JP4735973B2 - Power price zone prediction method and power price zone prediction program - Google Patents

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本発明は、クリッピング手法を適用したニューラルネットワークによる電力価格ゾーン予測方法、及び電力価格ゾーン予測プログラムに関する。   The present invention relates to a power price zone prediction method using a neural network to which a clipping method is applied, and a power price zone prediction program.

近年の我が国における電力自由化の拡大に伴い、電力事業の競争がより激化してきている。今後の自由化された電力市場において、各企業がより多くの利益を上げるために電力価格予測は非常に重要になってくる。従来、電力取引予測システムとしては、電力の供給側と需要側の入札情報と、発電機データ、電力系統データ及び需要データを入力し、これら入力データ一式をシナリオデータとして登録し、このシナリオに基づいてシミュレーションした市場取引結果である電力価格及び電力取引量を算出するようにして、系統制約や入札条件の相違等を加味したシミュレーションを行うようにしたシステムが知られている(特許文献1)。   With the recent expansion of electricity liberalization in Japan, competition in the electric power business has intensified. In the future liberalized electricity market, electricity price forecasts will be very important for each company to make more profits. Conventionally, as a power transaction prediction system, power supply side and demand side bid information, generator data, power system data and demand data are input, and a set of these input data is registered as scenario data. A system is known in which a power price and a power transaction amount, which are simulated market transaction results, are calculated, and a simulation is performed in consideration of differences in system constraints and bidding conditions (Patent Document 1).

特開2005−25377号公報(図1)Japanese Patent Laying-Open No. 2005-25377 (FIG. 1)

しかしながら、電力市場価格は、天候や燃料費などの様々な要因から決定されるため、非常に非線形性が強く、図16に示すように、需要が突然上昇することがあり、時系列の挙動が株価等とは異なり、大変予測し難い複雑な問題である。上述した従来の電力価格予測システムでは、電力価格と相関のある情報が不足していたため、数10%から200%程度の大きな価格誤差が生じるおそれがあり、非常に精度の悪い予測しかすることができなかった。   However, since electricity market prices are determined from various factors such as weather and fuel costs, the nonlinearity is very strong, and as shown in FIG. Unlike stock prices, it is a complex problem that is very difficult to predict. In the above-described conventional power price prediction system, since there is a lack of information correlated with the power price, there is a risk that a large price error of several tens to 200% may occur, and only a very inaccurate prediction may be made. could not.

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、高精度な電力価格の予測が可能な電力価格ゾーン予測方法及び電力価格ゾーン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 these points, and an object thereof is to provide a power price zone prediction method and a power price zone prediction program capable of predicting a power price with high accuracy.

本発明に係る電力価格ゾーン予測方法は、入力装置、記憶装置、演算装置及び出力装置を備えたコンピュータを用い電力価格の範囲を予測する電力価格ゾーン予測方法であって、前記入力装置により入力された電力価格の価格帯を分類するゾーンの情報に基づいて、前記演算装置が前記電力価格の価格帯を複数のゾーンに分類するとともに、当該複数のゾーンの境界を閾値とすることに決定するステップと、所定の入力変数を含む学習データに対する出力値を前記決定した閾値に基づきクリッピングした出力データを得ることで、前記記憶装置上に構築されたニューラルネットワークが学習するステップと、前記学習したニューラルネットワークを用いて、前記所定の入力変数を含む入力データに対する出力値を前記決定した閾値に基づきクリッピングした出力値を得るステップと、このステップにより得た出力値を用いて、2進木により前記分類した複数のゾーンの価格帯であるかを予測して、前記出力装置を介して出力するステップとを備えたことを特徴とする。   A power price zone prediction method according to the present invention is a power price zone prediction method for predicting a range of power prices using a computer including an input device, a storage device, a calculation device, and an output device, and is input by the input device. A step of determining that the computing device classifies the price range of the power price into a plurality of zones based on the information of the zone for classifying the price range of the power price, and sets a boundary between the plurality of zones as a threshold value. A step of learning a neural network constructed on the storage device by obtaining output data obtained by clipping an output value for learning data including a predetermined input variable based on the determined threshold, and the learned neural network Is used to determine the output value for the input data including the predetermined input variable based on the determined threshold value. A step of obtaining a tapped output value, and a step of using the output value obtained in this step to predict whether the price ranges of the plurality of zones classified by a binary tree are to be output via the output device It is characterized by comprising.

