを構築した結果
Δβ≦4 ・・・(10)
が適切な結果が得られた(図8、図9参照)。図8では、クラスタ1の場合のRBFN構築に必要なDAクラスタリングにおけるΔβと評価関数の関係を示す。図9はクラスタ1の場合のDAクラスタリングにおけるΔβとクラスタへ所属したデータ数の関係を示す。
同図において、Δβ≦4の場合、全データがいずれかのクラスタに収束した。他方、4<Δβでは、あるデータは、いずれのクラスタにも収束しなかった。
Next, the update width Δβ of the data clustering DA necessary for constructing the RBFN in the cluster obtained after the preprocessing will be described. In the preprocessing, all data was classified into 3 clusters. The result of the number of clusters of 3 was the best than the number of clusters of 2 and 4. Results of building RBFN in cluster 1 Δβ ≦ 4 (10)
However, an appropriate result was obtained (see FIGS. 8 and 9). FIG. 8 shows the relationship between Δβ and the evaluation function in DA clustering necessary for RBFN construction in the case of cluster 1. FIG. 9 shows the relationship between Δβ in DA clustering in the case of cluster 1 and the number of data belonging to the cluster.
In the figure, when Δβ ≦ 4, all data converged to one of the clusters. On the other hand, when 4 <Δβ, some data did not converge to any cluster.

同様に、クラスタ2、3においてΔβの適切な範囲はそれぞれ、(11)式、(12)式の通りである(図10、図11、図12、図13参照)。
Δβ≦4 ・・・(11)
Δβ≦20 ・・・(12)
Similarly, the appropriate ranges of Δβ in the clusters 2 and 3 are respectively the expressions (11) and (12) (see FIGS. 10, 11, 12, and 13).
Δβ ≦ 4 (11)
Δβ ≦ 20 (12)

したがって、(10)式、(11)式、(12)式より、前処理後に得られたクラスタにおいてRBFNを構築する際に必要なデータクラスタリングDAの更新幅Δβは、
Δβ≦4
とすることが望ましい。
Therefore, from the formulas (10), (11), and (12), the update width Δβ of the data clustering DA necessary for constructing the RBFN in the cluster obtained after the preprocessing is
Δβ ≦ 4
Is desirable.

次に、本実施形態による太陽光発電予測装置の効果を検証するために、シミュレーションを行った結果について説明する。RBFNの中心ベクトルの決定に対して、従来のクラスタリング手法であるk−meansを用いるk−RBFNと、DAクラスタリングを用いるD−RBFNを比較する。前処理の手法としても、k−meansとDAクラスタリングの比較を行い、本実施形態による手法の有効性を検討するため、ここでは以下の手法を定義する。
Method A:MLP
Method B:k−RBFN(中心ベクトルの決定:k−means、前処理なし)
Method C:k−means−k−RBFN(中心ベクトルの決定:k−means、前処理:k−means)
Method D:k−means−D−RBFN(中心ベクトルの決定:DAクラスタリング、前処理:k−means)
Method E:DA−D−RBFN(中心ベクトルの決定:DAクラスタリング、前処理:DAクラスタリング)
Next, in order to verify the effect of the photovoltaic power generation prediction apparatus according to the present embodiment, a result of simulation is described. For the determination of the center vector of RBFN, k-RBFN using k-means, which is a conventional clustering technique, and D-RBFN using DA clustering are compared. As a preprocessing method, k-means and DA clustering are compared, and the following method is defined here in order to examine the effectiveness of the method according to the present embodiment.
Method A: MLP
Method B: k-RBFN (determination of the center vector: k-means, no preprocessing)
Method C: k-means-k-RBFN (determination of the center vector: k-means, preprocessing: k-means)
Method D: k-means-D-RBFN (determination of center vector: DA clustering, preprocessing: k-means)
Method E: DA-D-RBFN (determination of center vector: DA clustering, preprocessing: DA clustering)

シミュレーション条件は、以下の通りである。
(1)過去の太陽光発電電力とパネルの温度の1分毎の時系列データを用いて、30分後の発電出力予測を行う。同時刻における太陽光発電電力とパネルの温度において、それぞれ5分間の分散、10分間の分散、差分、二階差分を求めて、これらをANNの入力データとするため入力層の数は10次元となる。また、MLPとRBFNのクラスタ数n、学習係数α、モーメント係数η、モーメント増分値Δη、中間層の数、学習回数を表1に示す。これらのパラメータの値は、事前シミュレーションにより決定した。

