JP2016073155A - Demand prediction device, demand prediction method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、需要予測装置、需要予測方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a demand prediction apparatus, a demand prediction method, and a program.
電力需要は、温度、湿度などの気象情報と関係があることが知られており、そのため、電力需要の予測は気象予報と密接な関係がある。電力需要を予測する手法として、例えば、気象庁などから配信されるGPV(Grid Point Value)データと観測された気象情報とに基づいて気象予報モデルを作成し、過去の電力需要の実績を参照して、予測された気温、湿度に対応する電力需要を予測する手法がある(特許文献1)。 It is known that power demand is related to weather information such as temperature and humidity. Therefore, power demand prediction is closely related to weather forecast. As a method for predicting power demand, for example, a weather forecast model is created based on GPV (Grid Point Value) data distributed from the Japan Meteorological Agency and observed weather information, and past power demand results are referred to There is a method for predicting power demand corresponding to the predicted temperature and humidity (Patent Document 1).
一般に、GPVデータなどの気象予報情報は、ある日時における1種類の気象条件につき1個の予報値を含むところ、かかる予報情報には、基礎となる予報モデルの不完全性等に起因する誤差が内在するため、予報情報の信頼性は定かではない。そして、予報情報の誤差が大きいと、誤差が需要予測値を算出する過程において蓄積されて、需要予測の精度に大きな影響を及ぼし、引いては予測の信頼度を損なうおそれもある。 In general, weather forecast information such as GPV data includes one forecast value for one type of weather condition at a certain date and time, and such forecast information has an error due to incompleteness of the underlying forecast model. Because it is inherent, the reliability of forecast information is not clear. If the error in the forecast information is large, the error is accumulated in the process of calculating the demand forecast value, greatly affecting the accuracy of the demand forecast, and may possibly impair the reliability of the forecast.
前述した課題を解決する主たる本発明は、電力需要を予測する需要予測装置であって、電力負荷における電力需要と前記電力負荷の位置における気象情報との関係を示す予測式と、前記電力負荷の前記位置における指定の日時についての複数の気象予報値と、に基づいて、前記指定の日時における前記電力負荷の電力需要に関する複数の予測値を算出する需要算出部と、前記複数の予測値の集合における分布に基づいて、予測された電力需要に対する信頼度を決定する信頼度決定部と、を備える。 The main present invention that solves the above-described problem is a demand prediction device that predicts power demand, a prediction formula that shows a relationship between power demand in a power load and weather information at the position of the power load, A demand calculation unit that calculates a plurality of predicted values related to the power demand of the power load at the specified date and time based on a plurality of weather forecast values for the specified date and time at the position; and a set of the plurality of predicted values And a reliability determination unit that determines the reliability of the predicted power demand based on the distribution in FIG.
本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。 Other features of the present invention will become apparent from the accompanying drawings and the description of this specification.
本発明によれば、電力需要に関する予測に、予測の信頼度に関する情報を付加することができる。 According to the present invention, it is possible to add information related to the reliability of prediction to the prediction related to power demand.
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。 At least the following matters will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
===予測装置の適用場面===
以下、図1、図2を参照して、本実施形態における予測装置が適用される典型的な場面を説明する。図1は、本実施形態における予測装置が適用される電力系統を概略的に示し、図2は、予測装置が適用される地域及びメッシュを概略的に示す。
=== Application Scene of Prediction Device ===
Hereinafter, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, a typical scene where the prediction apparatus according to the present embodiment is applied will be described. FIG. 1 schematically shows a power system to which the prediction device according to the present embodiment is applied, and FIG. 2 schematically shows regions and meshes to which the prediction device is applied.