また、本発明に係る電力価格ゾーン予測プログラムは、入力装置、記憶装置、演算装置及び出力装置を備えたコンピュータに電力価格の範囲を予測させるための電力価格ゾーン予測プログラムであって、前記コンピュータに、前記入力装置により入力された電力価格の価格帯を分類するゾーンの情報に基づいて、前記演算装置が前記電力価格の価格帯を複数のゾーンに分類するとともに、当該複数のゾーンの境界を閾値とすることに決定するステップと、所定の入力変数を含む学習データに対する出力値を前記決定した閾値に基づきクリッピングした出力データを得ることで、前記記憶装置上に構築されたニューラルネットワークが学習するステップと、前記学習したニューラルネットワークを用いて、前記所定の入力変数を含む入力データに対する出力値を前記決定した閾値に基づきクリッピングした出力値を得るステップと、このステップにより得た出力値を用いて、2進木により前記分類した複数のゾーンの価格帯であるかを予測して、前記出力装置を介して出力するステップとを実行させるためのものである。   A power price zone prediction program according to the present invention is a power price zone prediction program for causing a computer including an input device, a storage device, a calculation device, and an output device to predict a range of power prices, The computing device classifies the price range of the power price into a plurality of zones based on the information of the zone that classifies the price range of the power price input by the input device, and sets a boundary between the zones of the plurality of zones as a threshold value. And a step of learning a neural network constructed on the storage device by obtaining output data obtained by clipping an output value for learning data including a predetermined input variable based on the determined threshold value. And input data including the predetermined input variable using the learned neural network A step of obtaining an output value obtained by clipping the output value with respect to the determined threshold value, and using the output value obtained in this step to predict whether the price ranges of the plurality of zones classified by a binary tree And the step of outputting via the output device.

本発明によれば、クリッピング手法を適用したニューラルネットワークにより、電力価格範囲を予測し、電力価格の取り得る範囲を高精度で予測することができる電力価格ゾーン予測方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a power price zone prediction method capable of predicting a power price range by a neural network to which a clipping method is applied and predicting a possible range of the power price with high accuracy.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本実施形態に係る電力価格ゾーン予測方法を実現するためのコンピュータシステムを示す図である。このシステムは、入力装置(又は受信装置)1、演算装置2、記憶装置3及び出力装置(又は送信装置)4を備えて構成されている。このシステムは、入力装置1、演算装置2、記憶装置3及び出力装置4に各種の処理を実行させるための制御プログラムを備えており、この制御プログラムに従って後述する各種の処理を実行する。入力装置1は、電力価格の価格帯を分類するゾーンの情報を入力する際に用いられる。演算装置2は、電力価格の価格帯を複数のゾーンに分類するとともに、複数のゾーンの境界を閾値とすることに決定する。また、演算装置2は、所定の入力変数を含む学習データに対する出力値を、決定した閾値に基づきクリッピングした出力データを得ることで、記憶装置3上に構築されたニューラルネットワークが学習するように制御する。さらに、演算装置2は、学習したニューラルネットワークを用いて、所定の入力変数を含む入力データに対する出力値を決定した閾値に基づきクリッピングした出力値を用いて、分類した複数のゾーンのうちいずれかを2進木により決定し、価格範囲の予測結果を決定する。出力装置4は、価格範囲の予測結果を表示あるいは送信する際に用いられる。   FIG. 1 is a diagram showing a computer system for realizing the power price zone prediction method according to the present embodiment. This system includes an input device (or receiving device) 1, an arithmetic device 2, a storage device 3, and an output device (or transmitting device) 4. This system includes a control program for causing the input device 1, the arithmetic device 2, the storage device 3, and the output device 4 to execute various processes, and executes various processes described later according to the control program. The input device 1 is used when inputting information on a zone for classifying a price range of electric power prices. The arithmetic device 2 classifies the price range of the electric power price into a plurality of zones and determines to use the boundaries of the plurality of zones as a threshold value. Further, the arithmetic device 2 obtains output data obtained by clipping the output value for the learning data including the predetermined input variable based on the determined threshold value, so that the neural network constructed on the storage device 3 learns. To do. Further, the arithmetic unit 2 uses the learned neural network to select one of the plurality of classified zones using the output value clipped based on the threshold value that determines the output value for the input data including the predetermined input variable. Determine by binary tree, and determine the price range forecast result. The output device 4 is used when displaying or transmitting a price range prediction result.