Figure 2013074695
The simulation conditions are as follows.
(1) The generation output prediction after 30 minutes is performed using the time series data of the past photovoltaic power generation and the panel temperature every minute. At the same time, the solar power generation and the panel temperature are calculated for 5 minutes of dispersion, 10 minutes of dispersion, difference, and second-order difference, respectively, and these are used as ANN input data, so the number of input layers is 10 dimensions. . In addition, Table 1 shows the number of clusters MLP and RBFN, the learning coefficient α, the moment coefficient η, the moment increment value Δη, the number of intermediate layers, and the number of learnings. The values of these parameters were determined by prior simulation.
Figure 2013074695

(2)ここで用いるデータとして、2005年の5月2日から4日を学習データに、5日をテストデータとする。この期間において、20時から5時の夜間の間は発電量がなかったため、その期間を除いて5時から20時までの発電予測を行う。したがって、15時間の1分毎のデータが3日分あるため、学習パターンは2700通りとなる。また、クラスタリングのデータとしては、(1)に示した10次元と30分後の発電出力をベクトルに加えた11次元となる。また、事前シミュレーションにより決定したDAクラスタリングのパラメータを表2に示す。

Figure 2013074695
(2) As data used here, May 2nd to 4th of 2005 is used as learning data, and 5th is used as test data. During this period, since there was no power generation during the night from 20:00 to 5:00, power generation prediction from 5:00 to 20:00 is performed excluding that period. Therefore, there are 3700 learning patterns since there are 3 days of 15-hour data for every minute. The clustering data is 10 dimensions shown in (1) and 11 dimensions obtained by adding the power generation output after 30 minutes to the vector. Table 2 shows the DA clustering parameters determined by the preliminary simulation.
Figure 2013074695

(3)RBFNの基底関数の中心の決定には、クラスタリングの中心ベクトルを適用し、幅に対しては、中心ベクトルからそのクラスタに含まれる最も遠い点までの距離とする。   (3) The center vector of clustering is applied to the determination of the center of the RBFN basis function, and the width is the distance from the center vector to the farthest point included in the cluster.

上記のシミュレーション条件によりシミュレーションを行った結果は以下の通りある。k−meansとDAクラスタリングの有効性を示すために、初期値100通りに対する評価関数の最良値、平均値、最悪値、標準偏差を表3に示す。

Figure 2013074695
The results of simulation under the above simulation conditions are as follows. In order to show the effectiveness of k-means and DA clustering, Table 3 shows the best value, average value, worst value, and standard deviation of evaluation functions for 100 initial values.
Figure 2013074695

k−meansとDAクラスタリングの評価関数は、各々(3)式と(4)式で与えられる。k−meansとDAクラスタリングの評価関数を比較すると、クラスタ数2のときは同一の値を得ている。それに対してクラスタ数3、4のときは、DAクラスタリングが最良値、平均値、最悪値、標準偏差において、各々良好な結果を得ている。最良値に関しては差が多少しかないが、平均値、最悪値、標準偏差において大きく改善されている。DAクラスタリングの標準偏差に関しては、クラスタ数がどの場合においても0となった。これは、DAクラスタリングが大域的なクラスタリングを行なっていることを示している。したがって、DAクラスタリングがクラスタリング手法において有効であることが確認された。   The evaluation functions for k-means and DA clustering are given by equations (3) and (4), respectively. Comparing the evaluation functions of k-means and DA clustering, the same value is obtained when the number of clusters is two. On the other hand, when the number of clusters is 3 or 4, DA clustering has obtained good results in the best value, average value, worst value, and standard deviation. Although there is only a slight difference with respect to the best value, the average value, the worst value, and the standard deviation are greatly improved. Regarding the standard deviation of DA clustering, the number of clusters was 0 in any case. This indicates that DA clustering performs global clustering. Therefore, it was confirmed that DA clustering is effective in the clustering method.

