JP2018110016A - Wholesale power price prediction system and wholesale power price prediction method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、卸電力価格予測システムに関する。 The present invention relates to a wholesale power price prediction system.
近年、卸電力取引市場において多数の参加者により価格を決定する電力取引の拡大が期待されている。各参加者は、円滑な取引のために卸電力取引市場の価格推移を予測できることが望ましい。 In recent years, in the wholesale power trading market, the expansion of power trading in which prices are determined by a large number of participants is expected. It is desirable for each participant to be able to predict the price transition of the wholesale power trading market for smooth trading.
卸電力取引市場における将来の価格推移を予測する技術が知られている。 Technologies for predicting future price trends in the wholesale power trading market are known.
特許文献1によれば、過去に観測された電力需要の時系列情報を、周期的に発生する変動と、ランダムに発生する変動とに分解して、各変動の予測値を合成することにより電力需要の予測値を計算し、電力需要の予測値に特定の係数を乗じて定数を加算することにより、卸電力価格の予測値を計算することが可能であると記載されている。
According to
また、特許文献2によれば、卸電力価格の履歴情報と、予め設定した説明変数(曜日、気温、原油価格)の履歴情報に基づき重回帰モデルを同定し、同定した重回帰モデルを用いて、卸電力価格の予測値を計算することが可能であると記載されている。
Further, according to
しかしながら、従来の技術では、予め設定した説明変数が卸電力価格を変動させる支配要因でない時、また、予め設定した説明変数以外に支配要因が存在する時等、予測方式が適切でない場合に、予測精度が低下する。例えば、説明できない要因によって突発的に価格が急変した場合は、予測精度が大幅に低下する。 However, in the conventional technology, when the explanatory variable set in advance is not the dominant factor that fluctuates the wholesale power price, or when there is a dominant factor other than the preset explanatory variable, etc. Accuracy is reduced. For example, when the price suddenly changes due to a factor that cannot be explained, the prediction accuracy is greatly reduced.
本発明は以上の点を考慮してなされたものであり、卸電力価格の予測精度を向上させることを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above points, and an object thereof is to improve the prediction accuracy of wholesale power prices.
上記課題を解決するために、本発明の一態様である卸電力価格予測システムは、予測対象日の卸電力価格を予測する卸電力価格予測システムであって、前記予測対象日より過去の複数の観測日の夫々に観測された時系列の卸電力価格である時系列実績値を記憶し、前記複数の観測日に対応するクラスタを示す分類情報を記憶し、卸電力価格に影響を与える属性について、前記予測対象日における前記属性の予測値である属性予測値を記憶し、前記属性と前記複数のクラスタの関係を示す決定木を記憶し、前記複数のクラスタと予め定められた複数の予測方式との関係を示す予測方式切替情報を記憶する記憶部と、前記属性予測値及び前記決定木に基づいて、前記複数のクラスタの中から、前記属性予測値に対応する対象クラスタを選択し、前記対象クラスタ及び前記予測方式切替情報に基づいて、前記複数の予測方式の中から一つの特定予測方式を選択し、前記特定予測方式を用いて、前記複数の観測日の時系列実績値から、前記予測対象日の時系列の卸電力価格を時系列予測値として算出する算出部と、を備える。 In order to solve the above-described problem, a wholesale power price prediction system according to an aspect of the present invention is a wholesale power price prediction system that predicts a wholesale power price on a prediction target date, and a plurality of past power price predictions from the prediction target date. About time-series wholesale power price observed on each observation date, time series actual value is stored, classification information indicating clusters corresponding to the plurality of observation days is stored, and attributes affecting wholesale power price Storing an attribute prediction value which is a prediction value of the attribute on the prediction target date, storing a decision tree indicating a relationship between the attribute and the plurality of clusters, and a plurality of predetermined prediction methods with the plurality of clusters Based on the attribute prediction value and the decision tree, a target cluster corresponding to the attribute prediction value is selected from the plurality of clusters based on the attribute prediction value and the decision tree. Based on the target cluster and the prediction method switching information, one specific prediction method is selected from the plurality of prediction methods, and using the specific prediction method, the time series actual values of the plurality of observation days, A calculation unit that calculates a time-series wholesale power price of the prediction target date as a time-series predicted value.
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(1)全体構成 (1) Overall configuration
図1は、本発明の実施形態の電力取引システム4の構成を示す。
FIG. 1 shows a configuration of a
電力取引システム4は、取引参加者が電力取引市場において他の取引参加者と電力取引を行うためのシステムである。電力取引システム4は、取引参加者により用いられる取引参加者システム1、取引市場運用者により用いられる取引市場運用者システム2、外部情報管理者により用いられる外部情報管理者システム3を含む。
The
取引参加者は、電力小売事業者や電力アグリゲータなど、電力取引市場において電力取引を行う事業者である。取引参加者システム1は、卸電力価格予測システム6、情報入出力端末13を含む。卸電力価格予測システム6は、価格情報管理装置10、外部情報管理装置11、価格情報予測装置12を含む。
Trading participants are businesses that conduct power transactions in the power trading market, such as power retailers and power aggregators. The
取引市場運用者は、取引参加者が電力取引を行うために必要な情報を管理する事業者である。取引市場運用者システム2は、電力取引市場における価格情報を配信するための価格情報配信端末20を含む。
A trade market operator is a business operator that manages information necessary for trading participants to conduct power trading. The transaction
外部情報管理者は、卸電力価格の変動要因となり得る気象情報や経済情報などの外部情報を管理する事業者である。外部情報管理者システム3は、外部情報を配信するための外部情報配信端末30を含む。
The external information manager is a company that manages external information such as weather information and economic information that can cause fluctuations in the wholesale power price. The external
図2は、卸電力価格予測システム6の機能構成を示す。
FIG. 2 shows a functional configuration of the wholesale power
価格情報管理装置10は、情報入出力部100、価格分類部101、決定木作成部102、予測方式切替情報作成部106、価格情報記憶部103、価格分類情報記憶部104、決定木情報記憶部105、予測方式切替情報記憶部107を含む。情報入出力部100は、価格情報配信端末20から価格情報103Aを取得し、価格情報記憶部103へ保存する。価格情報103Aは、各観測日における卸電力価格の時系列情報を含む。価格分類部101は、価格情報103Aに基づいて、価格分類情報104Aを作成し、価格分類情報記憶部104へ保存する。価格分類情報104Aは、各観測日における卸電力価格の時系列情報に対するクラスタ番号を含む。決定木作成部102は、価格分類情報104Aと外部情報111Aに基づいて、決定木情報105Aを作成し、決定木情報記憶部105へ保存する。決定木情報105Aは、外部情報111Aからクラスタ番号を決定するための決定木を示す。予測方式切替情報作成部106は、価格情報103Aと価格分類情報104Aと外部情報111Aに基づいて、予測方式切替情報107Aを作成し、予測方式切替情報記憶部107へ保存する。予測方式切替情報107Aは、クラスタ番号から予測方式を決定するための切替情報を示す。
The price
決定木を作成する際、決定木作成部102は、まず決定木のリーフに対して卸電力価格の時系列情報を対応付け、次いで各時系列情報をクラスタ番号に置き換えることにより、決定木のリーフとクラスタ番号を対応付ける。本実施形態の図9は、決定木の末端ノード(リーフ)に対応して1つのクラスタ番号が対応されている形態を示した。本形態のほかに、図10のように、決定木の末端ノードに対して、複数のクラスタ番号が対応付けられるようにしても良い。この場合ノード(属性に対応、特にリーフにおいてはクラスタ番号に対応)と枝(属性の値に対応)で構成される決定木が、十分な数の属性から構成できず、一意にリーフがクラスタ番号と対応しない場合においても、適切な処理が行える。