電力系統200は、電力負荷に対して電力を供給するための電力系統であり、図1に示すように、商用電源G、及び、商用電源Gに繋がる電力線にそれぞれ並列に接続された電力負荷R1〜R4を含む。電力負荷R1〜R4は、例えば一般需要家における電力機器(冷暖房装置など)であり、説明の簡略化のため、図2に示すように、所定地域A(例えば日本の中国地方)を区画して形成される複数のメッシュ1〜4にそれぞれ設置されているものとし、予測装置は、このような所定地域Aにおける総需要を予測するものとする。なお、メッシュ1〜4が複数の区域に相当し、後述するアンサンブル予報に対応する領域である。また、電力負荷は各メッシュに1台だけ設置される必要はなく、複数台設けられてもよい。例えばメッシュ1に複数の電力負荷が設置される場合、電力負荷R1は、このような複数の電力負荷を代表して表示されているものとする。
The
図1に示すように、メッシュ1〜4のそれぞれには、測定装置M1〜M4と気象観測装置W1〜W4とが設置されている。測定装置M1〜M4は、電力系統200から電力負荷R1〜R4のそれぞれに供給される電力P1〜P4を測定し、測定信号SM1〜SM4を予測装置100に出力する装置である。また、気象観測装置W1〜W4は、メッシュ1〜4における気象条件(例えば気温、湿度、降水量、日射量)を所定の時間間隔(例えば1時間毎)で観測して、観測信号SW1〜SW4を予測装置100に出力する装置である。
As shown in FIG. 1, measuring devices M <b> 1 to M <b> 4 and weather observation devices W <b> 1 to W <b> 4 are installed in each of the
気象予報装置WFは、アンサンブル予報情報を示す予報信号SWFを出力する装置であり、例えば気象庁に設置される。アンサンブル予報情報には、メッシュ1〜4のそれぞれにおける気温、湿度、降水量、風速、日射量、雲量を示す複数組の予報情報が含まれている。
The weather forecast device WF is a device that outputs a forecast signal SWF indicating ensemble forecast information, and is installed in, for example, the Japan Meteorological Agency. The ensemble forecast information includes a plurality of sets of forecast information indicating the temperature, humidity, precipitation, wind speed, solar radiation, and cloud cover in each of the
予測装置100は、追って詳述するように、測定装置M1〜M4から測定信号SM1〜SM4を、気象観測装置W1〜W4から観測信号SW1〜SW4を、及び気象予報装置WFから予報信号SWFをそれぞれ受信し、これら信号に含まれる情報等に基づいて、メッシュ1〜4及び所定地域Aにおける電力需要を予測する装置である。
As will be described in detail later, the
なお、メッシュ1〜4には、電力負荷R1〜R4に電力を供給するべく、太陽光発電装置(PV)などの分散型電源が設置されていてもよい。この場合、分散型電源によって賄えなかった電力が、電力系統200から電力負荷R1〜R4に供給されることになる。
In addition, in order to supply electric power to electric power load R1-R4, the distributed power sources, such as a solar power generation device (PV), may be installed in the meshes 1-4. In this case, the electric power that could not be covered by the distributed power supply is supplied from the
予測装置100は、例えば、CPU、メモリ、及び補助記憶装置を備えたコンピュータであり、予測装置の有する後述の機能は、コンピュータで実行可能なプログラムによって実行される。
The
===予測装置===
以下、図3、図5〜図9を参照して、本実施形態における予測装置について説明する。図3は、本実施形態における予測装置の機能を示すブロック図であり、図5は気象観測データの一例を、図6は需要実績データの一例を、図7は気象予報データの一例を、図8は需要予測データの一例を、図9は総需要予測データの一例を、それぞれ示す。
=== Prediction device ===
Hereinafter, the prediction apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 5 to 9. FIG. 3 is a block diagram illustrating the function of the prediction apparatus according to the present embodiment, FIG. 5 is an example of weather observation data, FIG. 6 is an example of demand performance data, FIG. 7 is an example of weather forecast data, 8 shows an example of demand forecast data, and FIG. 9 shows an example of total demand forecast data.
<予測装置の概要>
予測装置100は、メッシュ1〜4毎に電力需要を予測する。具体的には、予測装置100は、例えばメッシュ1における電力需要を予測するべく、測定装置M1から測定信号SM1を、気象観測装置W1から観測信号SW1を、気象予報装置WFから予報信号SWFをそれぞれ受信し、これら信号に含まれる情報等に基づいて、電力系統200から電力負荷R1に供給される電力(電力需要)に関する複数の予測値を算出する。メッシュ2〜3についても同様に、予測装置100は、電力系統200から電力負荷R2〜R4に供給される電力(電力需要)に関する複数の予測値をそれぞれ算出する。これが第1算出部の機能に相当する。
<Outline of prediction device>
The
また、予測装置100は、所定地域Aにおける総需要を予測する。具体的には、予測装置100は、メッシュ1〜4のそれぞれについて算出された複数の予測値に基づいて、電力系統200から所定地域A内の電力負荷R1〜R4に供給される電力(総需要)に関する複数の予測値を算出する。これが第2算出部の機能に相当する。
Further, the
予測装置100は更に、算出された複数の予測値の分布に基づいて、予測の信頼度を決定する。これが信頼度決定部の機能に相当する。
The
また、予測装置100は、決定された信頼度に基づいて、所定地域Aにおける総需要の見込み値を決定する。これが見込み値決定部の機能に相当する。
Moreover, the
このような予測装置100は、図3に示すように、送受信部110、記憶部120、予測式導出部130、需要算出部140、及び出力部150を備える。
As shown in FIG. 3, the
<送受信部>
送受信部110は、測定装置M1〜M4、気象観測装置W1〜W4及び気象予報装置WFのそれぞれと有線又は無線で通信を行い、測定信号SM1〜SM4、観測信号SW1〜SW4及び予報信号SWFを受信する。本実施形態において、これらの各信号は、所定の時間間隔でそれぞれの装置から出力されるが、送受信部110からの要求信号に応答して出力されてもよい。
<Transmitter / receiver>
The transmission /
<記憶部>