表4に、Method AからMethod Eにより得られた30分後の発電量の、予測出力と教師データとの絶対値誤差の平均値(Ave.Error)、最大値(MAX Error)、標準偏差(Standard Deviation)を示す。表4において、[pu]はper unitを意味し、例えば、Method AのAve.Errorの6.3435×10−2は、教師データとの平均誤差が6.3435%であることを示している。また、絶対値誤差の平均値、最大値、標準偏差の各列の丸括弧内の値は、Method Aの絶対値誤差の平均値、最大値、標準偏差をそれぞれ1とした場合のMethod A〜Eの相対値を示している。表4より、Method B(k−RBFN)とMethod C(k−means−k−RBFN)を比較すると、Method Bの教師データとの絶対値誤差の平均値、最大値、標準偏差はそれぞれ5.2238×10−2、2.9534×10−1、5.6678×10−2であり、Method Cのクラスタ数が3の場合、教師データとの絶対値誤差の平均値、最大値、標準偏差はそれぞれ4.8989×10−2、2.7838×10−1、4.7521×10−2であることから、Method Dの方が絶対値誤差の平均値、最大値、標準偏差でそれぞれ6.2196%、5.7425%、16.156%良好な結果を得ており、入力データに対してクラスタリングによる前処理を用いた方が、予測精度が向上していることが分かる。これは、ANNが入力データの分散が小さいほど高精度な出力が得られるという特徴を持つことから、クラスタリングにより類似データを抽出したことにより、ANNがより強い相関関係をもつ入出力データを得たためである。

Figure 2013074695
Table 4 shows the average value (Ave.Error), maximum value (MAX Error), standard deviation (Ab.Error) of the absolute value error between the predicted output and the teacher data of the power generation amount after 30 minutes obtained from Method A by Method E. Standard Deviation). In Table 4, [pu] means per unit. For example, Method A of Ave. Error of 6.3435 × 10 −2 indicates that the average error from the teacher data is 6.3435%. The values in parentheses in each column of the average value, the maximum value, and the standard deviation of the absolute value error are the Method A to the Method A when the average value, the maximum value, and the standard deviation of the method A are 1, respectively. The relative value of E is shown. According to Table 4, when Method B (k-RBFN) and Method C (k-means-k-RBFN) are compared, the average value, maximum value, and standard deviation of the absolute value error from Method B teacher data are 5. 2238 × 10 −2 , 2.9534 × 10 −1 , 5.6678 × 10 −2 , and when the number of clusters of Method C is 3, the average value, the maximum value, and the standard deviation of the absolute value error from the teacher data Are 4.8989 × 10 −2 , 2.7838 × 10 −1 , 4.7521 × 10 −2 , and Method D has an average value of absolute value error, a maximum value, and a standard deviation of 6 respectively. .2196%, 5.7425%, 16.156% Good results are obtained, and the prediction accuracy is better when the preprocessing by clustering is used for the input data. Hunt. This is because ANN has the feature that the more accurate the output is obtained as the variance of the input data is smaller, the ANN obtained the input / output data having a stronger correlation by extracting similar data by clustering. It is.
Figure 2013074695

Method D(k−means−D−RBFN)とMethod E(DA−D−RBFN)の、クラスタ数がそれぞれ3の場合を比較すると、Method Dの教師データとの絶対値誤差の平均値、最大値、標準偏差はそれぞれ4.6636×10−2、2.7687×10−1、4.6388×10−2であり、Method Eの教師データとの絶対値誤差の平均値、最大値、標準偏差はそれぞれ4.3892×10−2、2.7547×10−1、4.5734×10−2であることから、Method Eの方が絶対値誤差の平均値、最大値、標準偏差でそれぞれ5.8839%、0.5057%、1.4098%良好な結果を得ている。また、Method DとMethod Eでクラスタ数がそれぞれ4の場合、Method Dの教師データとの絶対値誤差の平均値、最大値、標準偏差はそれぞれ4.8733×10−2、2.8577×10−1、4.8562×10−2であり、Method Eの教師データとの絶対値誤差の平均値、最大値、標準偏差はそれぞれ4.6500×10−2、2.7576×10−1、4.6866×10−2であることから、クラスタ数を4としてもMethod Eの方が絶対値誤差の平均値、最大値、標準偏差でそれぞれ4.5821%、3.5028%、3.4924%良好な結果を得ている。これは、本発明における入力データの前処理の手法としてk−meansより、DAクラスタリングを採用した方が有効な手段であることを示している。また、前処理を施した手法であるMethod C〜Method Eの中でクラスタ数が3のときに最も良好な結果を得ている。クラスタ数が4のときより、クラスタ数が3のときの方が優れているのは、クラスタ数を増やすとより類似したデータが集まるが、学習データが減少したことにより学習が困難となったためである。すなわち、入力データの前処理としてクラスタリングを行うときは、適切なクラスタ数を用いることにより、高精度な予測を行うことができる。 When the number of clusters of Method D (k-means-D-RBFN) and Method E (DA-D-RBFN) is 3 respectively, the average value and the maximum value of the absolute value error with Method D teacher data The standard deviations are 4.6636 × 10 −2 , 2.7687 × 10 −1 , 4.6388 × 10 −2 , respectively, and the average value, the maximum value, and the standard deviation of the absolute value error from the Method E teacher data Are 4.3892 × 10 −2 , 2.7547 × 10 −1 , and 4.5734 × 10 −2 , respectively, and Method E is 5 in terms of the average value, the maximum value, and the standard deviation of the absolute value error. Good results were obtained: 8839%, 0.5057%, 1.4098%. In addition, when Method D and Method E each have 4 clusters, the average value, maximum value, and standard deviation of absolute value errors from Method D teacher data are 4.8733 × 10 −2 and 2.877 × 10 respectively. −1 , 4.8562 × 10 −2 , and the average value, the maximum value, and the standard deviation of the absolute value error from Method E teacher data are 4.6500 × 10 −2 , 2.7576 × 10 −1 , respectively. Since it is 4.6866 × 10 −2 , Method E is 4.5821%, 3.5028%, 3.4924 in terms of average value, maximum value, and standard deviation of absolute value error even when the number of clusters is 4. % Good results. This indicates that it is more effective to adopt DA clustering than k-means as a method for preprocessing input data in the present invention. Moreover, the best results are obtained when the number of clusters is 3 among Methods C to Method E, which are pre-processed methods. The reason why the number of clusters is 3 is superior to the case where the number of clusters is 4, because the more similar data gathers when the number of clusters is increased, but learning becomes difficult due to the decrease of the learning data. is there. That is, when clustering is performed as preprocessing for input data, high-precision prediction can be performed by using an appropriate number of clusters.