When creating the decision tree, the decision
外部情報管理装置11は、情報入出力部110、外部情報記憶部111を含む。情報入出力部110は、外部情報配信端末30より外部情報111Aを取得し、外部情報記憶部111へ保存する。外部情報111Aは、各観測日における気象情報や経済情報などを含む。
The external
価格情報予測装置12は、情報入出力部120、クラスタ決定部121、予測方式切替部122、価格予測部123、価格予測情報記憶部124を含む。クラスタ決定部121は、決定木情報105Aと外部情報111Aに基づいて、予測対象日における卸電力価格の時系列情報に対するクラスタ番号を決定する。予測方式切替部122は、決定したクラスタ番号と予測方式切替情報107Aに基づいて、予測対象日における卸電力価格の時系列情報を予測するための予測方式を決定する。価格予測部123は、決定した予測方式と価格情報103Aと外部情報111Aに基づいて、価格予測情報124Aを作成し、価格予測情報記憶部124へ保存する。価格予測情報124Aは、予測対象日における卸電力価格の時系列情報を含む。情報入出力部120は、価格予測情報124Aや、価格予測情報124Aに含まれる予測対象日の卸電力価格の時系列情報の波形等を示す画面を、図3で示される出力装置1203、情報入出力端末13等の表示装置に表示させる。
The price
本発明は本実施形態に限定されるものではない。決定木のリーフに対して複数のクラスタ番号が対応付けられるケースでは、図7を用いて各々のクラスタ番号に対応づく予測方式を仮選択した後にそのいずれかの予測方式を最終選択するようにして良い。このときは、複数の予測方式の中で、クラスタ番号に対応づくクラスタに分類されている価格時系列の個数が最大のクラスタのクラスタ番号に対応づく予測方式を最終選択する。さらに、別の実施形態ではより簡易な方法として、予測方式切替部122は、予測方式切替情報107Aの代わりに、夜昼、月番号(1,2,...,12)、時間帯(例えば、日没付近の時間帯)といった時間情報により、予測方式を切り替えても良い。また季節や天候といった気候情報により予測方式を切り替えても良い。また、直前の時間帯において、もっとも推定精度の高かった予測方式を選択するようにしても良い。
The present invention is not limited to this embodiment. In the case where a plurality of cluster numbers are associated with a leaf of a decision tree, a prediction method corresponding to each cluster number is temporarily selected using FIG. 7, and then one of the prediction methods is finally selected. good. At this time, the prediction method corresponding to the cluster number of the cluster having the largest number of price time series classified into the cluster corresponding to the cluster number is finally selected from the plurality of prediction methods. Furthermore, in another embodiment, as a simpler method, the prediction
(2)内部構成 (2) Internal configuration
図3は、卸電力価格予測システム6の構成を示す。
FIG. 3 shows the configuration of the wholesale power
価格情報管理装置10は、CPU(central processing unit)1001、入力装置1002、出力装置1003、通信装置1004、記憶装置1000を含む。価格情報管理装置10は、例えば、サーバ装置やPC(personal computer)などの情報処理装置である。
The price
入力装置1002は、キーボード、マウス等を含む。出力装置1003は、ディスプレイ、プリンタ等を含む。通信装置1004は、LAN(local area network)やUSB(universal serial bus)などの有線もしくは無線のネットワーク5に接続されるインターフェースデバイスである。記憶装置1000は、RAM(random access memory)やROM(read only memory)などの半導体メモリや、HDD(hard disk drive)等である。
The
記憶装置1000には、情報入出力部100、価格分類部101、決定木作成部102、予測方式切替情報作成部106などのためのコンピュータプログラムが格納されている。CPU1001がこれらのコンピュータプログラムに従って動作することにより、情報入出力部100、価格分類部101、決定木作成部102、予測方式切替情報作成部106を実現する。
The storage device 1000 stores computer programs for the information input /
情報入出力部100は、価格情報記憶部103に対して、価格情報103Aの登録または削除を行うプログラムである。
The information input /
価格分類部101は、価格情報配信端末20より取得した価格情報103Aから、過去に観測された卸電力価格の時系列情報を取得し、取得した卸電力価格の時系列情報の概形に応じて卸電力価格の時系列情報を分類して複数のクラスタを作成するプログラムである。
The
決定木作成部102は、外部情報配信端末30より取得した外部情報111Aから、過去に観測された外部情報を取得し、価格分類部101が作成したクラスタに基づいて外部情報からクラスタを決定するための決定木を作成するプログラムである。
The decision
予測方式切替情報作成部106は、価格情報配信端末20より取得した価格情報103Aから、過去に観測された卸電力価格の時系列情報を取得し、外部情報配信端末30より取得した外部情報111Aから、過去に観測された外部情報を取得し、価格分類情報104Aが作成したクラスタ分類情報に基づいて、クラスタ番号から予測方式を決定するための予測方式切替情報107Aを作成するプログラムである。
The prediction method switching
また、記憶装置1000には、価格情報記憶部103、価格分類情報記憶部104、決定木情報記憶部105、予測方式切替情報記憶部107などのデータベースが格納されている。価格情報記憶部103には、価格情報103Aが保持される。価格分類情報記憶部104には、価格分類情報104Aが保持される。決定木情報記憶部105には、決定木情報105Aが保持される。予測方式切替情報記憶部107には、予測方式切替情報107Aが保持される。
Further, the storage device 1000 stores databases such as a price
価格情報103Aは、各観測日における卸電力価格の時系列情報を含む情報である。
The
価格分類情報104Aは、各観測日における卸電力価格の時系列情報に対するクラスタ番号を含む情報である。
The
決定木情報105Aは、外部情報とクラスタ番号の関係を含む情報である。
The
予測方式切替情報107Aは、クラスタ番号と予測方式の関係を含む情報である。
The prediction
外部情報管理装置11は、CPU1101、入力装置1102、出力装置1103、通信装置1104、記憶装置1100を含む。外部情報管理装置11は、例えば、サーバやPCなどの情報処理装置である。
The external
入力装置1102は、キーボード、マウス等を含む。出力装置1103は、ディスプレイ、プリンタ等を含む。通信装置1104は、LANやUSBなどの有線、もしくは無線のネットワークである。記憶装置1100は、RAMやROMなどのメモリである。
The
記憶装置1100には、情報入出力部110などのためのコンピュータプログラムが格納されている。CPU1101がこのコンピュータプログラムに従って動作することにより、情報入出力部110を実現する。
The
情報入出力部110は、外部情報記憶部111に対して、外部情報111Aの登録または削除を行うプログラムである。
The information input /
また、記憶装置1100には、外部情報記憶部111などのデータベースが格納されている。外部情報記憶部111には、外部情報111Aが保持される。
The
外部情報111Aは、各観測日における気象情報や経済情報などを含む情報である。
The
価格情報予測装置12は、CPU1201、入力装置1202、出力装置1203、通信装置1204、記憶装置1200等を含む。価格情報予測装置12は、例えば、サーバやPCなどの情報処理装置である。
The price
入力装置1202は、キーボード、マウス等を含む。出力装置1203は、ディスプレイ、プリンタ等を含む。通信装置1204は、LANやUSBなどの有線、もしくは無線のネットワークである。記憶装置1200は、RAMやROMなどのメモリである。
The
記憶装置1200には、クラスタ決定部121、予測方式切替部122、価格予測部123などのためのコンピュータプログラムが格納されている。CPU126がこれらのコンピュータプログラムに従って動作することにより、クラスタ決定部121、予測方式切替部122、価格予測部123を実現する。
The storage device 1200 stores computer programs for the
クラスタ決定部121は、外部情報配信端末30より取得した外部情報111Aから、予測対象日における外部情報を取得し、取得した外部情報を用いて決定木作成部102が作成した決定木を探索し、予測対象日における卸電力価格の時系列情報に対するクラスタ番号を決定するプログラムである。
The
予測方式切替部122は、クラスタ決定部121が決定したクラスタ番号を用いて、予測方式切替情報作成部106が作成した予測方式切替情報107Aに基づいて予測対象日における卸電力価格の時系列情報を予測するための予測方式を決定するプログラムである。
The prediction
価格予測部123は、予測方式切替部122が決定した予測方式を用いて、予測対象日における卸電力価格の時系列情報を予測するプログラムである。
The
また、記憶装置1200には、価格予測情報記憶部124などのデータベースが格納されている。価格予測情報記憶部124には、価格予測情報124Aが保持される。
The storage device 1200 stores a database such as the price prediction
なお、価格情報管理装置10、外部情報管理装置11、価格情報予測装置12の何れか複数の装置の機能が一つの装置で実現されてもよい。例えば、情報入出力部100、価格分類部101、決定木作成部102、予測方式切替情報作成部106、情報入出力部120、クラスタ決定部121、予測方式切替部122、価格予測部123が、一つのコンピュータで実現されてもよい。また、記憶装置1000、1100、1200の何れか複数の装置が一つの装置で実現されてもよい。情報入出力部100、情報入出力部120の夫々は、ローカルの装置内の記憶装置にアクセスしてもよいし、外部の装置内の記憶装置にアクセスしてもよい。
Note that the functions of any one of the price
(3)各構成の詳細 (3) Details of each component
図4は、価格予測情報124Aを示す。
FIG. 4 shows
価格予測情報124Aは、価格予測部123によって作成される情報であり、将来の予測対象日に対して算出された卸電力価格の予測値である価格予測値が格納される。
The
具体的に価格予測情報124Aは、予測対象日毎のエントリを有する。一つの予測対象日に対応するエントリは、予測対象日欄124A1、価格予測値欄124A2を含む。
Specifically, the
予測対象日欄124A1には、当該予測対象日の日付が格納される。 The prediction target date column 124A1 stores the date of the prediction target date.