本実施形態では、クリッピング手法を適用したニューラルネットワークによって電力価格の価格範囲を予測する。そして、MLP(多層パーセプロトン)、RBFN(ラジアル基底関数ネットワーク)、NRBFN(正規化ラジアル基底関数ネットワーク)の各ニューラルネットワークを用いてシミュレーションを行い、認識率の比較検証を行う。   In this embodiment, the price range of the power price is predicted by a neural network to which a clipping method is applied. Then, a simulation is performed using each neural network of MLP (multilayer perse proton), RBFN (radial basis function network), and NRBFN (normalized radial basis function network), and comparison verification of recognition rates is performed.

ここで、MLP、RBFN、NRBFNの各ニューラルネットワークについて簡単に説明する。   Here, each neural network of MLP, RBFN, and NRBFN will be briefly described.

図2は、MLPの一般的構成を示す説明図である。図2に示すように、MLPは、一般に、入力層、中間層、出力層の3層で構成される。中間層と出力層の出力は、一般的にシグモイド関数で表現される。MLPは、各層間の結合の重みを反復学習することにより更新していき、最適なネットワークを構築する。   FIG. 2 is an explanatory diagram showing a general configuration of the MLP. As shown in FIG. 2, an MLP is generally composed of three layers: an input layer, an intermediate layer, and an output layer. The output of the intermediate layer and the output layer is generally expressed by a sigmoid function. The MLP is updated by iteratively learning the connection weights between the layers, thereby constructing an optimum network.

図3は、RBFNの一般的構成を示す説明図である。RBFNは、図3に示すように、ラジアル基底関数を中間層とした3層のネットワークで構成される。ラジアル基底関数は、中心に近いほど強い出力が得られ、一般的にガウシアンにより表現される。入力層と中間層の結合は、単に入力を伝えるのみの機能を持ち、重みは中間層と出力層の結合にのみ配置される。このように重みは中間層と出力層の結合のみのため、MLPより高速な学習が可能で、基底関数が十分に与えられれば、任意の非線形関数を高精度に近似することが可能となる。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing a general configuration of RBFN. As shown in FIG. 3, the RBFN is composed of a three-layer network having a radial basis function as an intermediate layer. As the radial basis function is closer to the center, a stronger output is obtained, and it is generally expressed by Gaussian. The combination of the input layer and the intermediate layer has a function of simply transmitting the input, and the weight is arranged only in the combination of the intermediate layer and the output layer. As described above, since the weight is only a combination of the intermediate layer and the output layer, learning can be performed at a speed higher than that of the MLP, and an arbitrary nonlinear function can be approximated with high accuracy if a sufficient basis function is given.

図4は、NRBFNの一般的構成を示す説明図である。NRBFNは、ラジアル基底関数ネットワークの発展形である。NRBFNの基本的な構造はRBFNと同じであるが、NRBFNでは、RBFNの出力を各基底関数の出力の和で正規化する。このように出力の正規化を行うことにより、汎化能力を向上させることができる。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing a general configuration of the NRBFN. NRBFN is an evolution of radial basis function networks. The basic structure of the NRBFN is the same as that of the RBFN, but the NRBFN normalizes the output of the RBFN with the sum of the outputs of the respective basis functions. By performing output normalization in this way, generalization ability can be improved.