記憶部120は、気象観測データ記憶領域121、需要実績データ記憶領域122、PV導入データ記憶領域123、予測式記憶領域124、気象予報データ記憶領域125、及び需要予測データ記憶領域126を有する。
<Storage unit>
The
気象観測データ記憶領域121には、気象観測装置W1〜W4から提供された、メッシュ1〜4についての所定の時間間隔毎の気象観測データが記憶されている。本実施形態では、メッシュ毎に、例えば図5に示すような、1時間毎の気温、湿度、降水量及び日射量に関する観測データが記憶されている。
The meteorological observation
需要実績データ記憶領域122には、測定装置M1〜M4から提供された、メッシュ1〜4における所定の時間間隔毎の電力需要に関する測定データ(需要実績データ)が記憶されている。本実施形態では、メッシュ毎に、例えば図6に示すような、1時間毎の需要実績データが記憶されている。
In the demand record
PV導入データ記憶領域123には、メッシュ1〜4における太陽光発電装置の導入量を示す情報(PV導入データ)が、記憶されている。PV導入データは、例えば5MWなどの数値で表される。
In the PV introduction
予測式記憶領域124には、予測式導出部130によってメッシュ1〜4毎に導出された、気象条件と電力需要との関係を示す後述の予測式が記憶される。
The prediction formula storage area 124 stores a prediction formula, which will be described later, indicating the relationship between weather conditions and power demand, which is derived for each
気象予報データ記憶領域125には、気象予報装置WFから提供された、メッシュ1〜4毎の気象予報データが記憶される。本実施形態における気象予報データは、アンサンブル予報データであり、6時間間隔で気象予報装置WFから提供されるものとする。また、数種類あるアンサンブル予報の中でも、日本域を範囲とする週間アンサンブル数値予報が用いられ、00UTC(協定世界時)及び12UTCを初期値とする27つのアンサンブルメンバーの示す気象条件が、現在時刻から264時間先まで予報される。週間アンサンブル数値予報は、例えば、地上における東西及び南北方向の風速、気温、相対湿度、積算降水量、全雲量、海面更正気圧、及び地上気圧に関する予報値を含むが、本実施形態において気象予報データ記憶領域125に記憶されるのは、例えば図7のように、所定日時毎の気温、湿度、降水量及び日射量(雲量)に関する27組の予報データである。無論、風速や気圧などの他の情報が気象予報データ記憶領域125に記憶されてもよい。
The weather forecast
需要予測データ記憶領域126には、需要算出部140の第1算出部によって算出された、メッシュ1〜4毎の電力需要に関する複数の予測値(区域予測値)が記憶される。本実施形態では、メッシュ1〜4毎の電力需要の予測に用いられる気象予報データが図7の例のように所定日時あたり27組あることに対応して、区域予測値は、図8に例示するように所定日時あたり27個ある。メッシュ1〜4毎の電力需要の予測値の算出手順については後述する。
The demand prediction
また、需要予測データ記憶領域126には、需要算出部140の第2算出部によって算出された、所定地域Aにおける総需要に関する複数の予測値(地域予測値)が記憶される。総需要の予測値の算出手順については後述するが、本実施形態では、所定地域Aに4つのメッシュが含まれることに伴い、総需要の予測値は、図9に例示するように、所定日時あたり531,441(27の4乗)個ある。
The demand prediction
<予測式導出部>
予測式導出部130は、気象観測データ記憶領域121に記憶された気象観測データ及び需要実績データ記憶領域122に記憶された需要実績データに基づいて、メッシュ1〜4毎に予測式を導出する。予測式は、後述するように、メッシュ1〜4のそれぞれにおける電力需要を予測するための数式であり、本実施形態では、重回帰分析によって求められる線形回帰方程式として与えられる。
<Prediction formula deriving unit>
The prediction
<需要算出部>
需要算出部140は、メッシュ1〜4毎の電力需要の予測値及び所定地域Aにおける総需要の予測値をそれぞれ算出する部分であり、第1算出部141、第2算出部142、信頼度決定部143、及び見込み値決定部144を含む。第1算出部141は、予測式導出部130で生成された予測式及び気象予報データ記憶領域125に記憶された気象予報データに基づいて、メッシュ1〜4のそれぞれにおける電力需要に関する複数の予測値を算出する。第2算出部142は、第1算出部141によって算出されたメッシュ1〜4の電力需要に関する複数の予測値に基づいて、所定地域Aにおける総需要に関する複数の予測値を算出する。信頼度決定部143は、第2算出部142によって算出された総需要に関する複数の予測値の分布に基づいて、予測の信頼度を決定する。予測値の分布は、例えば算術平均及び標準偏差によって示されてもよいし、あるいは、図10(b)及び(c)のような度数分布図によって与えられてもよい。そして、見込み値決定部144は、信頼度決定部143によって決定された予測の信頼度に基づいて、所定地域Aにおける総需要の見込み値を決定する。なお、メッシュ1〜4における電力需要及び所定地域Aにおける総需要に関する予測値の算出手順、予測の信頼度の決定手順、並びに、総需要の見込み値の決定手順ついては、後述する。
<Demand calculation part>
The
なお、信頼度決定部143は、メッシュ1〜4毎の電力需要に関する複数の予測値の分布に基づいて、メッシュ毎の予測の信頼度を求めてもよく、また、見込み値決定部144は、求められたメッシュ毎の信頼度に基づいて、メッシュ毎の電力需要の見込み値を決定してもよい。
Note that the
<出力部等>
出力部140は、予測装置100に入力された情報を表示したり、予測装置100から出力される情報を表示したりするための部分であり、例えばモニタやプリンタである。予測装置100は、予測装置100に対して情報を入力するためのキーボードを備えてもよい。
<Output unit, etc.>
The
===需要の予測手順===
図4、図10等を参照して、本実施形態における予測装置100で実行される需要の予測手順を説明する。図4は、予測装置100の動作を示すフローチャートである。図10は、(a)総需要の実績値及び複数の予測値の時間変化の一例、(b)ある時刻t1における総需要の予測値の度数分布、及び(c)時刻t1より後(将来)の時刻t2における総需要の予測値の度数分布を示す。
=== Forecasting procedure for demand ===
With reference to FIG. 4, FIG. 10, etc., the forecasting procedure of the demand performed with the
<予測手順の概要>
本実施形態では、説明の便宜上、例えば図5及び図6に示すように、気象観測データ及び需要実績データが1時間毎に気象観測装置W1〜W4及び測定装置M1〜M4からそれぞれ提供され、気象観測データ記憶領域121及び需要実績データ記憶領域122には少なくとも過去1年分のデータが記憶されているものとする。また、図7に例示するように、2014年8月1日0時を現在時刻として、その日時以降(将来)の気象予報を含むアンサンブル予報データが気象予報装置WFから提供されたときに、予測装置100が電力需要を予測する手順を示すこととする。
<Outline of prediction procedure>
In this embodiment, for convenience of explanation, as shown in FIGS. 5 and 6, for example, weather observation data and demand record data are provided from the weather observation devices W1 to W4 and the measurement devices M1 to M4, respectively, every hour. It is assumed that at least the past one year of data is stored in the observation