次に、Method C(k−means−k−RBFN)とMethod D(k−means−D−RBFN)の、クラスタ数がそれぞれ3の場合を比較すると、Method Cの教師データとの絶対値誤差の平均値、最大値、標準偏差はそれぞれ4.8989×10−2、2.7838×10−1、4.7521×10−2であり、Method Dの教師データとの絶対値誤差の平均値、最大値、標準偏差はそれぞれ4.6636×10−2、2.7687×10−1、4.6388×10−2であることから、Method Dの方が絶対値誤差の平均値、最大値、標準偏差でそれぞれ4.8031%、0.5424%、2.3842%良好な結果を得ている。つまり、RBFNの基底関数の中心の決定にDAクラスタリングを用いた方が、予測誤差が小さくなっている。これは、k−RBFNが局所的構造を持つことに対して、D−RBFNが大域的構造を持つためである。 Next, when the number of clusters of Method C (k-means-k-RBFN) and Method D (k-means-D-RBFN) is 3 respectively, the absolute value error of Method C teaching data is compared. The average value, the maximum value, and the standard deviation are 4.889 × 10 −2 , 2.7838 × 10 −1 , 4.7521 × 10 −2 , respectively, and the average value of the absolute value error with the Method D teacher data, Since the maximum value and the standard deviation are 4.6636 × 10 −2 , 2.7687 × 10 −1 , 4.6388 × 10 −2 respectively, Method D is the average value, the maximum value, and the absolute value error. Good results were obtained with standard deviations of 4.8031%, 0.5424%, and 2.3842%, respectively. That is, the prediction error is smaller when DA clustering is used to determine the center of the RBFN basis function. This is because D-RBFN has a global structure, whereas k-RBFN has a local structure.

以上より、本発明においてはRBFNの中心ベクトルの決定に対して、DAクラスタリングを用い、前処理の手法としてDAクラスタリングを用いるのが最も有効であり、クラスタ数が3のMethod E(DA−D−RBFN)の場合は、従来のANN手法であるMethod A(MLP)と比較して、平均誤差を30.808%、最大誤差を16.323%、標準偏差を29.323%改良し、従来のRBFN手法であるMethod B(k−RBFN)と比較しても、平均誤差を15.977%、最大誤差を6.7270%、標準偏差を19.309%改良した。   As described above, in the present invention, it is most effective to use DA clustering for the determination of the center vector of RBFN, and to use DA clustering as a preprocessing method, and Method E (DA-D-) with 3 clusters. In the case of RBFN), the average error is improved by 30.808%, the maximum error is improved by 16.3233%, and the standard deviation is improved by 29.323% compared to the conventional ANN method Method A (MLP). Compared to Method B (k-RBFN), which is an RBFN method, the average error was improved by 15.977%, the maximum error was 6.7270%, and the standard deviation was improved by 19.309%.