RBFNの出力は図5の点線で示されるように局所的であるのに対し、NRBFNの出力は図5の実線で示されるように基底関数の中心間をシグモイド状に補完した出力が得られる。このように、大域的な出力が得られるNRBFNは、汎化能力に優れており、ファジィ推論システムに似た振る舞いを示す。   The output of the RBFN is local as shown by the dotted line in FIG. 5, whereas the output of the NRBFN is obtained by complementing the centers of the basis functions in a sigmoid manner as shown by the solid line in FIG. Thus, the NRBFN that can obtain a global output is excellent in generalization ability and behaves like a fuzzy inference system.

次に、クリッピングについて説明する。クリッピングは、図6に示すように、実数値系列から2値系列への変換を意味する。本実施形態では、クリッピングにより、時刻tにおける時系列データの値が、閾値μより大きいときは1で表現され、閾値μより小さいときは0で表現される。本実施形態では、予測モデルの出力値に対してクリッピングを適用し、閾値より上か下かの予測を行う。設定した各閾値に対し予測を行い、予測結果は次のステップで価格範囲を決定するために使われる。   Next, clipping will be described. Clipping means conversion from a real value series to a binary series, as shown in FIG. In the present embodiment, by clipping, the value of the time-series data at time t is expressed as 1 when it is larger than the threshold μ, and is expressed as 0 when it is smaller than the threshold μ. In the present embodiment, clipping is applied to the output value of the prediction model to predict whether it is above or below the threshold value. Prediction is performed for each set threshold value, and the prediction result is used to determine the price range in the next step.

本実施形態では、図7に示すように、クリッピング手法と2進木を適用した電力価格のゾーン予測を行う。本実施形態では、価格の値そのものを予測するのではなく、価格の取り得る範囲を予測する。本実施形態では、各予測モデルにおいて設定されている閾値を超えるか否かの判定を行い、この判定結果を用いて2進木により価格範囲を決定する。このようにして価格の取り得る範囲を予測することにより、高精度な予測結果を得ることができる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 7, power price zone prediction using a clipping method and a binary tree is performed. In the present embodiment, the price range itself is predicted, not the price value itself. In this embodiment, it is determined whether or not a threshold value set in each prediction model is exceeded, and a price range is determined by a binary tree using the determination result. By predicting the possible range of the price in this way, a highly accurate prediction result can be obtained.

なお、予測モデルは、人口ニューラルネットワーク(ANN:Artificial Neural Network)によって構築される。本実施形態では、予測モデルとして、MLP、RBFN、NRBFNの各ニューラルネットワークが用いられる。   Note that the prediction model is constructed by an artificial neural network (ANN). In this embodiment, each neural network of MLP, RBFN, and NRBFN is used as a prediction model.

クリッピング手法と2進木を電力価格のゾーン予測に適用した場合のフローチャートを図8に示す。まず、各予測モデル1〜iの初期設定を行う(ステップS1)。具体的には、初期設定として、各変数の初期化を行うとともに、各予測モデル1〜iのパラメータを決定して予測モデルに設定する。シグモイド関数やラジアル基底関数の出力は0から1となるため、各予測モデル1〜iに入力されるデータは、0から1の間に収まるように正規化しておく。なお、各予測モデル1〜iに設定されるパラメータは、例えば、試行錯誤的に決定される。   FIG. 8 shows a flowchart in the case where the clipping method and the binary tree are applied to power price zone prediction. First, initial setting of each prediction model 1-i is performed (step S1). Specifically, as initialization, each variable is initialized, and the parameters of each prediction model 1 to i are determined and set in the prediction model. Since the output of the sigmoid function or the radial basis function is from 0 to 1, the data input to each prediction model 1 to i is normalized so as to be within the range of 0 to 1. In addition, the parameter set to each prediction model 1-i is determined by trial and error, for example.