まず電力需要の予測手順を概略的に説明すると、図4に示すように、ステップS1において、メッシュ1〜4毎に電力需要の予測式を生成し、ステップS2において、メッシュ1〜4毎に、生成された予測式に気象予報値を代入して電力需要に関する複数の予測値を算出する。そして、ステップS3において、算出されたメッシュ1〜4毎の複数の予測値に基づいて、所定地域Aにおける総需要に関する複数の予測値を得る。ステップS4において、総需要に関する複数の予測値の分布を求め、その分布に基づいて、予測された総需要の信頼度を決定し、ステップS5において、決定された信頼度に基づいて総需要の見込み値を決定する。なお、これらの手順は、例えば、気象予報装置WFから新たな気象予報データが提供される度(例えば6時間毎)に実行されてもよい。
以下、ステップS1〜S5を詳細に説明する。
First, the power demand prediction procedure will be schematically described. As shown in FIG. 4, in step S1, a prediction formula for power demand is generated for each
Hereinafter, steps S1 to S5 will be described in detail.
<予測式の生成>
図4のステップS1における予測式の生成は、予測式導出部130によって実行される。
<Generation of prediction formula>
The generation of the prediction formula in step S1 of FIG. 4 is executed by the prediction
予測式導出部130は、メッシュ1〜4毎に、過去の所定期間(例えば現在から過去1年間)における気象観測値と、PV導入データと、過去の所定期間の需要実績値と、に基づいて、これらの各値の関係を表す予測式を導出する。
The prediction
具体的には、メッシュごとの予測式を得るべく、まず予測式導出部130は、気象観測データ記憶領域121から、メッシュ1における過去の所定期間の気象観測データ(例えば気温、湿度、降水量、日射量(雲量);図5参照)を取得するとともに、需要実績データ記憶領域122から過去の所定期間の需要実績データを取得する。併せて、予測式導出部130は、PV導入データ記憶領域123からPV導入データを呼び出す。
Specifically, in order to obtain a prediction formula for each mesh, first, the prediction
そして、予測式導出部130は、取得した気象観測データ、PV導入データ、及び需要実績値に基づいて重回帰分析を実行し、これらの各値の関係を表す予測式を求める。予測式は、例えば、次の式(1)に示される線形回帰方程式で与えられ、予測式導出部130は、最小二乗法を用いてこの予測式を導出してもよい。
Y=a+b・X1+c・X2+d・X3+e・X4・PV (1)
ここで、X1は気温を、X2は湿度を、X3は降水量を、X4は日射量を、それぞれ示す回帰変数であり、Yは需要実績値を示す被回帰変数である。また、a〜eは回帰パラメータであり、上述のとおり最小二乗法によって決定され得る。PVはサイト1〜4毎のPV導入データに基づく定数である。該当するサイトに太陽光発電装置が導入されていない場合、PV=0である。
And the prediction formula derivation | leading-out
Y = a + b · X 1 + c ·
Here, X 1 is an air temperature, X 2 is a humidity, X 3 is a precipitation variable, X 4 is a solar radiation amount, and Y is a regression variable indicating a demand actual value. Further, a to e are regression parameters and can be determined by the least square method as described above. PV is a constant based on PV introduction data for each of
このようにして式(1)の回帰パラメータa〜eが決定されると、メッシュ1における電力需要の予測式が決まり、予測式記憶領域124に記憶される。そして、予測式導出部130は、メッシュ2〜4の全てについて電力需要の予測式を導出するまで、上述した手順を繰り返す。
When the regression parameters a to e of the formula (1) are determined in this way, a prediction formula for power demand in the
このようにして導出された予測式の回帰変数X1〜X4に気象予報データを代入することにより、次のステップS2において、メッシュ1〜4毎に電力需要の予測値(Y)を求めることができるようになる。また、メッシュ1〜4毎に予測式を生成することで、メッシュ1〜4に固有の状況を考慮した電力需要の予測が可能になり、予測精度が向上する。
By substituting the weather forecast data into the regression variables X 1 to X 4 of the prediction formula thus derived, the predicted value (Y) of the power demand is obtained for each
なお、予測式の導出にあたり、時間帯、曜日、休日・平日の別、特異日などを考慮してもよい。例えば、電力需要は、一般に、1日のうち昼間帯に増加し、夜間帯に減少する傾向にある。同じ時間帯でも、特定の曜日に需要が増大又は減少することが知られているし、また、休日の電力需要は、平日よりの電力需要よりも減少する傾向を示す。よって、例えば、得られた回帰式(1)の右辺に、時間帯や特定日による需要の増減を反映させる項を追加することが考えられる。このように時間帯や特定日を考慮して予測式を生成することで、電力需要の予測精度が向上する。 In deriving the prediction formula, time zone, day of the week, holiday / weekday distinction, special day, etc. may be considered. For example, electric power demand generally tends to increase during the daytime during the day and decrease during the nighttime. Even during the same time period, it is known that demand increases or decreases on a specific day of the week, and holiday power demand tends to decrease more than power demand on weekdays. Therefore, for example, it is conceivable to add a term that reflects the increase or decrease in demand due to a time zone or a specific day to the right side of the obtained regression equation (1). Thus, the prediction accuracy of electric power demand improves by generating a prediction formula in consideration of a time zone and a specific day.