ここで、クラスタ数が3のMethod Eを用いた場合の予測結果出力と実測値を図14に、そのときの各時間における誤差の推移を図15に示す。図14、図15において、用いているデータは1分毎のデータであるため、横軸は5時から20時までを0分から900分として表している。図14、図15より、0分から400分のように実測値が安定して発電しているときは近似しやすいが、500分から700分にかけて実測値が変動しており、そのときの誤差が大きくなっていることが分かる。そのため、最大誤差が大きくなってしまっている。しかし、最大誤差においても、本実施形態による手法は比較手法よりも良好な結果を得ており、太陽光発電予測の手法において、有効であることが確認された。   Here, FIG. 14 shows the prediction result output and the actual measurement value when Method E with 3 clusters is used, and FIG. 15 shows the transition of the error at each time. 14 and 15, since the data used is data every minute, the horizontal axis represents from 5 o'clock to 20 o'clock as 0 minute to 900 minutes. 14 and 15, it is easy to approximate when the measured value is stably generated from 0 to 400 minutes, but the measured value fluctuates from 500 to 700 minutes, and the error at that time is large. You can see that Therefore, the maximum error has become large. However, even in the maximum error, the method according to the present embodiment has obtained better results than the comparative method, and it has been confirmed that the method is effective in the method of photovoltaic power generation prediction.

以上説明したように、太陽光発電予測において、入力データに対しDA−クラスタリングを用いて高精度なクラスタリングを行い、RBFNの基底関数の中心の決定に対しても、DAクラスタリングを用いるD−RBFNを用いることにより、高精度で太陽光発電装置の発電電力予測を行うことができる。   As described above, in photovoltaic power generation prediction, high-precision clustering is performed on input data using DA-clustering, and D-RBFN using DA clustering is also used for determining the center of the basis function of RBFN. By using it, it is possible to predict the generated power of the solar power generation device with high accuracy.

なお、図1における処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより太陽光発電予測処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)を備えたWWWシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。   A program for realizing the function of the processing unit in FIG. 1 is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system and executed, thereby executing solar power generation prediction. Processing may be performed. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer system” includes a WWW system having a homepage providing environment (or display environment). The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Further, the “computer-readable recording medium” refers to a volatile memory (RAM) in a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In addition, those holding programs for a certain period of time are also included.

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。   The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, what is called a difference file (difference program) may be sufficient.

ニューラルネットワークを用いて、太陽発電装置の発電電力予測を行うことが不可欠な用途に適用できる。   It can be applied to applications in which it is essential to use a neural network to predict the power generated by a solar power generation device.

1・・・太陽光発電予測装置、11・・・データ入力部、12・・・クラスタリング処理部、13・・・モデル構築部、14・・・予測処理部、2・・・入力部、3・・・表示部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Solar power generation prediction apparatus, 11 ... Data input part, 12 ... Clustering process part, 13 ... Model construction part, 14 ... Prediction process part, 2 ... Input part, 3 ... Display section

Claims (5)