次に、電力価格帯をn個のゾーンに分割するとともに、各ゾーンの境界となるn−1個の閾値を決定する(ステップS2)。具体的には、例えば図9(B)に示すように、電力価格帯をゾーンA、ゾーンB、ゾーンC、ゾーンDの4分類とすることとし、各ゾーンの境界であるμ1、μ2、μ3を閾値とすることに決定する。なお、分類数(ゾーンの数)や分類幅(各ゾーンの範囲)は、例えば、目的に応じて決定するようにすればよい。   Next, the power price range is divided into n zones, and n-1 threshold values serving as boundaries between the zones are determined (step S2). Specifically, for example, as shown in FIG. 9B, the power price range is classified into four categories of zone A, zone B, zone C, and zone D, and μ1, μ2, and μ3 that are boundaries of each zone. Is determined as a threshold value. Note that the number of classifications (number of zones) and the classification width (range of each zone) may be determined according to the purpose, for example.

次に、本実施形態では、最急降下法(Steepest descent method)を用いて予測モデル1〜iの学習を行う(ステップS3)。ここでは、各ゾーンに含まれる実際の電力価格となったときの入力変数、例えば、電力需要、気温、1日の最大負荷、ピーク負荷時の乾湿温度、地域Aの最高気温、平均温度、冷房気温偏差、地域B,Cの最高気温などを学習データとして各予測モデル1〜iに与える。そして、学習データの出力値に対して、ステップS1にて設定した閾値を基準としてクリッピングを行う。本実施形態では、価格範囲の予測を行うため、与えられた学習データと、その学習データの出力値に対してステップS2にて決定したそれぞれの閾値μiでクリッピングを施した出力データとの関係により、各予測モデル1〜iが学習する。   Next, in this embodiment, the prediction models 1 to i are learned using the steepest descent method (step S3). Here, input variables at the time of actual power prices included in each zone, such as power demand, temperature, maximum daily load, wet / dry temperature at peak load, maximum temperature in region A, average temperature, cooling A temperature deviation, the maximum temperature in the regions B and C, etc. are given as learning data to each prediction model 1 to i. Then, clipping is performed on the output value of the learning data with reference to the threshold set in step S1. In the present embodiment, in order to predict the price range, the relationship between the given learning data and the output data obtained by clipping the output value of the learning data with the respective threshold values μi determined in step S2. Each prediction model 1 to i learns.

そして、ステップS3で学習した各予測モデル1〜iに対して、上述した入力変数を今度は入力データとして与え、ステップS1にて設定した閾値より上か下かの2値の予測を行う(ステップS4)。ここで、各予測モデル1〜iによって得られる値は、0から1の実数値に対して、ステップS1にて設定した各閾値についてクリッピングを行った結果(0または1の集合)を最終的な予測値とする。すなわち、最終的な予測値は、閾値μ1について1、閾値μ2について1、閾値μ3について0などのようになる。   Then, the input variables described above are given as input data to each prediction model 1 to i learned in step S3, and binary prediction above or below the threshold set in step S1 is performed (step S4). Here, the value obtained by each prediction model 1 to i is the final result of clipping (set of 0 or 1) for each threshold value set in step S1 with respect to real values from 0 to 1. Estimated value. That is, the final predicted value is 1 for the threshold μ1, 1 for the threshold μ2, 0 for the threshold μ3, and so on.

最後に、ステップS4での予測結果を用いて、2進木により価格範囲を決定する(ステップS5)。ここで、ステップS5での2進木を用いた予想価格範囲の決定方法について説明する。図9(A)は、図9(B)のように価格範囲を設定したときにおける価格範囲の決定方法を示す説明図である。   Finally, a price range is determined by a binary tree using the prediction result in step S4 (step S5). Here, the method for determining the expected price range using the binary tree in step S5 will be described. FIG. 9A is an explanatory diagram showing a price range determination method when the price range is set as shown in FIG. 9B.