<メッシュ毎の電力需要の予測値の算出>
予測式が導出されると、ステップS2において、導出された予測式に気象予報データを適用することで、メッシュ1〜4のそれぞれについて将来の電力需要の予測値が算出される。このような予測値の算出は、需要算出部140の第1算出部141によって実行される。
<Calculation of predicted power demand for each mesh>
When the prediction formula is derived, in step S2, the forecast value of the future power demand is calculated for each of the
具体的には、第1算出部141はまず、気象予報データ記憶領域125に記憶されているメッシュ1の気象予報データを取得する。かかる気象予報データは、上述したとおりアンサンブル予報に基づく数値データであり、1つのメッシュにおける特定日時の気象条件が、27組の数値の集合として与えられる。本実施形態では、図7に例示するように、現在時刻(2014年8月1日0時)以降の1時間毎の、気温、湿度、降水量及び日射量(雲量)に関する27組の予報値が、予測値の算出のために用いられるべく、気象予報データ記憶領域125に記憶されている。
Specifically, the
次いで、第1算出部141は、指定日時における27組の予報値を予測式(1)に適用し、この日時におけるメッシュ1の電力需要に関する複数の予測値を求める。これら複数の予測値は、アンサンブル予報値が27組あることに伴い、1つのメッシュの1つの日時につき27個算出される。
Next, the
このようにして指定日時におけるメッシュ1の電力需要の予測値を得た後、指定日時を2014年8月1日1時、同日2時・・・、同年同月2日0時・・・のように将来に向かって所定の時間間隔(本実施形態では1時間)だけ変更して、上述した手順を繰返し行う。このような手順を繰り返すことにより、第1算出部141は、メッシュ1における電力需要を数十時間先まで予測する。このようにして予測された、メッシュ1での電力需要に関する将来の数十時間に亘る予測値は、需要予測データ記憶領域126に記憶される。なお、メッシュ1における電力需要の予測結果は、例えば図8のデータテーブルのようになる。
After obtaining the predicted value of electricity demand of the
そして、第1算出部141は、メッシュ2〜4の全てについて電力需要の予測値を算出するまで上述の手順を繰り返し、これによりステップS2が終了してステップS3に移る。なお、このようにして算出されたメッシュ1〜4毎の予測値は、出力部150を介して出力されてもよい。
And the
<所定地域の総需要の予測値の算出>
メッシュ1〜4毎に将来の電力需要の予測値が算出されると、ステップS3において、所定地域Aにおける将来の総需要に関する複数の予測値が算出される。このような将来の総需要の予測値の算出は、需要算出部140の第2算出部142によって実行される。
<Calculation of the forecast value of total demand in a given area>
When the predicted value of the future power demand is calculated for each of the
将来の総需要の予測値は、本実施形態では、指定日時(2014年8月1日0時)におけるメッシュ1〜4の電力需要の予測値に基づいて算出される。本実施形態において、指定日時における予測値は、メッシュ1〜4それぞれにつき27個あるところ、第2算出部142は、メッシュ1〜4のそれぞれから任意の1つの予測値を選択し、選択されたメッシュ1〜4の予測値の和をとって総需要の1つの予測値とする。そして、第2算出部142は、同様の作業を、メッシュ1〜4の予測値における全ての組合せについて行う。そうすると、本実施形態において所定地域Aは4つのメッシュを含み、また、各メッシュにおける指定日時の予測値は27個ずつあるから、上記の組合せは27の4乗(531,441)通りあることになる。したがって、上述の作業によって総需要の予測値は27の4乗(531,441)個だけ算出されることになる。
In the present embodiment, the predicted value of the future total demand is calculated based on the predicted value of the power demand of the
一般的に、所定地域Aにメッシュの数がnだけあり、かつ、各メッシュにつき特定の日時に対してm組の気象予報値が与えられる(したがって各メッシュにおける電力需要の予測値はm個)と、第2算出部142が算出する総需要の予測値は、1つの日時につきmのn乗個である。本実施形態では、説明の簡略化のため、メッシュを4つとしているが、所定区域Aがより多くのメッシュを含む場合、ステップS3において算出される総需要の予測値の数は増加する。
In general, there are n meshes in a predetermined area A, and m sets of weather forecast values are given for a specific date and time for each mesh (thus, m power demand prediction values in each mesh). The predicted value of the total demand calculated by the
このようにして指定日時における総需要の複数の予測値を算出すると、第2算出部142は、指定日時を2014年8月1日1時、同日2時・・・、同年同月2日0時・・・のように将来に向かって所定の時間間隔(本実施形態では1時間)だけ変更し、同様の計算を繰り返す。このような計算を繰り返すことにより、第2算出部142は、所定地域Aにおける総需要を数十時間先まで算出する。そして、このようにして算出された、所定地域Aの総需要に関する数十時間に亘る予測値は、需要予測データ記憶領域126に記憶される。また、総需要の予測結果は、例えば図9のデータテーブルのようになる。そして、第2算出部142が総需要を数十時間先まで算出すると、ステップS3は終了し、ステップS4に移行する。
When the plurality of predicted values of the total demand at the specified date and time are calculated in this way, the
このようにメッシュ1〜4のそれぞれから選択された1つの予測値の和を全ての組合せについて算出して総需要の予測値とすることで、各メッシュについての個々の予測値に内在する誤差が互いに打ち消されることが期待される。よって、予測値が1つの日時について1つだけである場合と比較して、気象リスクを考慮した電力需要の予測が可能となるとともに、予測に対する信頼度が向上する。このことは、所定地域Aにおける発電計画の効率的かつ安定的な運用に資する。