価格予測値欄124A2には、当該予測対象日における価格予測値の時系列情報である時系列価格予測値(時系列予測値)が格納される。時系列価格予測値は、予め定められた複数の時間帯(ピリオド)の夫々における価格予測値を含む。価格予測値は、単位電力量当たりの価格を示す。 The price forecast value column 124A2 stores a time series price forecast value (time series forecast value) that is time series information of a price forecast value on the forecast target date. The time-series price forecast value includes price forecast values in each of a plurality of predetermined time periods (periods). The price prediction value indicates a price per unit electric energy.
従って、この図の例において、予測対象日「2014年8月1日」における時系列価格予測値は、ピリオド1で「35.25£/MWh」、ピリオド2で「37.94£/MWh」、・・・、ピリオド48で「38.56£/MWh」となることが示されている。ここで、ピリオドとは、電力商品の受渡し時刻を表すインデックスで、受渡しが30分単位の電力商品の場合、0:00−0:30をピリオド1、0:30−1:00をピリオド2、・・・、23:00−24:00をピリオド48としている。ピリオドの時間長は、例えば卸電力市場により定められており、他の時間長であってもよい。
Therefore, in the example of this figure, the time-series price prediction values on the prediction target date “August 1, 2014” are “35.25 £ / MWh” for
図5は、価格情報103Aを示す。
FIG. 5 shows
価格情報103Aは、価格情報配信端末20より取得される情報であり、過去の観測日に観測された卸電力価格の実績値である価格実績値が格納される。
The
具体的に価格情報103Aは、観測日毎のエントリを有する。一つの観測日に対応するエントリは、観測日欄103A1、価格実績値欄103A2を含む。
Specifically, the
観測日欄103A1には、当該観測日の日付が格納される。 The observation date column 103A1 stores the date of the observation date.
価格実績値欄103A2には、当該観測日における価格実績値の時系列情報である時系列価格実績値(時系列実績値)が格納される。時系列価格実績値は、予め定められた複数の時間帯の夫々における価格実績値を含む。 In the price actual value column 103A2, a time series price actual value (time series actual value) which is time series information of the price actual value on the observation date is stored. The time-series price actual value includes the price actual value in each of a plurality of predetermined time zones.
従って、この図の例において、観測日「2012年1月1日」の時系列価格実績値は、ピリオド1で「45.46£/MWh」、ピリオド2で「47.19£/MWh」、・・・、ピリオド48で「35.69£/MWh」となることが示されている。
Therefore, in the example of this figure, the time-series price actual value of the observation date “January 1, 2012” is “45.46 £ / MWh” in
図6は、価格分類情報104Aを示す。
FIG. 6 shows the
価格分類情報104Aは、価格分類部101によって作成される情報であり、過去の観測日の時系列価格実績値に対応するクラスタ番号が格納される。各観測日の時系列価格実績値は、その特徴により複数のクラスタの何れかに分類される。クラスタ番号は、複数のクラスタの何れか一つを示す識別子である。
The
具体的に価格分類情報104Aは、観測日毎のエントリを有する。一つの観測日に対応するエントリは、観測日欄104A1、クラスタ番号欄104A2を含む。
Specifically, the
観測日欄104A1には、当該観測日の日付が格納される。 The observation date column 104A1 stores the date of the observation date.
クラスタ番号欄104A2には、当該観測日の時系列価格実績値に対応するクラスタ番号が格納される。 In the cluster number column 104A2, the cluster number corresponding to the time-series price actual value on the observation date is stored.
従って、この図の例において、観測日「2012年1月1日」のクラスタ番号は「4」となることが示されている。 Therefore, in the example of this figure, it is shown that the cluster number of the observation date “January 1, 2012” is “4”.
図7は、予測方式切替情報107Aを示す。
FIG. 7 shows the prediction
予測方式切替情報107Aは、予測方式切替情報作成部106によって作成される情報であり、クラスタ番号に対応する予測方式が格納される。
The prediction
具体的に予測方式切替情報107Aは、クラスタ番号毎のエントリを有する。一つのクラスタ番号に対応するエントリは、クラスタ番号欄107A1、予測方式欄107A2を含む。
Specifically, the prediction
クラスタ番号欄107A1には、クラスタ番号が格納される。 A cluster number is stored in the cluster number column 107A1.
予測方式欄107A2には、当該クラスタ番号に対応する予測方式が格納される。 The prediction method column 107A2 stores the prediction method corresponding to the cluster number.
従って、この図の例において、クラスタ番号「1」の予測方式は「B」となることが示されている。 Therefore, in the example of this figure, it is shown that the prediction method of the cluster number “1” is “B”.
図8は、外部情報111Aを示す。
FIG. 8 shows the
外部情報111Aは、外部情報配信端末30より取得される情報であり、過去に観測された外部情報の実績値である外部情報実績値と、将来の外部情報の予測値である外部情報予測値とが格納される。
The
具体的に外部情報111Aは、観測日毎のエントリを有する。ここでの観測日は、過去の観測日と将来の観測日を含む。一つの観測日に対応するエントリは、観測日欄111A1、外部情報値欄111A2を含む。
Specifically, the
観測日欄111A1には、当該観測日の日付が格納される。 The observation date column 111A1 stores the date of the observation date.
外部情報値欄111A2には、当該観測日に対応する外部情報の実績値及び予測値が格納される。外部情報が複数の属性を含む場合、外部情報値欄111A2には、複数の属性の夫々に対し、当該観測日に対応する実績値及び予測値が格納される。属性は、季節、平均気温、日没時刻等である。なお、季節の区切り方は、国ごとに異なってもよい。例えば、日本の場合は、3月〜5月を「春」、6月〜8月を「夏」、9月〜11月を「秋」、12月〜2月を「冬」とし、英国の場合は、4月〜6月を「春」、7月〜9月を「夏」、10月〜12月を「秋」、1月〜3月を「冬」としてもよい。また、季節は、月ではなく、暦や気候条件(平均気温、平均日射量、晴や雨などの発生頻度)などに基づいて区切ってもよい。 The external information value column 111A2 stores the actual value and the predicted value of the external information corresponding to the observation date. When the external information includes a plurality of attributes, the actual value and the predicted value corresponding to the observation date are stored in the external information value column 111A2 for each of the plurality of attributes. Attributes include season, average temperature, sunset time, and the like. Note that the season separation method may be different for each country. For example, in the case of Japan, March to May is “Spring”, June to August is “Summer”, September to November is “Autumn”, and December to February is “Winter”. In this case, April to June may be “spring”, July to September may be “summer”, October to December may be “autumn”, and January to March may be “winter”. The seasons may be divided based on the calendar and climatic conditions (average temperature, average amount of solar radiation, frequency of occurrence of fine weather, rain, etc.), etc., instead of the month.