太陽光発電の発電量を予測する太陽光発電予測装置であって、
発電量予測に必要なデータを入力するデータ入力手段と、
ニューラルネットワークの学習データとするために、前記入力データをクラスタリングにより分類するクラスタリング処理手段と、
前記クラスタリングされたクラスタ毎にニューラルネットワークモデルを構築し、テストデータと一番近いクラスタ代表を持つクラスタヘ分類するモデル構築手段と、
前記テストデータが分類されたクラスタにおけるニューラルネットワークを用いて、太陽光発電の発電量を予測して、予測発電量を出力する予測手段と
を備えることを特徴とする太陽光発電予測装置。
A solar power generation prediction device for predicting the amount of power generated by solar power generation,
Data input means for inputting data necessary for power generation amount prediction;
Clustering processing means for classifying the input data by clustering in order to obtain neural network learning data;
A model construction means for constructing a neural network model for each clustered cluster and classifying the cluster into a cluster having a cluster representative closest to the test data;
A photovoltaic power generation prediction apparatus comprising: a prediction unit that predicts a power generation amount of solar power generation using a neural network in a cluster into which the test data is classified, and outputs the predicted power generation amount.
前記クラスタリング処理手段は、確定的アニーリングを用いてクラスタリングを行うことを特徴とする請求項1に記載の太陽光発電予測装置。   The photovoltaic power generation prediction apparatus according to claim 1, wherein the clustering processing unit performs clustering using deterministic annealing. 前記ニューラルネットワークモデルは、ラジアル基底関数ネットワークを用いることを特徴とする請求項1に記載の太陽光発電予測装置。   The photovoltaic power generation prediction apparatus according to claim 1, wherein the neural network model uses a radial basis function network. 太陽光発電の発電量を予測する太陽光発電予測方法であって、
発電量予測に必要なデータを入力するデータ入力ステップと、
ニューラルネットワークの学習データとするために、前記入力データをクラスタリングにより分類するクラスタリング処理ステップと、
前記クラスタリングされたクラスタ毎にニューラルネットワークモデルを構築し、テストデータと一番近いクラスタ代表を持つクラスタヘ分類するモデル構築ステップと、
前記テストデータが分類されたクラスタにおけるニューラルネットワークを用いて、太陽光発電の発電量を予測して、予測発電量を出力する予測ステップと
を有することを特徴とする太陽光発電予測方法。
A photovoltaic power generation prediction method for predicting the amount of solar power generation,
A data input step for inputting data necessary for power generation amount prediction;
A clustering step for classifying the input data by clustering to obtain neural network learning data;
A model construction step of constructing a neural network model for each clustered cluster and classifying the cluster into a cluster having a cluster representative closest to the test data;
A prediction step of predicting a power generation amount of solar power generation using a neural network in a cluster into which the test data is classified, and outputting the predicted power generation amount.
太陽光発電の発電量を予測する太陽光発電予測装置上のコンピュータに太陽光発電の発電量を予測させる太陽光発電予測プログラムであって、
発電量予測に必要なデータを入力するデータ入力ステップと、
ニューラルネットワークの学習データとするために、前記入力データをクラスタリングにより分類するクラスタリング処理ステップと、
前記クラスタリングされたクラスタ毎にニューラルネットワークモデルを構築し、テストデータと一番近いクラスタ代表を持つクラスタヘ分類するモデル構築ステップと、
前記テストデータが分類されたクラスタにおけるニューラルネットワークを用いて、太陽光発電の発電量を予測して、予測発電量を出力する予測ステップと
を行わせることを特徴とする太陽光発電予測プログラム。
A photovoltaic power generation prediction program for causing a computer on a photovoltaic power generation prediction device that predicts the amount of photovoltaic power generation to predict the amount of photovoltaic power generation,
A data input step for inputting data necessary for power generation amount prediction;
A clustering step for classifying the input data by clustering to obtain neural network learning data;
A model construction step of constructing a neural network model for each clustered cluster and classifying the cluster into a cluster having a cluster representative closest to the test data;
A photovoltaic power generation prediction program, comprising: predicting a power generation amount of solar power generation using a neural network in a cluster into which the test data is classified, and outputting a predicted power generation amount.
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Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104408562A (en) * 2014-11-25 2015-03-11 许继集团有限公司 Photovoltaic system generating efficiency comprehensive evaluation method based on BP (back propagation) neural network
CN105701572A (en) * 2016-01-13 2016-06-22 国网甘肃省电力公司电力科学研究院 Photovoltaic short-term output prediction method based on improved Gaussian process regression
CN106874950A (en) * 2017-02-13 2017-06-20 云南电网有限责任公司电力科学研究院 A kind of method for identifying and classifying of transient power quality recorder data
KR101856320B1 (en) 2016-05-02 2018-05-09 한국과학기술원 Forecasting apparatus and method of sunlight generation
CN108631727A (en) * 2018-03-26 2018-10-09 河北工业大学 A kind of solar panel defect identification method based on convolutional neural networks
CN108985515A (en) * 2018-07-24 2018-12-11 国网河南省电力公司电力科学研究院 A kind of new energy based on independent loops neural network goes out force prediction method and system
JP2019047696A (en) * 2017-09-06 2019-03-22 株式会社東芝 Power system monitoring system, power system monitoring method, and program
CN109638892A (en) * 2019-01-25 2019-04-16 合肥工业大学 A kind of photovoltaic plant equivalent modeling method based on improvement fuzzy clustering algorithm
CN109657881A (en) * 2019-01-14 2019-04-19 南京国电南自电网自动化有限公司 A kind of neural network photovoltaic power generation prediction technique and system suitable for small sample
CN109711609A (en) * 2018-12-15 2019-05-03 福州大学 Photovoltaic plant output power predicting method based on wavelet transformation and extreme learning machine
CN109726870A (en) * 2018-12-29 2019-05-07 南通理工学院 A kind of photovoltaic power generation power prediction method based on deep learning
CN110163437A (en) * 2019-05-23 2019-08-23 太原理工大学 Day-ahead photovoltaic power generation power prediction method based on DPK-means
CN110675278A (en) * 2019-09-18 2020-01-10 上海电机学院 Photovoltaic power short-term prediction method based on RBF neural network
WO2020018314A1 (en) * 2018-07-19 2020-01-23 Sacramento Municipal Utility District Techniques for estimating and forecasting solar power generation
KR102092860B1 (en) * 2019-01-22 2020-03-24 인천대학교 산학협력단 Machine learning based solar power generation prediction apparatus and method that does not use future meteorological forecast data
CN111369070A (en) * 2020-03-13 2020-07-03 西安理工大学 Envelope clustering-based multimode fusion photovoltaic power prediction method
CN112181003A (en) * 2020-08-24 2021-01-05 中国神华能源股份有限公司国华电力分公司 Method for controlling unit pressure and electronic equipment
JP2021023048A (en) * 2019-07-29 2021-02-18 中国電力株式会社 Power generation output calculation device and power generation output calculation method
JP2021033418A (en) * 2019-08-19 2021-03-01 ファナック株式会社 Machine learning method learning about work process and machine learning device
CN112949937A (en) * 2021-03-29 2021-06-11 西安建筑科技大学 Photovoltaic power generation capacity prediction system and method of BP neural network
JP2021523673A (en) * 2019-04-25 2021-09-02 山東大学Shandong University Power prediction method and system for photovoltaic power plants based on grid-connected inverter operation data
CN115912331A (en) * 2022-10-30 2023-04-04 淮阴工学院 Power adjusting method of intelligent wind-solar hybrid power generation system
CN116070728A (en) * 2022-10-25 2023-05-05 国网河北省电力有限公司营销服务中心 Photovoltaic power generation system power generation amount prediction method, device, system and medium

