JP6079215B2 - 電力需要予測装置、プログラム - Google Patents
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Description
・デマンドレスポンスの有無と需要計画の有無に応じて前記複数の需要家をグループ分けする需要家グループ管理手段;
・前記各グループのうち前記需要計画が無いグループに関して、そのグループに属する需要家の前記実績データに基づいて予め作成される需要予測モデルと、予測対象日におけるインセンティブ以外の要因と、に基づいて該予測対象日の電力需要予測を行う需要予測手段;
・前記各グループのうち前記デマンドレスポンス有りのグループに関して、予測対象日における前記インセンティブの程度に応じて前記電力需要予測結果または前記需要計画を補正する需要予測補正手段;
図1は、本例の電力需要予測装置を含むシステム構成図である。
本システムでは、各需要家(オフィス、工場、一般家庭等)には、それぞれ、少なくともスマートメーター1が設置されており、更に需要家管理システム2(EMS等)も設置されている需要家も存在するものとする。尚、需要(電力需要)とは、電力使用量と同義である。
以下、図2や図3、図4等を参照して、需要予測装置10の各処理機能部やデータベース構造について説明する。
図示の例では、需要家データベース11に格納される需要家データ30は、各需要家の識別用ID(需要家No.31)毎に対応付けて、住所32、事業種類33、契約電力34、デマンドレスポンス実施35、需要計画の作成36、グループ37の各データ項目より成る。住所32、事業種類33、契約電力34については特に説明しない。
実績データベース12には、各需要家毎に、過去の電力使用量データ(電力需要実績データ)、電力価格単価実績値、電力価格単価以外の要因(気象条件;例えば、気温、湿度、天気や季節などや、曜日や休日/平日や、時間帯等;換言すれば“インセンティブ以外の要因”であり、これらを総称して“環境要因”と呼ぶものとする)の実績値等が記憶されている(これらを総称して“需要等実績データ”と呼ぶものとする)。
・グループ1;DR実施しない、且つ、需要計画無し
・グループ2;DR実施する、且つ、需要計画無し
・グループ3;DR実施する、且つ、需要計画有り
すなわち、各需要家をインセンティブを付与するグループ(DR実施する)と付与しないグループ(DR実施しない;グループ1)とに分ける。更に、DR実施の需要家に関しては、需要計画有りで需要計画を作成する需要家グループ(グループ3)と需要計画無しで需要計画を作成しない需要家グループ(グループ2)とに分ける。
最後に、各グループの電力需要予測値(グループ2,3については、DR予測結果が反映される)を積算部21で合算し、全体の(例えば地域全体の)電力需要予測値を出力する。
・参考文献2;特開2000−276460号公報
・参考文献3;「Proceedings of the IASTED International Conference 248-039 ‘Peak Load Forecasting using Neural Networks and Fuzzy Inference’」
但し、上記の例では、上記各グループに対応する需要予測モデルは、グループ1とグループ2について作成されるが、グループ3については作成されない。なぜなら、上記の通りグループ3は“需要計画を作成する需要家グループ”であるので、需要予測結果ではなく、需要計画データを用いるからである。詳しくは後述する。
尚、図2の例では需要家グループ管理部15が需要計画データを取得してこれをDR予測部16に入力させるものとなっているが、この例に限るわけではない。
また、例えば時間帯Aに関して、図5(b)に示すように、元々の電力需要量が図示のQA(斜線で示す部分)であり、電力価格単価変更によって図示のΔQA(網掛けで示す部分)の分だけ増加したとするならば、上記(1)式における分子は“ΔQA/QA”となる。よって、これらによって下記のように弾力係数EABが求められることになる。