従って、この図の例において、観測日「2012年1月1日」の季節は「冬」、平均気温は「10℃」、日没時刻は「16:03」となることが示されている。 Therefore, in the example of this figure, it is shown that the season of the observation date “January 1, 2012” is “winter”, the average temperature is “10 ° C.”, and the sunset time is “16:03”. .
図9は、決定木情報105Aの概念図を示す。
FIG. 9 shows a conceptual diagram of the
決定木情報105Aは、決定木作成部102によって作成される情報であり、外部情報からクラスタ番号を決定するための決定木を示す。
The
具体的に決定木情報105Aは、ノードラベル欄105A1、パスラベル欄105A2、クラスタ番号欄105A3を含む。
Specifically, the
ノードラベル欄105A1には、属性の名称が格納される。 The node label column 105A1 stores attribute names.
パスラベル欄105A2には、当該属性の値が格納される。 The value of the attribute is stored in the path label column 105A2.
クラスタ番号欄105A3には、クラスタ番号が格納される。 A cluster number is stored in the cluster number column 105A3.
従って、この図の例において、ノードラベル「季節」に対応するパスは「春・秋」「夏」「冬」となることが示されている。 Therefore, in the example of this figure, it is shown that the paths corresponding to the node label “season” are “spring / autumn”, “summer”, and “winter”.
(4)処理フロー (4) Processing flow
卸電力価格予測システム6における処理手順を示す。
The processing procedure in the wholesale power
価格情報予測装置12は、予測対象日毎に、クラスタ決定部121、予測方式切替部122、価格予測部123の動作を実行する。
The price
<価格分類部101>
<
価格分類部101では、過去に観測された卸電力価格の時系列情報をその概形に応じて分類し、各観測日における卸電力価格の時系列情報のクラスタ番号を計算する。
The
図11は、価格分類部101の動作を示す。
FIG. 11 shows the operation of the
まず、ステップS1011にて価格分類部101は、価格情報103Aから、過去の分類対象期間内の観測日の時系列価格実績値を取得する。分類対象期間は、予め定められた参照時間長だけ過去の観測日から最新の観測日までの期間である。参照時間長は例えば2年である。次に、ステップS1012にて価格分類部101は、ステップS1011で取得した時系列価格実績値から、クラスタリングに用いる特徴量を抽出する。例えば、価格分類部101は、時系列価格実績値をフーリエ変換することにより周波数解析し、得られるフーリエ係数を特徴量として用いても良い。なお、価格分類部101は、特徴量に対応するフィルタ等、他の方法を用いて、時系列価格実績値から特徴量を算出してもよい。
First, in step S1011, the
図12は、価格分類部101により抽出された特徴量を示す。
FIG. 12 shows the feature amount extracted by the
この図の例において、価格分類部101は、図5の価格情報103Aの例をフーリエ変換することにより得られるフーリエ係数を特徴量として抽出している。ここでは、価格分類部101は、ピリオドの時間長により定まる周波数1〜周波数25のフーリエ係数のうち、予め定められた周波数1〜周波数3のフーリエ係数を特徴量として抽出している。
In the example of this figure, the price classification |
次に、価格分類部101は、複数のクラスタ数候補の夫々を順次選択してステップS1013からステップS1016を繰り返す。クラスタ数候補は、予め設定されたクラスタ数の候補である。次に、ステップS1014にて価格分類部101は、ステップS1012で抽出した特徴量を、選択されたクラスタ数候補のクラスタに分類し、各観測日のクラスタ番号を計算する。ここで価格分類部101は、特徴量の分類に、K−means法や最短距離法などの既存のクラスタリング手法を用いることができる。
Next,
図13は、価格分類部101により分類されたクラスタを示す。
FIG. 13 shows clusters classified by the
この図の例は、前述の特徴量を軸とする空間に、観測日毎の特徴量で表される点をプロットし、観測日をクラスタに分類した結果を示す。ここでのクラスタ数は6であり、価格分類部101は、図12に示す特徴量(周波数1〜3)を6つのクラスタに分類しており、図6に示すように観測日毎の時系列価格実績値を1〜6のクラスタ番号の何れかに割り振る。次に、ステップS1015にて価格分類部101は、ステップS1014で得られた価格分類情報104Aをもとに、分類の妥当性を表す妥当性評価値を計算する。例えば、価格分類部101は、AIC(赤池情報量基準)やBIC(ベイズ情報量基準)などの評価指標を妥当性評価値として用いる。
The example of this figure shows the result of plotting points represented by feature quantities for each observation day in the space centered on the above-described feature quantities and classifying the observation days into clusters. Here, the number of clusters is 6, and the
全てのクラスタ数候補に対してステップS1013からステップS1016が繰り返された後、ステップS1017にて価格分類部101は、クラスタ数候補毎にステップS1015で計算した妥当性評価値を比較し、複数のクラスタ数候補の中から、最良の妥当性評価値に対応するクラスタ数候補を最適クラスタ数として選択する。例えば、妥当性評価値がAICであり、クラスタ数候補が2の時のAICが「12000」、クラスタ数候補が4の時のAICが「13000」、クラスタ数候補が6の時のAICが「11000」、クラスタ数候補が8の時のAICが「12000」、クラスタ数候補が10の時のAICが「13000」である時、クラスタ数候補が6の時のAICが最小となるため、価格分類部101は、最適クラスタ数として6を選択する。これにより、価格分類部101は、S1014で最適クラスタ数を用いて算出された観測日毎のクラスタ番号を、価格分類情報104Aとして価格分類情報記憶部104へ保存する。なお、価格分類部101は、複数のクラスタ数候補を用いることなく、予め設定された最適クラスタ数を用いて価格分類情報104Aを作成してもよい。
After step S1013 to step S1016 are repeated for all cluster number candidates, in step S1017, the
以上に述べたように、例えば、価格分類部101が、観測日毎の時系列価格実績値の周波数成分を特徴量として算出することにより、特徴量を用いて複数の観測日を複数のクラスタに分類することができる。また、価格分類部101が、複数のクラスタ数候補の夫々に対して妥当性評価値を算出することにより、複数のクラスタ数候補の中から最適クラスタ数を選択することができる。
As described above, for example, the
<決定木作成部102>
<Decision
決定木作成部102は、観測日の外部情報111Aに基づき、当該観測日のクラスタ番号を特定するための決定木を作成する。まず、決定木作成部102は、外部情報111Aから、分類対象期間内の外部情報実績値を取得する。次に、決定木作成部102は、分類対象期間内の各観測日に対応する、外部情報実績値及び価格分類情報104Aを用いて、予測対象日の外部情報予測値から予測対象日のクラスタ番号を特定するための決定木を作成し、決定木情報105Aとして決定木情報記憶部105へ保存する。ここで決定木作成部102は、決定木の作成に、ID3やC4.5などの既存の機械学習手法を用いることができる。図9は、外部情報111A内の属性である「季節」「平均気温」「日没時刻」と、価格分類情報104Aとに基づいて作成された決定木の一例である。