Thus, by calculating the sum of one predicted value selected from each of the
なお、ステップS3において算出された将来の一定期間に及ぶ総需要のグラフは、概ね図10(a)の例のように示される。つまり、横軸を時間軸、縦軸を総需要として実績値及び複数の予測値(ただし、アンサンブルメンバー毎の時間変化を示すべく、同じメンバーの異なる時刻における予測値は直線で結ばれている)をプロットしたグラフは、現在時刻t0からt1,t2へと将来に向かって時間が進行するにつれて、予測値のばらつき(分散度)が大きくなる一般的傾向を示している。このことは、図10(b),(c)に示すように、図10(a)の時刻t1,t2における総需要の予測値の度数分布図(ヒストグラム)の様子からも理解される。なお、図10(a)における現在時刻t0より左側の曲線は、過去の需要実績を示している。図10に示されるグラフは、出力部150を介してモニタ等に出力されてもよい。
In addition, the graph of the total demand over the fixed period in the future calculated in step S3 is generally shown as in the example of FIG. In other words, the horizontal axis is the time axis and the vertical axis is the total demand, and the actual value and multiple predicted values (however, the predicted values of the same member at different times are connected with a straight line to show the time change for each ensemble member) Is a general tendency that the variation (dispersion degree) of the predicted value increases as time progresses from the current time t0 to t1 and t2 toward the future. This can be understood from the state of the frequency distribution diagram (histogram) of the predicted value of the total demand at the times t1 and t2 in FIG. 10 (a) as shown in FIGS. 10 (b) and 10 (c). In addition, the curve on the left side from the current time t0 in FIG. The graph shown in FIG. 10 may be output to a monitor or the like via the
なお、指定日時における総需要の予測値を算出するためのメッシュ1〜4の予測値の組合せは、後述する予測の信頼度が保たれる限り、部分的に省略されてもよい。
Note that the combination of the predicted values of the
<信頼度の決定>
将来の総需要に関する複数の予測値が算出されると、ステップS4において、予測の信頼度が決定される。このような信頼度の決定は、需要算出部140の信頼度決定部143によって実行される。
<Decision of reliability>
When a plurality of predicted values related to future total demand are calculated, the reliability of the prediction is determined in step S4. Such determination of reliability is executed by the
予測の信頼度は、指定日時(2014年8月1日0時)における総需要の予測値の分布に基づいて決定される。本実施形態において、指定日時における総需要の予測値は27の4乗個あり、まず信頼度決定部143は、このような総需要の予測値について算術平均と標準偏差を求める。本実施形態では、標準偏差の値と信頼度との対応関係を示す対応表は予め設定されているものとし、信頼度決定部143は、このような対応表を参照して、予測に対する信頼度を決定する。標準偏差の値と信頼度との対応関係は、例えば、標準偏差の値が0から大きくなるにつれて、Aランク(信頼度:高)、Bランク(信頼度:中)、及びCランク(信頼度:低)のように分類される。
The reliability of the prediction is determined based on the distribution of the predicted value of the total demand at the specified date and time (August 1, 2014 at 0:00). In the present embodiment, the predicted value of total demand at the specified date and time is 27 to the fourth power. First, the
このようにして指定日時について予測の信頼度を決定すると、信頼度決定部143は、指定日時を2014年8月1日1時、同日2時・・・、同年同月2日0時・・・のように将来に向かって所定の時間間隔(本実施形態では1時間)だけ変更し、その日時における予測の信頼度を決定する手順を繰り返す。そして、このような信頼度の決定手順を繰り返すことにより、信頼度決定部143は、所定地域Aにおける総需要の予測に対する信頼度を数十時間先まで決定し、これによってステップS4は終了する。
When the prediction reliability is determined for the specified date and time in this way, the
このようにして総需要の予測に対する信頼度の情報を得ることで、後述する総需要の見込み値の精度が向上する。 Thus, the accuracy of the expected value of the total demand to be described later is improved by obtaining the reliability information for the prediction of the total demand.