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10177076A (en) * 1996-12-19 1998-06-30 Toshiba Corp Amount-of-rainfall predicting device
JP2004086896A (en) * 2002-08-06 2004-03-18 Fuji Electric Holdings Co Ltd Method and system for constructing adaptive prediction model
JP2007215354A (en) * 2006-02-10 2007-08-23 Meiji Univ Method and processing program for estimating electrical load
JP2008054439A (en) * 2006-08-25 2008-03-06 Toyota Motor Corp Power system
JP2008083971A (en) * 2006-09-27 2008-04-10 Toyohashi Univ Of Technology Method for simulating system having solar generator/wind generator/cogenerator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10177076A (en) * 1996-12-19 1998-06-30 Toshiba Corp Amount-of-rainfall predicting device
JP2004086896A (en) * 2002-08-06 2004-03-18 Fuji Electric Holdings Co Ltd Method and system for constructing adaptive prediction model
JP2007215354A (en) * 2006-02-10 2007-08-23 Meiji Univ Method and processing program for estimating electrical load
JP2008054439A (en) * 2006-08-25 2008-03-06 Toyota Motor Corp Power system
JP2008083971A (en) * 2006-09-27 2008-04-10 Toyohashi Univ Of Technology Method for simulating system having solar generator/wind generator/cogenerator