The decision
<予測方式切替情報作成部106>
<Prediction method switching
予測方式切替情報作成部106では、クラスタ番号から予測方式を決定するための切替情報を作成する。
The prediction method switching
図14は、予測方式切替情報作成部106の動作を示す。
FIG. 14 shows the operation of the prediction method switching
まず、予測方式切替情報作成部106は、複数のクラスタ番号の夫々を順次選択し、ステップS1221からS1228を繰り返す。
First, the prediction method switching
次に、予測方式切替情報作成部106は、複数の予測方式の夫々を順次選択し、ステップS1222からステップS1226を繰り返す。複数の予測方式は、予め設定された予測方式の候補である。本実施形態では、予測方式切替情報作成部106は、複数の予測方式として、時系列分析に基づく予測方式A、類似データに基づく予測方式B、重回帰モデルを用いる予測方式C、相関分析に基づく予測方式Dを用いる。
Next, the prediction method switching
まず、ステップS1223にて予測方式切替情報作成部106は、価格分類情報104Aを参照し、過去の分類対象期間内の観測日の中から、選択されたクラスタ番号に対応する複数の観測日を推定対象日として特定する。更に価格情報103Aから、推定対象日の時系列価格実績値を取得する。例えば、選択されたクラスタ番号が「3」である時は、予測方式切替情報作成部106は、価格分類情報104Aにて推定参照期間内でクラスタ番号が「3」である観測日を、複数の推定対象日として特定する。更に予測方式切替情報作成部106は、複数の推定対象日の時系列価格実績値を価格情報103Aから取得する。
First, in step S1223, the prediction method switching
次に、ステップS1224にて予測方式切替情報作成部106は、選択された予測方式を用いて、複数の推定対象日の夫々の卸電力価格の時系列情報の推定値を計算し、得られる複数の推定対象日の時系列情報をピリオド毎に平均化し、得られる1日分の時系列情報の推定値を時系列価格推定値(時系列推定値)とする。
Next, in step S1224, the prediction method switching
ここで、選択された予測方式が予測方式Aである場合、予測方式切替情報作成部106は、図15に示す価格予測処理(処理の詳細は後述)に従って時系列価格推定値を計算する。選択された予測方式が予測方式Bである場合、予測方式切替情報作成部106は、図16に示す価格予測処理(処理の詳細は後述)に従って時系列価格推定値を計算する。選択された予測方式が予測方式Cである場合、予測方式切替情報作成部106は、図17に示す価格予測処理(処理の詳細は後述)に従って時系列価格推定値を計算する。選択された予測方式が予測方式Dである場合、予測方式切替情報作成部106は、図18に示す価格予測処理(処理の詳細は後述)に従って時系列価格推定値を計算する。
Here, when the selected prediction method is the prediction method A, the prediction method switching
次に、ステップS1225にて予測方式切替情報作成部106は、ステップS1223で取得した時系列価格実績値と、ステップS1224で計算した時系列価格推定値を用いて、選択された予測方式の予測精度を表す予測精度評価値を計算する。予測精度評価値としては例えば、平均絶対誤差率や平均二乗誤差など、推定対象日の時系列価格実績値に対する推定対象日の時系列価格推定値の誤差の大きさを示す誤差評価値が用いられる。
Next, in step S1225, the prediction method switching
全ての予測方式に対してステップS1222からステップS1226を繰り返された後、最後に、ステップS1227にて予測方式切替情報作成部106は、複数の予測方式の中から、最も良い予測精度評価値に対応する予測方式を、最適予測方式として選択する。例えば、クラスタ番号「3」に対する最適予測方式を決定する時、予測精度評価値が平均絶対誤差率であり、予測方式Aにより得られた平均絶対誤差率が15%、予測方式Bにより得られた平均絶対誤差率が12%、予測方式Cにより得られた平均絶対誤差率が18%、予測方式Dにより得られた平均絶対誤差率が16%であるとすると、予測方式切替情報作成部106は、平均絶対誤差率が最小となる予測方式Bを、クラスタ番号「3」に対する最適予測方式として選択する。これにより、予測方式切替情報作成部106は、クラスタごとに、複数の予測方式の中から誤差が最も小さい予測方式を最適予測方式として選択することができる。
After step S1222 to step S1226 are repeated for all prediction methods, finally, in step S1227, the prediction method switching
以上の予測方式切替情報作成部106は、推定対象日の時系列価格実績値に対する時系列価格推定値の誤差の大きさを算出することにより、対象クラスタに対する予測精度が最も高い予測方式を選択することができる。
The above prediction method switching
<クラスタ決定部121>
<
例えば、価格情報管理装置10の動作に応じて価格情報予測装置12が動作する。クラスタ決定部121は、予測対象日の外部情報111Aに基づいて、予測対象日のクラスタ番号を計算する。まず、クラスタ決定部121は、外部情報111Aから、予測対象日の外部情報予測値を取得する。この時、クラスタ決定部121は、外部情報111Aのうち、決定木情報105Aのノードラベル欄に存在する属性の予測値を取得する。次に、クラスタ決定部121は、決定木情報105Aを用いて、取得した予測対象日の外部情報予測値に対応するクラスタを対象クラスタとして決定し、対象クラスタを示すクラスタ番号を対象クラスタ番号として決定する。
For example, the price
例として、クラスタ決定部121が、2014年8月1日を予測対象日として設定し、図8で示した外部情報の例と図9で示した決定木の例を用いて、対象クラスタ番号を決定する例について説明する。まず、図9に示される決定木の最初のノードラベルが「季節」で、2014年8月1日の「季節」が「夏」であるため、クラスタ決定部121は、「夏」のパスを選択する。次に、「夏」のパスが選択された後の、決定木の2番目のノードラベルが「平均気温」となり、2014年8月1日の「平均気温」が「28℃」であるため、クラスタ決定部121は、「20℃以上」のパスを選択する。その結果、クラスタ決定部121は、対象クラスタ番号を「3」と決定する。
As an example, the
このようにクラスタ決定部121が決定木情報105Aを用いることにより、予測対象日の外部情報予測値から対象クラスタを選択することができる。
As described above, the
<予測方式切替部122>
<Prediction
予測方式切替部122では、予測対象日の時系列価格予測値を計算するための最適予測方式を決定する。予測方式切替部122は、予測方式切替情報107Aを用いて、予測対象日のクラスタ番号に対応する最適予測方式を決定する。
The prediction
例として、クラスタ決定部121において予測対象日のクラスタ番号が「3」と決定されたとすると、図7で示した予測方式切替情報の例を用いることにより、最適予測方式は「D」と決定される。
As an example, if the
<価格予測部123>
<
価格予測部123では、予測方式切替部122で決定した最適予測方式を用いて価格予測処理を行うことにより、予測対象日の時系列価格予測値を計算する。
The
以下、予測方式A〜予測方式Dの価格予測処理を、図15〜図18を用いて夫々説明する。 Hereinafter, price prediction processing of prediction method A to prediction method D will be described using FIGS. 15 to 18, respectively.
<時系列分析に基づく予測方式A> <Prediction method A based on time series analysis>
図15は、予測方式Aの価格予測処理を示す。 FIG. 15 shows a price prediction process of the prediction method A.