なお、予測の信頼度は、図10(b),(c)のようなヒストグラムの特徴(中央付近の高さや裾の広がり具合)に基づいて決定されてもよい。 Note that the reliability of prediction may be determined based on the characteristics of the histogram (the height near the center and the extent of the skirt) as shown in FIGS.
<総需要の見込み値の決定>
ステップS4において信頼度が決定されると、ステップS5において、所定地域Aにおける総需要の見込み値が決定される。総需要の見込み値の決定は、需要算出部140の見込み値決定部144によって実行される。
<Determination of total demand forecast>
When the reliability is determined in step S4, the expected value of the total demand in the predetermined area A is determined in step S5. The determination of the expected value of the total demand is executed by the expected
総需要の見込み値は、指定日時(2014年8月1日0時)における予測の信頼度に基づいて決定される。例えば、見込み値決定部144は、指定日時における信頼度がランクA(信頼度:高)であると、その日時における総需要の予測値の平均値から5%増しで総需要を見込み、信頼度がランクB(信頼度:中)であると、平均値から10%増しで総需要を見込み、また、信頼度がランクC(信頼度:低)であると、平均値から30%増しで総需要を見込む。あるいは、見込み値決定部144は、A,B,Cの各ランクに応じて、全ての予測値のうち55パーセンタイル(中央値)、60パーセンタイル、70パーセンタイルに該当する予測値を、総需要の見込み値として決定してもよい。他の方法として、見込み値を範囲(区間)で定めてもよく、見込み値決定部144は、例えば平均値(μ)と標準偏差(σ)とを用いて、−(μ+3σ)以上+(μ+3σ)以下の範囲を総需要の見込み値として決定してもよい。更には、見込み値決定部144は、統計学における区間推定の考え方に基づき、例えば信頼係数95%に対する信頼区間を総需要の見込み値としてもよい。
The expected value of the total demand is determined based on the reliability of the prediction at the designated date and time (August 1, 2014 at 0:00). For example, if the reliability at the designated date and time is rank A (reliability: high), the expected
このようにして指定日時における総需要の見込み値を決定すると、見込み値決定部144は、指定日時を2014年8月1日1時、同日2時・・・、同年同月2日0時・・・のように将来に向かって所定の時間間隔(本実施形態では1時間)だけ変更し、その日時における総需要の見込み値を決定する手順を繰り返す。そして、このような見込み値の決定手順を繰り返すことにより、見込み値決定部144は、所定地域Aにおける総需要の見込み値を数十時間先まで決定し、これによってステップS5は終了する。
When the estimated value of the total demand at the specified date and time is determined in this way, the estimated
このようにして信頼度に基づいて総需要の見込み値を得ることで、予測の精度が向上し、発電計画の効率的かつ安定的な運用が可能となる。 Thus, by obtaining the estimated value of the total demand based on the reliability, the accuracy of the prediction is improved, and the power generation plan can be operated efficiently and stably.
前述したとおり、需要算出部140は、電力負荷R1〜R4における電力需要と電力負荷R1〜R4の位置における気象情報との関係を示す予測式と、電力負荷R1〜R4の位置における指定の日時についての複数の気象予報値と、に基づいて、指定の日時における電力負荷R1〜R4の電力需要に関する複数の予測値を算出する。信頼度決定部143は、複数の予測値における分布に基づいて、予測された電力需要に対する信頼度を決定する。よって、電力需要に関する予測に、予測の信頼度に関する情報を付加することができる。このことは、メッシュ1〜4及び所定地域Aにおける発電計画の効率的かつ安定的な運用に資する。
As described above, the
また、見込み値決定部144が信頼度に基づいて電力需要の見込み値を決定することで、予測の精度が向上するとともに、気象リスクを考慮した電力需要の予測が可能となる。
Further, the expected
また、予測式導出部130が、過去の所定期間における気象観測情報と、過去の所定期間における電力需要の実績値と、に基づいて、予測式を生成することで、メッシュ1〜4に固有の状況を考慮した電力需要の予測が可能になり、予測精度が向上する。
In addition, the prediction
電力負荷R1〜R4は、所定地域Aにおけるメッシュ1〜4(複数区域)内にそれぞれ設けられ、需要算出部140は、第1算出部141と第2算出部142とを備えることが好ましい。第1算出部141は、メッシュ1〜4毎に電力需要に関する複数の区域予測値を算出し、第2算出部142は、メッシュ1〜4毎に算出された複数の区域予測値に基づいて、所定地域Aにおける総電力需要に関する複数の地域予測値を算出し、そして、信頼度決定部143は、複数の地域予測値の分布に基づいて、予測された総需要に対する信頼度を決定する。このように複数の地域予測値を算出することで、気象リスクを考慮した所定地域Aの総需要の予測が可能となるとともに、予測に対する信頼度が向上する。このことは、所定地域Aにおける発電計画の効率的かつ安定的な運用に資する。
It is preferable that the power loads R1 to R4 are respectively provided in the
複数の地域予測値のそれぞれは、メッシュ1〜4毎に算出された複数の区域予測値のうち任意の1つを、全てのメッシュにわたって加算した総和であることが好ましい。このような総和を求めることにより、メッシュ1〜4毎の予測値に含まれる誤差が互いに打ち消されることが期待されるため、気象リスクを考慮した総需要の予測が可能となるとともに、予測の信頼度が向上する。
Each of the plurality of regional prediction values is preferably a sum obtained by adding any one of the plurality of regional prediction values calculated for each of the
また、予測値の分布が算術平均及び標準偏差によって示されることで、予測値のばらつきが数値により表され、客観的で信頼度の高い需要予測が可能となる。 Further, since the distribution of the predicted values is indicated by the arithmetic mean and the standard deviation, the variation of the predicted values is expressed by numerical values, and an objective and highly reliable demand prediction is possible.