図9(A)に示すように、それぞれの分岐において、前のステップで予測された結果を用いて、閾値より上か下かを判断していく。このように各分岐において閾値より上か下かの判断を行い、価格の取り得る範囲を限定していくことにより、価格範囲を決定することができる。例えば、ステップS4での最終的な予測値が、閾値μ1について1、閾値μ2について1、閾値μ3について0となった場合には、価格範囲の予測結果は、μ2とμ3の間、すなわちゾーンCとなる。   As shown in FIG. 9A, in each branch, it is determined whether it is above or below the threshold value using the result predicted in the previous step. In this way, it is possible to determine the price range by determining whether each branch is above or below the threshold and limiting the range that the price can take. For example, when the final predicted value in step S4 is 1 for the threshold μ1, 1 for the threshold μ2, and 0 for the threshold μ3, the price range prediction result is between μ2 and μ3, that is, the zone C. It becomes.

以下に、本実施形態によるクリッピング手法と2進木を適用した電力価格のゾーン予測のシミュレーション結果について説明する。   A simulation result of power price zone prediction using the clipping method and binary tree according to this embodiment will be described below.

なお、本シミュレーションにおいては、ISOニューイングランドのウェブ上で公開されているニューイングランドパワープールにおける1時間ごとの価格、需要、気温の各データを使用した。具体的には、2004年7月1日から同年同月31日までの774個の学習データと、例えば図10に示すような2004年8月1日から同年同月7日までの168個のテストデータを使用した。MLP、RBFN、NRBFNの3つの予測モデルを用いて本シミュレーションを行い、それぞれの予測モデルについての認識率について比較検証することにする。   In this simulation, the hourly price, demand, and temperature data in the New England power pool published on the ISO New England web were used. Specifically, 774 pieces of learning data from July 1, 2004 to the same month 31st of the same year, and 168 test data from August 1, 2004 to the same day 7th of the same year as shown in FIG. It was used. This simulation is performed using three prediction models of MLP, RBFN, and NRBFN, and the recognition rate for each prediction model is compared and verified.

本シミュレーションでは、各予測モデルのパラメータを試行錯誤的に図11に示す値とすることに決定し、決定したパラメータを初期設定したものとする。   In this simulation, it is assumed that the parameters of each prediction model are determined by trial and error to the values shown in FIG. 11 and the determined parameters are initially set.

また、図12(A)に示すように、本シミュレーションにおいて、入力データは過去2時間分の価格、需要、気温の各データとし、出力はクリッピングされた価格データとした。これらの入力データ数は任意であり、例えば3時間分のデータなどの他の数であってもよい。また、図12(B)に示すように、ケース1では50ドルを境に、ケース2では10ドル置きに、ケース3では5ドル置きに価格範囲を設定し、それぞれのケースにおいてシミュレーションを行った。   Further, as shown in FIG. 12A, in this simulation, the input data is price, demand, and temperature data for the past two hours, and the output is clipped price data. These numbers of input data are arbitrary, and may be other numbers such as data for 3 hours. In addition, as shown in FIG. 12B, a price range is set for every 50 dollars in case 1, every 10 dollars in case 2, and every 5 dollars in case 3, and a simulation was performed in each case. .

認識率の計算には、図13に示す2つの式を用いた。式1は、実際の価格と予測された価格範囲が完全に一致したときを認識成功とするときの認識率(r1)の算出式である。式2は、実際の価格と予測された価格範囲の許容誤差を1としたときの認識率(r2)の算出式である。   For calculating the recognition rate, two equations shown in FIG. 13 were used. Formula 1 is a formula for calculating the recognition rate (r1) when the recognition is successful when the actual price and the predicted price range completely match. Formula 2 is a formula for calculating the recognition rate (r2) when the allowable error between the actual price and the predicted price range is 1.