つまり、時間帯Bの電力価格単価の変更に応じた(更にその変更量ΔPB=10に応じた)時間帯Aの電力需要量の変化の程度を示す弾力係数EABが、求められることになる。
更に、上記と同様にして、時間帯Aの電力価格単価が変更された場合の各時間帯A,B,Cの電力需要量の変化の程度を示す弾力係数EAA、EBA、ECAを求めることもできる。同様に、時間帯Cの電力価格単価が変更された場合の各時間帯A,B,Cの電力需要量の変化の程度を示す弾力係数EAC、EBC、ECCを求めることもできる。
まず、図6〜図10を参照して、上記需要家グループ管理部15について、詳細に説明する。
グループ代表需要データ作成部52は、グループ1,2に関しては、実績データベース12などに基づいて、各グループ毎にグループ代表需要データ61を生成してグループ需要予測モデル作成部53へ出力する。また、グループ3に関しては、需要計画データ等に基づいて、グループ3代表需要計画データ60を生成してDR予測部16へ出力する。詳細は図8に示す。
図7は、需要家グループ作成部51の処理フローチャート図である。
同図において、需要家グループ作成部51は、需要家データベース11の上記需要家データ30の各レコードを順次処理対象として、各処理対象レコード毎に図示の処理を実行する。すなわち、処理対象レコードのデマンドレスポンス実施35を参照して、デマンドレスポンスを実施する需要家であるか否かを判定する(ステップS11)。デマンドレスポンス実施35が上記“実施する”であればステップS11の判定はYESとなり、ステップS12へ移行する。一方、デマンドレスポンス実施35が上記“実施しない”であれば(ステップS11、NO)、この需要家は上記グループ1であるものと判定して上記‘1’を処理対象レコードのグループ37に格納する(ステップS15)。
図8に示す例では、グループ代表需要データ作成部52は、実績データ抽出部71、グループ代表需要データ計算部72を有する。
図9に、グループ代表需要データ61のデータ構成例を示す。尚、図9のデータ内容は、グループ1に関するものである。
図示の例において、例えば先頭レコードは、日曜日の0時台(0:00〜0:59)における気温、湿度、電力需要、電力価格単価それぞれの上記代表値(積算値/平均値等)が、気温64、湿度65、電力需要66、電力価格単価67に格納されていることになる。尚、上記の通り、これらの代表値は、グループ1に属する全ての需要家の需要等実績データに基づいて算出されたものである。
ここで、図14に、グループ代表需要データ61作成のイメージを示す。例えば図4の例から図9の例を作成するイメージを示す。
図11は、需要予測部14について詳細に説明する為の図である。
図12は、価格弾力係数管理部17の処理フローチャート図である。
更に詳しくは、例えば、上述した弾力係数EABを求める場合(i=A、j=B)を例にする。この場合、まずステップS21では、例えば任意の需要家の(任意の需要家No.の)実績データ40を処理対象として、この実績データ40のなかで時間帯Bにおける電力価格単価47が上記基準価格PAである日を検索して求めて、同日の時間帯Aにおける電力需要46(積算値など)を上記需要データDAとして取得する。
上記処理によって取得したPA,DA,PB,DBを用いて、上記ステップS23〜S25の処理によって、価格弾力係数が算出される。
図13は、DR予測部16の処理フローチャート図である。
2 需要家管理システム(EMS)
3 ネットワーク
10 需要予測装置
11 需要家データベース
12 実績データベース
13 需要予測モデル作成部
14 需要予測部
15 需要家グループ管理部
16 DR予測部(需要予測補正部)
17 価格弾力係数管理部
21 積算部
22 グループ1需要予測モデル
23 グループ2需要予測モデル
24 グループ2DR予測モデル
25 グループ3DR予測モデル
30 需要家データ(テーブル)
31 需要家No.