まず、ステップS1251にて価格予測部123は、予測参照期間内の複数の観測日を複数の参照観測日として特定し、複数の参照観測日の時系列価格実績値を価格情報103Aから取得する。予測参照期間は、予測対象日に対して参照時間長だけ過去の観測日から予測対象日の直前の観測日までの期間である。次に、ステップS1252にて、ステップS1251で取得した卸電力価格の時系列情報を、周期的に現れる変動である周期成分と、ランダムに現れる変動を示すランダム成分とに分解する。ここで、周期成分は、1日周期や1年周期などの一定周期で繰り返される卸電力価格の変動を表す。例えば、卸電力価格の時系列情報における1日周期の周期成分は、夕方にピークが発生する。また、ランダム成分は、卸電力価格の時系列情報から周期成分を減算した残りの変動を表す。
First, in step S1251, the
例えば、ステップS1252にて価格予測部123は、複数の参照観測日の時系列価格実績値に対して、1日の長さの移動平均を行うことにより移動平均値を計算し、複数の参照観測日の時系列価格実績値から移動平均値を減ずることにより差分値を計算し、得られる複数の参照観測日の差分値をピリオド毎に平均化し、得られる1日分の時系列情報を周期成分とする。更に価格予測部123は、複数の参照観測日の時系列価格実績値から周期成分を減算することにより、ランダム成分を計算する。
For example, in step S1252, the
次に、ステップS1253にて価格予測部123は、ステップS1252で計算した周期成分を用いて、周期成分のモデルを同定する。例えば、価格予測部123は、ステップS1252で計算した周期成分に含まれる各周波数成分に対応するフーリエ係数を計算することにより、周期成分のモデルを同定できる。次に、ステップS1254にて価格予測部123は、ステップS1253で同定した周期成分のモデルを用いて、予測対象日の周期成分の時系列情報の予測値を計算する。
Next, in step S1253, the
次に、ステップS1255にて価格予測部123は、ステップS1252で計算したランダム成分のモデルを同定する。ランダム成分は、AR(autoregressive)モデルやARMA(autoregressive moving average)モデルなどの回帰モデルにより表される。例えば、あるピリオドの卸電力価格が、1つ前のピリオド、2つ前のピリオド、3つ前のピリオドの卸電力価格によって説明されるARモデルで表される時、価格予測部123は、最小二乗法などを用いて、1つ前のピリオド、2つ前のピリオド、3つ前のピリオドの卸電力価格に対する重み係数を計算することによりランダム成分のモデルを同定できる。次に、ステップS1256にて価格予測部123は、ステップS1255で同定したランダム成分のモデルを用いて、予測対象日のランダム成分の時系列情報の予測値を計算する。最後に、ステップS1257にて価格予測部123は、ステップS1254で計算した周期成分の時系列情報の予測値に、ステップS1256で計算したランダム成分の時系列情報の予測値をピリオド毎に加算することにより、予測対象日の時系列価格予測値を計算する。
Next, in step S1255, the
以上の予測方式Aによれば、価格予測部123は、時系列価格実績値を周期成分とランダム成分に分け、それらを互いに異なる方式でモデル化することにより、予測の精度を向上させることができる。
According to the prediction method A described above, the
<類似データに基づく予測方式B> <Prediction method B based on similar data>
図16は、予測方式Bの価格予測処理を示す。 FIG. 16 shows a price prediction process of the prediction method B.
まず、ステップS1261にて価格予測部123は、価格分類情報104A内の観測日から、予測参照期間内で対象クラスタ番号に対応する複数の観測日を複数の参照観測日として特定する。次に、ステップS1262にて価格予測部123は、外部情報111Aを参照して、予測参照期間内の外部情報実績値と、予測対象日の外部情報予測値を取得する。次に、ステップS1263にて価格予測部123は、複数の参照観測日の中から、外部情報実績値が予測対象日の外部情報予測値に類似する観測日を選択し、選択された観測日の時系列価格実績値を価格情報103Aから取得して類似データとする。例えば、価格予測部123は、属性として気温を用い、予測対象日の外部情報予測値(予報値)の気温と、複数の参照観測日の夫々の外部情報実績値の気温との間のユークリッド距離を計算し、複数の参照観測日の中から、ユークリッド距離が小さい順に所定数の観測日を選択し、選択された所定数の観測日の時系列価格実績値を所定数の類似データとして選択する。ここで価格予測部123は、複数の参照観測日の中から最小のユークリッド距離に対応する一つの観測日を選択してもよい。
First, in step S1261, the
最後に、ステップS1264にて価格予測部123は、ステップS1263で抽出した類似データを用いて、予測対象日の時系列価格予測値を計算する。例えば、価格予測部123は、選択された所定数の観測日に対応する所定数の類似データをピリオド毎に平均化することにより、得られる1日分の時系列情報を予測対象日の時系列価格予測値としても良い。
Finally, in step S1264, the
以上の予測方式Bによれば、価格予測部123は、予測参照期間内で予測対象日と同一クラスタに属する観測日の中から、予測対象日に類似する外部情報を選択することにより、予測参照期間の全ての観測日の中から、予測対象日に類似する外部情報を選択する場合に比べて、類似データの精度を向上させることができる。
According to the prediction method B described above, the
<重回帰モデルを用いた予測方式C> <Prediction method C using multiple regression model>
図17は、予測方式Cの価格予測処理を示す。 FIG. 17 shows price prediction processing of the prediction method C.
まず、ステップS1271にて価格予測部123は、価格分類情報104Aから、予測参照期間内で対象クラスタ番号に対応する複数の観測日を複数の参照観測日として特定し、複数の参照観測日の時系列価格実績値を価格情報103Aから取得する。次に、ステップS1272にて価格予測部123は、複数の参照観測日の外部情報を外部情報111Aから取得する。次に、ステップS1273にて価格予測部123は、ステップS1271で取得した時系列価格実績値と、ステップS1272で取得した外部情報実績値を用いて、重回帰モデルの係数を推定する。重回帰モデルの係数は、卸電力価格を説明する複数の属性にそれぞれ対応する複数の重み係数である。ここで価格予測部123は、最小二乗法などを用いることにより重み係数を推定できる。最後に、ステップS1274にて価格予測部123は、ステップS1273で計算した重回帰モデルの係数と、予測対象日における外部情報予測値を用いて、予測対象日の時系列価格予測値を計算する。例えば、価格予測部123は、予測対象日における外部情報予測値の中の複数の属性に複数の重み係数を夫々乗じて、それらの乗算結果を加算することにより、予測対象日の時系列価格予測値を計算する。
First, in step S1271, the
以上の予測方式Cによれば、価格予測部123は、予測参照期間の中から予測対象日と同一クラスタに属する観測日の時系列価格実績値に基づいて重回帰モデルを生成することにより、予測参照期間の全ての観測日の時系列価格実績値に基づいて重回帰モデルを生成する場合に比べて、重回帰モデルの精度を向上させることができる。
According to the above prediction method C, the
<相関分析に基づく予測方式D> <Prediction method D based on correlation analysis>
図18は、予測方式Dの価格予測処理を示す。 FIG. 18 shows a price prediction process of the prediction method D.