上記のシミュレーション条件によるシミュレーション結果を図14及び図15に示す。図14は、式1を用いたときの認識率を示す説明図である。ケース1では各モデル間において認識率にそれほど差は見られないが、ケース2ではMLPと比較して、RBFNは2.98%、NRBFNは4.17%高い認識率を示した。ケース3では、MLPと比較して、RBFNは3.57%、NRBFNは8.93%高い認識率を示した。このような結果から、NRBFNが最も有効なモデルであることが分かる。   The simulation results under the above simulation conditions are shown in FIGS. FIG. 14 is an explanatory diagram showing a recognition rate when Expression 1 is used. In Case 1, the recognition rate is not so different between the models, but in Case 2, the recognition rate was 2.98% higher for RBFN and 4.17% higher for NRBFN than MLP. In Case 3, the recognition rate of RBFN was 3.57% and NRBFN was 8.93% higher than MLP. From these results, it can be seen that NRBFN is the most effective model.

図15は、式2を用いたときの認識率を示す説明図である。ケース2では、MLPは99.40%、RBFNとNRBFNは100%と完全に一致し、極めて高い認識率を示した。ケース3における認識率も、それぞれ90%以上と高い認識率を示した。このような結果から、予測された価格範囲が実際の価格範囲より2つ以上ずれることは少ないことが分かった。   FIG. 15 is an explanatory diagram showing the recognition rate when Expression 2 is used. In Case 2, MLP was 99.40%, and RBFN and NRBFN were 100%, which is a very high recognition rate. The recognition rate in case 3 also showed a high recognition rate of 90% or more. From these results, it was found that the predicted price range is less likely to deviate by more than two from the actual price range.

上述したように、本実施形態では、クリッピング手法を適用したニューラルネットワークにより、電力価格範囲を予測するようにしたので、高い非線形近似能力を持つニューラルネットワークを用いて電力価格の取り得る範囲の予測を行うことができ、高精度で電力価格を予測することができるようになる。特に、上述したシミュレーション結果に表れているように、ニューラルネットワークの中でもNRBFNを用いて電力価格の取り得る範囲の予測を行うことが、最も高精度に電力価格の範囲を予測することができる。   As described above, in this embodiment, since the power price range is predicted by the neural network to which the clipping method is applied, the range that the power price can take is predicted using the neural network having a high nonlinear approximation capability. The power price can be predicted with high accuracy. In particular, as shown in the above-described simulation results, it is possible to predict the range of the power price with the highest accuracy by using NRBFN to predict the range that the power price can take.

本発明の一実施形態に係る電力価格ゾーン予測システムのブロック図である。1 is a block diagram of a power price zone prediction system according to an embodiment of the present invention. 多層パーセプロトン(MLP)の構造例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structural example of a multilayer perse proton (MLP). ラジアル基底関数ネットワーク(RBFN)の構造例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structural example of a radial basis function network (RBFN). 正規化ラジアル基底関数ネットワーク(NRBFN)の構造例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structural example of a normalization radial basis function network (NRBFN). 正規化ラジアル基底関数ネットワークの出力例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of an output of a normalization radial basis function network. クリッピング前後のデータの例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the data before and behind clipping. 本実施形態における電力価格のゾーンの予測処理の概念図である。It is a conceptual diagram of the prediction process of the zone of the electric power price in this embodiment. クリッピング手法と2進木を電力価格のゾーン予測に適用した場合のフローチャートである。It is a flowchart at the time of applying a clipping method and a binary tree to zone prediction of an electric power price. 図9(A)は価格範囲の決定方法を示す説明図である。図9(B)は価格範囲の設定の例を示す説明図である。FIG. 9A is an explanatory diagram showing a method for determining a price range. FIG. 9B is an explanatory diagram illustrating an example of setting a price range. テストデータを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows test data. 各予測モデルに初期設定したパラメータを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the parameter initially set to each prediction model. 図12(A)は予測モデルのシミュレーション条件を示す説明図である。図12(B)はシミュレーションの際の価格範囲の設定内容を示す説明図である。FIG. 12A is an explanatory diagram showing simulation conditions for a prediction model. FIG. 12B is an explanatory diagram showing the setting contents of the price range in the simulation. 認識率の計算式の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the calculation formula of a recognition rate. シミュレーション結果の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of a simulation result. シミュレーション結果の他の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other example of a simulation result. 電力価格の時系列的な変動を示すグラフである。It is a graph which shows the time-sequential fluctuation | variation of an electric power price.