Cited By (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104408562A (en) * 2014-11-25 2015-03-11 许继集团有限公司 Photovoltaic system generating efficiency comprehensive evaluation method based on BP (back propagation) neural network
CN105701572B (en) * 2016-01-13 2020-11-06 国网甘肃省电力公司电力科学研究院 Photovoltaic short-term output prediction method based on improved Gaussian process regression
CN105701572A (en) * 2016-01-13 2016-06-22 国网甘肃省电力公司电力科学研究院 Photovoltaic short-term output prediction method based on improved Gaussian process regression
KR101856320B1 (en) 2016-05-02 2018-05-09 한국과학기술원 Forecasting apparatus and method of sunlight generation
CN106874950A (en) * 2017-02-13 2017-06-20 云南电网有限责任公司电力科学研究院 A kind of method for identifying and classifying of transient power quality recorder data
JP2019047696A (en) * 2017-09-06 2019-03-22 株式会社東芝 Power system monitoring system, power system monitoring method, and program
CN108631727A (en) * 2018-03-26 2018-10-09 河北工业大学 A kind of solar panel defect identification method based on convolutional neural networks
TWI831814B (en) * 2018-07-19 2024-02-11 加州政府沙加緬度市公用事業部 Techniques for estimating and forecasting solar power generation
US11487994B2 (en) 2018-07-19 2022-11-01 Sacramento Municipal Utility District Techniques for estimating and forecasting solar power generation
WO2020018314A1 (en) * 2018-07-19 2020-01-23 Sacramento Municipal Utility District Techniques for estimating and forecasting solar power generation
CN108985515A (en) * 2018-07-24 2018-12-11 国网河南省电力公司电力科学研究院 A kind of new energy based on independent loops neural network goes out force prediction method and system
CN108985515B (en) * 2018-07-24 2021-11-26 国网河南省电力公司电力科学研究院 New energy output prediction method and system based on independent cyclic neural network
CN109711609A (en) * 2018-12-15 2019-05-03 福州大学 Photovoltaic plant output power predicting method based on wavelet transformation and extreme learning machine
CN109711609B (en) * 2018-12-15 2022-08-12 福州大学 Photovoltaic power station output power prediction method based on wavelet transformation and extreme learning machine
CN109726870A (en) * 2018-12-29 2019-05-07 南通理工学院 A kind of photovoltaic power generation power prediction method based on deep learning
CN109657881A (en) * 2019-01-14 2019-04-19 南京国电南自电网自动化有限公司 A kind of neural network photovoltaic power generation prediction technique and system suitable for small sample
KR102092860B1 (en) * 2019-01-22 2020-03-24 인천대학교 산학협력단 Machine learning based solar power generation prediction apparatus and method that does not use future meteorological forecast data
CN109638892A (en) * 2019-01-25 2019-04-16 合肥工业大学 A kind of photovoltaic plant equivalent modeling method based on improvement fuzzy clustering algorithm
CN109638892B (en) * 2019-01-25 2022-04-26 合肥工业大学 Photovoltaic power station equivalent modeling method based on improved fuzzy clustering algorithm
JP2021523673A (en) * 2019-04-25 2021-09-02 山東大学Shandong University Power prediction method and system for photovoltaic power plants based on grid-connected inverter operation data
CN110163437B (en) * 2019-05-23 2022-05-13 太原理工大学 Day-ahead photovoltaic power generation power prediction method based on DPK-means
CN110163437A (en) * 2019-05-23 2019-08-23 太原理工大学 Day-ahead photovoltaic power generation power prediction method based on DPK-means
JP7272158B2 (en) 2019-07-29 2023-05-12 中国電力株式会社 Power generation output calculation device and power generation output calculation method
JP2021023048A (en) * 2019-07-29 2021-02-18 中国電力株式会社 Power generation output calculation device and power generation output calculation method
JP2021033418A (en) * 2019-08-19 2021-03-01 ファナック株式会社 Machine learning method learning about work process and machine learning device
JP7339063B2 (en) 2019-08-19 2023-09-05 ファナック株式会社 Machine learning program and machine learning device for learning about work processes
CN110675278A (en) * 2019-09-18 2020-01-10 上海电机学院 Photovoltaic power short-term prediction method based on RBF neural network
CN111369070A (en) * 2020-03-13 2020-07-03 西安理工大学 Envelope clustering-based multimode fusion photovoltaic power prediction method
CN111369070B (en) * 2020-03-13 2023-06-27 西安理工大学 Multimode fusion photovoltaic power prediction method based on envelope clustering
CN112181003A (en) * 2020-08-24 2021-01-05 中国神华能源股份有限公司国华电力分公司 Method for controlling unit pressure and electronic equipment
CN112949937A (en) * 2021-03-29 2021-06-11 西安建筑科技大学 Photovoltaic power generation capacity prediction system and method of BP neural network
CN116070728A (en) * 2022-10-25 2023-05-05 国网河北省电力有限公司营销服务中心 Photovoltaic power generation system power generation amount prediction method, device, system and medium
CN116070728B (en) * 2022-10-25 2024-05-07 国网河北省电力有限公司营销服务中心 Photovoltaic power generation system power generation amount prediction method, device, system and medium
CN115912331B (en) * 2022-10-30 2023-09-29 淮阴工学院 Power adjusting method of intelligent wind-solar complementary power generation system
CN115912331A (en) * 2022-10-30 2023-04-04 淮阴工学院 Power adjusting method of intelligent wind-solar hybrid power generation system

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