まず、ステップS1281にて価格予測部123は、予測参照期間内の複数の観測日を複数の参照観測日として特定し、複数の参照観測日の時系列価格実績値を価格情報103Aから取得する。次に、ステップS1283にて価格予測部123は、ステップS1281で取得した時系列価格実績値をもとに、観測日毎に卸電力価格が1日の中で最大となる時刻を価格ピーク時刻として抽出する。
First, in step S1281, the
次に、価格予測部123は、外部情報111Aの中の複数の属性の夫々を順次選択し、ステップS1284からステップS1287を繰り返す。次に、ステップS1285にて価格予測部123は、複数の参照観測日の選択された属性の実績値を外部情報111Aから取得する。ステップS1286にて価格予測部123は、ステップS1282で取得した属性の実績値と、ステップS1283で抽出した価格ピーク時刻との間の相関係数を計算する。
Next, the
全ての属性に対してステップS1284からステップS1287が繰り返された後、ステップS1288にて価格予測部123は、複数の属性の中から、卸電力価格を高騰させる要因となる影響属性を選択する。例えば、価格予測部123は、相関係数閾値以上となる相関係数に対応する属性を影響属性として選択する。属性は、1日の最高気温を記録した時刻である最高気温観測時刻、夕方のラッシュのピーク時刻、企業のランチタイムの平均時刻等であってもよい。例えば、属性が「最高気温観測時刻」と「日没時刻」であり、最高気温観測時刻と価格ピーク時刻の間の相関係数が0.3で、日没時刻と価格ピーク時刻の間の相関係数が0.7で、相関係数閾値が0.6である場合、価格予測部123は、日没時刻を影響属性として選択する。
After step S1284 to step S1287 are repeated for all the attributes, in step S1288, the
次に、ステップS1289にて価格予測部123は、影響属性の実績値を用いて予測参照期間内の複数の観測日を複数のグループに分類し、影響属性の予測値を用いて予測対象日を複数のグループの何れかに分類する。例えば、価格予測部123は、日没時刻を所定の時間帯に分類することにより、日没時刻が18:00−18:15となる観測日をグループ1、日没時刻が18:15−18:30となる観測日をグループ2に分類する。
Next, in step S1289, the
最後に、ステップS1290にて価格予測部123は、ステップS1285で予測対象日と同じグループに分類された観測日を選択し、選択された観測日の時系列価格実績値を用いて、予測対象日の時系列価格予測値を計算する。例えば、価格予測部123は、選択された複数の観測日に夫々対応する複数の時系列価格実績値をピリオド毎に平均化することにより、得られる1日分の時系列情報を予測対象日の時系列価格予測値としても良い。
Finally, in step S1290, the
以上の予測方式Dによれば、価格ピーク時刻が時系列価格予測値に対して大きな影響を与えるため、価格ピーク時刻を用いることにより、時系列価格予測値の予測精度を向上させることができる。また、複数の属性の中から相関係数を用いて影響属性を選択することにより、価格ピーク時刻に影響を与えるイベントを検出することができる。 According to the above prediction method D, since the price peak time has a great influence on the time series price prediction value, the prediction accuracy of the time series price prediction value can be improved by using the price peak time. In addition, by selecting an influence attribute from among a plurality of attributes using a correlation coefficient, an event that affects the price peak time can be detected.
以上の予測方式A〜Dは、価格予測部123に用いられる他、ステップS1223にて予測方式切替部122により用いられる。この場合、予測対象日の代わりに推定対象日を用いる。即ち、予測参照期間は、推定対象日に対して参照時間長だけ過去の観測日から推定対象日の直前の観測日までの期間になる。
The above prediction methods A to D are used by the
なお、本実施形態における卸電力価格予測システム6は、価格分類部101により価格分類情報104Aを作成し、決定木作成部102により決定木情報105Aを作成したが、これに限らず、予め作成された価格分類情報と決定木情報が、それぞれ価格分類情報記憶部104と決定木情報記憶部105に保持され、価格情報予測装置12がこれらの情報を用いて予測を行っても良い。
In the wholesale power
また、価格情報予測装置12が、一日間隔で予測対象日を設定して予測し、価格情報管理装置10は、それと異なる間隔で決定木情報105Aを生成してもよい。例えば、価格情報管理装置10は、外部情報実績値や時系列価格実績値等を監視することにより、特定のイベントが発生したか否かを判定し、特定のイベントが発生したと判定された場合、価格分類部101及び決定木作成部102の処理を実行することにより、決定木情報105Aを更新してもよい。特定のイベントは、価格情報管理装置10の管理者からの指示であってもよい。また、属性が株式指標等である場合、特定のイベントは一日の属性の変化量の大きさが予め定められた変化量閾値を上回ること等であってもよい。また、価格情報管理装置10は、定期的に価格分類部101及び決定木作成部102の処理を実行することにより、決定木情報105Aを更新してもよい。
Further, the price
以上の価格情報予測装置12によれば、クラスタ決定部121が、複数のクラスタの中から対象クラスタを選択し、予測方式切替部122が、対象クラスタに対応する最適な予測方式を選択することができる。これにより、予測対象日の卸電力価格の変動に近い過去の観測日選択することができる。また、卸電力価格の変動の支配要因が変化する場合の予測精度を向上させることができる。また、予測方式の少なくとも一つが、予測対象日より過去の推定参照期間内で対象クラスタに属する観測日の時系列価格実績値から、時系列価格予測値を推定することにより、対象クラスタ以外の観測日の時系列価格実績値を用いる場合に比べて、予測精度を向上させることができる。
According to the price
(5)他の実施形態 (5) Other embodiments
予測方式切替部122は、特定の時系列価格実績値の分散が予め定められた分散閾値以上であるか否かを判定し、分散が分散閾値以上であると判定された場合、予測方式切替部122及び価格予測部123の処理を行わず、予測対象日の卸電力価格のボラティリティや、予測対象日の卸電力価格の推移方向等、予測対象日の卸電力価格の変動の傾向を示す変動パラメータを予測してもよい。例えば、予測方式切替部122は、対象クラスタに属する観測日の時系列価格実績値の分散が分散閾値以上であるか否かを判定してもよい。なお、分散の代わりに標準偏差等が用いられてもよい。これにより、卸電力価格の変動が不安定である場合、時系列価格予測値の予測精度が低くなることが予想されるため、予測方式切替部122は、価格予測値と異なる変動パラメータを算出することにより、予測対象日の卸電力価格の変動の参考となる情報を出力することができる。また、卸電力価格予測システム6は、時系列価格予測値に加え、変動パラメータを算出してもよい。また、卸電力価格予測システム6は、特定の時系列価格実績値の分散に基づいて、時系列価格予測値の信頼度(確度)を算出してもよい。また、価格予測部123は、予測対象日の時系列価格予測値の分散が分散閾値以上であると判定された場合、変動パラメータを算出してもよい。
The prediction
価格分類部101は、図13のような特徴量の空間において、予測対象日のクラスタの中心に最も近い特徴量に対応する観測日を中心観測日として選択してもよい。この場合、情報入出力部120は、予測対象日のクラスタを示す情報として、中心観測日の時系列価格実績値の波形を、表示装置に表示させてもよい。また、情報入出力部120は、中心観測日の時系列価格実績値のボラティリティや推移方向等の統計処理の結果を、表示装置に表示させてもよい。これにより、卸電力価格予測システム6の管理者は、対象クラスタの特徴を知ることができる。また、情報入出力部120は、変動パラメータ、時系列価格予測値の信頼度等を表示装置に表示させてもよい。これにより、卸電力価格予測システム6の管理者は、卸電力価格の参考になる情報を知ることができる。また、情報入出力部120は、最適予測方式の名称等を表示装置に表示させてもよい。これにより、卸電力価格予測システム6の管理者は、卸電力価格の予測に用いられた予測方式を知ることができる。
The
本発明の表現のための用語について説明する。記憶部として、記憶装置1000、1100、1200等が用いられてもよい。算出部として、CPU1201等が用いられてもよい。生成部として、CPU1001等が用いられてもよい。
Terms for the expression of the present invention will be described. As the storage unit,
1…取引参加者システム 2…取引市場運用者システム 3…外部情報管理者システム 4…電力取引システム 5…ネットワーク 6…卸電力価格予測システム 10…価格情報管理装置 11…外部情報管理装置 12…価格情報予測装置 13…情報入出力端末 20…価格情報配信端末 30…外部情報配信端末 100…情報入出力部 101…価格分類部 102…決定木作成部 103…価格情報記憶部 104…価格分類情報記憶部 105…決定木情報記憶部 106…予測方式切替情報作成部 107…予測方式切替情報記憶部 110…情報入出力部 111…外部情報記憶部 120…情報入出力部 121…クラスタ決定部 122…予測方式切替部 123…価格予測部 124…価格予測情報記憶部
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記予測対象日より過去の複数の観測日の夫々に観測された時系列の卸電力価格である時系列実績値を記憶し、前記複数の観測日に対応するクラスタを示す分類情報を記憶し、卸電力価格に影響を与える属性について、前記予測対象日における前記属性の予測値である属性予測値を記憶し、前記属性と前記複数のクラスタの関係を示す決定木を記憶し、前記複数のクラスタと予め定められた複数の予測方式との関係を示す予測方式切替情報を記憶する記憶部と、
前記属性予測値及び前記決定木に基づいて、前記複数のクラスタの中から、前記属性予測値に対応する対象クラスタを選択し、前記対象クラスタ及び前記予測方式切替情報に基づいて、前記複数の予測方式の中から一つの特定予測方式を選択し、前記特定予測方式を用いて、前記複数の観測日の時系列実績値から、前記予測対象日の時系列の卸電力価格を時系列予測値として算出する算出部と、
を備える卸電力価格予測システム。 A wholesale power price forecasting system for forecasting a wholesale power price on a forecast date,
Storing a time series actual power value which is a time series wholesale power price observed on each of a plurality of observation days in the past from the prediction target date, storing classification information indicating a cluster corresponding to the plurality of observation days, For attributes affecting wholesale power prices, store attribute prediction values that are prediction values of the attributes on the prediction target date, store a decision tree indicating the relationship between the attributes and the plurality of clusters, and store the plurality of clusters. And a storage unit that stores prediction method switching information indicating a relationship between a plurality of predetermined prediction methods,
Based on the attribute prediction value and the decision tree, a target cluster corresponding to the attribute prediction value is selected from the plurality of clusters, and based on the target cluster and the prediction method switching information, the plurality of predictions Select one specific prediction method from among the methods, and use the specific prediction method, from the time series actual value of the plurality of observation days, the time series wholesale power price of the prediction target date as a time series prediction value A calculation unit for calculating,
Wholesale electricity price forecasting system with.