符号の説明Explanation of symbols

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

Claims (2)

入力装置、記憶装置、演算装置及び出力装置を備えたコンピュータを用い電力価格の範囲を予測する電力価格ゾーン予測方法であって、
前記入力装置により入力された電力価格の価格帯を分類するゾーンの情報に基づいて、前記演算装置が前記電力価格の価格帯を複数のゾーンに分類するとともに、当該複数のゾーンの境界を閾値とすることに決定するステップと、
所定の入力変数を含む学習データに対する出力値を前記決定した閾値に基づきクリッピングした出力データを得ることで、前記記憶装置上に構築されたニューラルネットワークが学習するステップと、
前記学習したニューラルネットワークを用いて、前記所定の入力変数を含む入力データに対する出力値を前記決定した閾値に基づきクリッピングした出力値を得るステップと、
このステップにより得た出力値を用いて、2進木により前記分類した複数のゾーンの価格帯であるかを予測して、前記出力装置を介して出力するステップと
を備えたことを特徴とする電力価格ゾーン予測方法。
A power price zone prediction method for predicting a range of power prices using a computer including an input device, a storage device, a computing device, and an output device,
Based on the information of the zone that classifies the price range of the power price input by the input device, the computing device classifies the price range of the power price into a plurality of zones, and sets the boundaries of the plurality of zones as threshold values. Steps to decide to do,
Learning a neural network built on the storage device by obtaining output data obtained by clipping an output value for learning data including a predetermined input variable based on the determined threshold;
Using the learned neural network to obtain an output value obtained by clipping an output value for input data including the predetermined input variable based on the determined threshold;
Using the output value obtained in this step, predicting whether it is the price range of the plurality of zones classified by a binary tree, and outputting via the output device Electricity price zone prediction method.
入力装置、記憶装置、演算装置及び出力装置を備えたコンピュータに電力価格の範囲を予測させるための電力価格ゾーン予測プログラムであって、
前記コンピュータに、
前記入力装置により入力された電力価格の価格帯を分類するゾーンの情報に基づいて、前記演算装置が前記電力価格の価格帯を複数のゾーンに分類するとともに、当該複数のゾーンの境界を閾値とすることに決定するステップと、
所定の入力変数を含む学習データに対する出力値を前記決定した閾値に基づきクリッピングした出力データを得ることで、前記記憶装置上に構築されたニューラルネットワークが学習するステップと、
前記学習したニューラルネットワークを用いて、前記所定の入力変数を含む入力データに対する出力値を前記決定した閾値に基づきクリッピングした出力値を得るステップと、
このステップにより得た出力値を用いて、2進木により前記分類した複数のゾーンの価格帯であるかを予測して、前記出力装置を介して出力するステップと
を実行させるための電力価格ゾーン予測プログラム。
A power price zone prediction program for causing a computer including an input device, a storage device, a computing device, and an output device to predict a range of power prices,
In the computer,
Based on the information of the zone that classifies the price range of the power price input by the input device, the computing device classifies the price range of the power price into a plurality of zones, and sets the boundaries of the plurality of zones as threshold values. Steps to decide to do,
Learning a neural network built on the storage device by obtaining output data obtained by clipping an output value for learning data including a predetermined input variable based on the determined threshold;
Using the learned neural network to obtain an output value obtained by clipping an output value for input data including the predetermined input variable based on the determined threshold;
Using the output value obtained in this step, predicting whether it is the price range of the plurality of zones classified by a binary tree, and outputting the output via the output device Prediction program.
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