また、複数の気象予報値がアンサンブル予報に基づく値であることによって、予報値のばらつき具合が電力需要の予測値に反映されるため、信頼性を加味した電力需要の予測が可能となる。 In addition, since the plurality of weather forecast values are values based on the ensemble forecast, the degree of variation in the forecast values is reflected in the forecast value of the power demand, so that it is possible to predict the power demand in consideration of reliability.
また、複数の気象予報値が気温、湿度、風速、降水量、日射量及び雲量のうち少なくとも一種類に関する複数の予報値を含むことにより、これら気象条件と密接に関係するとされる電力需要を精度よく予測することができるとともに、予測の信頼度を得ることもできる。 In addition, since multiple weather forecast values include multiple forecast values related to at least one of temperature, humidity, wind speed, precipitation, solar radiation, and cloud cover, the power demand that is closely related to these weather conditions can be accurately As well as being able to predict well, the reliability of the prediction can also be obtained.
なお、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。 In addition, the said embodiment is for making an understanding of this invention easy, and is not for limiting and interpreting this invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes equivalents thereof.
100 予測装置
110 送受信部
120 記憶部
130 予測式導出部
140 需要算出部
R1〜R4 電力負荷
M1〜M4 測定装置
W1〜W4 気象観測装置
WF 気象予報装置
DESCRIPTION OF
Claims (10)
電力負荷における電力需要と前記電力負荷の位置における気象情報との関係を示す予測式と、前記電力負荷の前記位置における指定の日時についての複数の気象予報値と、に基づいて、前記指定の日時における前記電力負荷の電力需要に関する複数の予測値を算出する需要算出部と、
前記複数の予測値における分布に基づいて、予測された電力需要に対する信頼度を決定する信頼度決定部と、
を備えることを特徴とする需要予測装置。 A demand prediction device for predicting power demand,
Based on a prediction formula indicating a relationship between power demand in the power load and weather information at the position of the power load, and a plurality of weather forecast values for the specified date and time at the position of the power load, the specified date and time A demand calculation unit for calculating a plurality of predicted values related to the power demand of the power load at
A reliability determination unit that determines the reliability of the predicted power demand based on the distribution of the plurality of predicted values;
A demand prediction apparatus comprising:
前記需要算出部は、
前記複数区域毎に電力需要に関する複数の区域予測値を算出する第1算出部と、
前記複数区域毎に算出された前記複数の区域予測値に基づいて、前記所定地域における総電力需要に関する複数の地域予測値を算出する第2算出部と、
を備え、
前記信頼度決定部は、前記複数の地域予測値の分布に基づいて、予測された総需要に対する信頼度を決定する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の需要予測装置。 The power load is provided in each of a plurality of areas in a predetermined area,
The demand calculation unit
A first calculation unit that calculates a plurality of predicted area values related to power demand for each of the plurality of areas;
A second calculation unit that calculates a plurality of regional prediction values related to total power demand in the predetermined region based on the plurality of regional prediction values calculated for each of the plurality of regions;
With
The said reliability determination part determines the reliability with respect to the estimated total demand based on distribution of these several regional prediction values. The demand prediction apparatus in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の需要予測装置。 The plurality of weather forecast values include a plurality of forecast values related to at least one of temperature, humidity, wind speed, precipitation, solar radiation, and cloud cover,
The demand prediction device according to any one of claims 1 to 7, wherein
電力負荷における電力需要と前記電力負荷の位置における気象情報との関係を示す予測式と、前記電力負荷の前記位置における指定の日時についての複数の気象予報値と、に基づいて、前記指定の日時における前記電力負荷の電力需要に関する複数の予測値を算出し、
前記複数の予測値における分布に基づいて、予測された電力需要に対する信頼度を決定する、
ことを特徴とする需要予測方法。 A demand prediction method for predicting power demand,
Based on a prediction formula indicating a relationship between power demand in the power load and weather information at the position of the power load, and a plurality of weather forecast values for the specified date and time at the position of the power load, the specified date and time Calculating a plurality of predicted values related to the power demand of the power load at
Determining a confidence level for the predicted power demand based on the distribution in the plurality of predicted values;
Demand forecasting method characterized by this.
電力負荷における電力需要と前記電力負荷の位置における気象情報との関係を示す予測式と、前記電力負荷の前記位置における指定の日時についての複数の気象予報値と、に基づいて、前記指定の日時における前記電力負荷の電力需要に関する複数の予測値を算出する機能と、
前記複数の予測値における分布に基づいて、予測された電力需要に対する信頼度を決定する機能と、
を実行させるプログラム。
In a demand forecasting device that forecasts power demand,
Based on a prediction formula indicating a relationship between power demand in the power load and weather information at the position of the power load, and a plurality of weather forecast values for the specified date and time at the position of the power load, the specified date and time A function of calculating a plurality of predicted values related to the power demand of the power load at
A function of determining reliability for the predicted power demand based on the distribution in the plurality of predicted values;
A program that executes
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