請求項1に記載の卸電力価格予測システム。 The calculation unit, when using a first prediction method that is at least one of the plurality of prediction methods, a plurality of reference observations corresponding to the target cluster in the past from the prediction target date among the plurality of observation days. Selecting a day, and calculating the time series predicted value based on the time series actual value of the plurality of reference observation days,
The wholesale power price prediction system according to claim 1.
前記複数の観測日の時系列実績値を前記複数のクラスタに分類することにより前記複数の観測日の夫々に対応するクラスタを示す前記分類情報を生成し、前記属性実績値と前記分類情報に基づいて前記決定木を生成し、前記複数の観測日の時系列実績値と前記属性実績値と前記分類情報に基づいて前記予測方式切替情報を生成する生成部を更に備える、
請求項2に記載の卸電力価格予測システム。 The storage unit stores an attribute actual value that is an actual value of the attribute observed on the plurality of observation days,
The classification information indicating clusters corresponding to each of the plurality of observation days is generated by classifying the time series actual values of the plurality of observation days into the plurality of clusters, and based on the attribute actual values and the classification information The decision tree is generated, and further includes a generation unit that generates the prediction method switching information based on the time series actual value of the plurality of observation days, the attribute actual value, and the classification information.
The wholesale power price prediction system according to claim 2.
前記算出部は、前記複数の予測方式の少なくとも一つである第二予測方式を用いる場合、前記複数の観測日の夫々の時系列実績値におけるピーク時刻を検出し、前記複数の属性の中から、前記ピーク時刻との相関が高い特定属性を選択し、前記予測対象日の特定属性の予測値と前記特定属性の実績値とに基づいて、前記複数の観測日の中から特定観測日を選択し、前記特定観測日の時系列実績値に基づいて前記時系列予測値を算出する、
請求項3に記載の卸電力価格予測システム。 The storage unit stores a plurality of attribute actual values observed on the plurality of observation days, and the plurality of attribute prediction values on the prediction target day,
When the second prediction method, which is at least one of the plurality of prediction methods, is used, the calculation unit detects a peak time in each time series actual value on the plurality of observation days, and from among the plurality of attributes Selecting a specific attribute having a high correlation with the peak time, and selecting a specific observation date from the plurality of observation days based on the predicted value of the specific attribute of the prediction target date and the actual value of the specific attribute And calculating the time-series predicted value based on the time-series actual value on the specific observation date,
The wholesale power price prediction system according to claim 3.
請求項4に記載の卸電力価格予測システム。 The generating unit classifies the time series actual values of the plurality of observation days into the plurality of clusters based on frequency components of the time series actual values of the plurality of observation days.
The wholesale power price prediction system according to claim 4.
請求項5に記載の卸電力価格予測システム。 The generation unit generates a plurality of cluster candidates for each of the plurality of cluster number candidates, calculates an evaluation index for each of the plurality of cluster candidates, and selects the best evaluation index from the plurality of cluster number candidates. Selecting a cluster number candidate corresponding to the number of the plurality of clusters,
The wholesale power price prediction system according to claim 5.
請求項6に記載の卸電力価格予測システム。 The generation unit selects an estimation target date corresponding to the target cluster from the plurality of observation dates, and uses each of a plurality of predetermined prediction methods to observe observation dates past the estimation target date. From the time-series actual value, the time-series wholesale power price of the estimation target date is calculated as a time-series estimated value, and the estimation target date is calculated based on the time-series estimated value and the time-series actual value of the estimation target date. Calculating an error evaluation value indicating the magnitude of the error of the time series estimated value with respect to the time series actual value, and creating prediction method switching information based on the error evaluation value;
The wholesale power price prediction system according to claim 6.
請求項7に記載の卸電力価格予測システム。 The calculation unit shows a tendency of fluctuations in the wholesale power price on the forecast target day when the magnitude of fluctuation in the time series actual value on the specific observation day among the plurality of observation days satisfies a predetermined condition. Predict fluctuation parameters,
The wholesale power price prediction system according to claim 7.
請求項1乃至8の何れか一項に記載の卸電力価格予測システム。 The calculation unit selects a time-series actual value closest to the center of the target cluster, and causes the display device to display the selected time-series actual value.
The wholesale electric power price prediction system as described in any one of Claims 1 thru | or 8.
請求項1乃至8の何れか一項に記載の卸電力価格予測システム。 The calculation unit causes the display device to display at least one of the specific prediction method and the time series prediction value.
The wholesale electric power price prediction system as described in any one of Claims 1 thru | or 8.
前記予測対象日より過去の複数の観測日の夫々に観測された時系列の卸電力価格である時系列実績値を記憶し、
前記複数の観測日の時系列実績値の分類を示す複数のクラスタを示す分類情報を記憶し、
卸電力価格に影響を与える属性について、前記予測対象日における前記属性の予測値である属性予測値を記憶し、
前記属性及び前記複数のクラスタの関係を示す決定木を記憶し、
前記複数のクラスタと予め定められた複数の予測方式との関係を示す予測方式切替情報を記憶し、
前記属性予測値及び前記決定木に基づいて、前記複数のクラスタの中から、前記属性予測値に対応する対象クラスタを選択し、
前記対象クラスタ及び前記予測方式切替情報に基づいて、前記複数の予測方式の中から一つの特定予測方式を選択し、
前記特定予測方式を用いて、前記複数の観測日の時系列実績値から、前記予測対象日の時系列の卸電力価格を時系列予測値として算出する
ことを備える卸電力価格予測方法。
A wholesale power price prediction method for predicting a wholesale power price on a forecast date,
Storing a time series actual value which is a wholesale power price of a time series observed on each of a plurality of observation days in the past from the prediction target date;
Storing classification information indicating a plurality of clusters indicating the classification of time series actual values of the plurality of observation days;
For attributes that affect wholesale power prices, store attribute prediction values that are prediction values of the attributes on the prediction target date;
Storing a decision tree indicating the relationship between the attribute and the plurality of clusters;
Storing prediction method switching information indicating a relationship between the plurality of clusters and a plurality of predetermined prediction methods;
Based on the attribute prediction value and the decision tree, select a target cluster corresponding to the attribute prediction value from the plurality of clusters,
Based on the target cluster and the prediction method switching information, select one specific prediction method from the plurality of prediction methods,
A wholesale power price prediction method comprising: calculating a time-series wholesale power price of the prediction target date as a time-series predicted value from the time-series actual values of the plurality of observation days using the specific prediction method.
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