32 住所
33 事業種類
34 契約電力
35 デマンドレスポンス実施
36 需要計画の作成
37 グループ
40 需要等実績データ
41 日時
42 曜日
43 休日/平日
44 気温
45 湿度
46 電力需要
47 電力価格単価
51 需要家グループ作成部
52 グループ代表需要データ作成部
53 グループ需要予測モデル作成部
60 グループ3代表需要計画データ
61 グループ代表需要データ
62 曜日
63 休日/平日
64 気温
65 湿度
66 電力需要
67 電力価格単価
68 日時
71 実績データ抽出部
72 グループ代表需要データ計算部
81 グループ1代表需要予測データ
82 グループ2代表需要予測データ
Claims (11)
- 任意のインセンティブに応じたデマンドレスポンスを実施する1以上の需要家を含む複数の需要家に関する電力需要を予測する装置であって、
前記各需要家の過去の電力需要に係わる実績データが記憶される実績データ記憶手段と、
デマンドレスポンスの有無と需要計画の有無に応じて前記複数の需要家をグループ分けする需要家グループ管理手段と、
前記各グループのうち前記需要計画が無いグループに関して、そのグループに属する需要家の前記実績データに基づいて予め作成される需要予測モデルと、予測対象日におけるインセンティブ以外の要因と、に基づいて該予測対象日の電力需要予測を行う需要予測手段と、
前記各グループのうち前記デマンドレスポンス有りのグループに関して、予測対象日における前記インセンティブの程度に応じて前記電力需要予測結果または前記需要計画を補正する需要予測補正手段と、
を有することを特徴とする電力需要予測装置。 - 前記需要計画が無い各グループ毎に、予め、そのグループに属する需要家の前記実績データに基づいて、そのグループに対応する前記需要予測モデルを生成する需要予測モデル作成手段を更に有することを特徴とする請求項1記載の電力需要予測装置。
- 前記インセンティブの程度に応じた電力需要の変化の程度を係数化した弾力係数を保持する弾力係数管理手段を更に有し、
前記需要予測補正手段は、前記インセンティブと前記弾力係数とを用いて、前記デマンドレスポンス有りのグループに関する前記電力需要予測結果または前記需要計画を補正することで、前記デマンドレスポンス有りのグループに関するインセンティブ付与時の電力需要予測値を算出することを特徴とする請求項1または2記載の電力需要予測装置。 - 前記デマンドレスポンス有りのグループは、デマンドレスポンス有りで且つ前記需要計画無しのグループである第2グループと、デマンドレスポンス有りで且つ前記需要計画有りのグループである第3グループであり、
更に前記デマンドレスポンス無しのグループである第1グループにグループ分けされており、
前記需要予測補正手段は、前記第2グループに関しては前記電力需要予測結果を補正し、前記第3グループに関しては前記需要計画を補正することで、該第2、第3の各グループ毎にインセンティブ付与時の電力需要予測値を算出することを特徴とする請求項2記載の電力需要予測装置。 - 前記需要家グループ管理手段は、前記第1、第2の各グループ毎に、予め、そのグループに属する全需要家の前記実績データの平均値または積算値を代表値として求めるグループ代表データ作成部を更に有し、
前記需要予測モデル作成手段は、該各グループ毎の代表値を用いて前記第1、第2の各グループに対応する前記需要予測モデルを生成することを特徴とする請求項4記載の電力需要予測装置。 - 前記第1グループに関する前記電力需要予測結果と、前記第2グループ、第3グループそれぞれの前記インセンティブ付与時の電力需要予測値とを積算して、全体の需要予測値を算出する積算手段、
を更に有することを特徴とする請求項4または5記載の電力需要予測装置。 - 前記インセンティブは電力価格単価であり、
前記弾力係数は、該電力価格単価の変化の程度に応じた電力需要の変化の程度を係数化した価格弾力係数であることを特徴とする請求項3記載の電力需要予測装置。 - 前記価格弾力係数は、任意の時間帯における電力価格単価の変化の程度に応じて、同時間帯あるいは他の時間帯における電力需要の変化の程度を係数化したものであることを特徴とする請求項7記載の電力需要予測装置。
- 前記価格弾力係数は、一日を複数の時間帯に分けた場合の任意の時間帯i,jに係る価格弾力係数Eijであり、該価格弾力係数Eijは、以下の(1)式で表されるものである、
Di ;時間帯iの元々の需要量
ΔPj;時間帯jにおける電力価格の変化量
Pj ;時間帯jの元々の電力価格(基準価格)}
ことを特徴とする請求項8記載の電力需要予測装置。 - 前記需要予測補正手段は、前記価格弾力係数を用いて、予測対象日の各時間帯における電力価格の変化量に応じた各時間帯毎の電力需要変化量を求め、該求めた電力需要変化量を用いて前記電力需要予測結果または前記需要計画を補正することを特徴とする請求項9記載の電力需要予測装置。
- 任意のインセンティブに応じたデマンドレスポンスを実施する1以上の需要家を含む複数の需要家に関する電力需要を予測する装置のコンピュータを、
前記各需要家の過去の電力需要に係わる実績データが記憶される実績データ記憶手段と、
デマンドレスポンスの有無と需要計画の有無に応じて前記複数の需要家をグループ分けする需要家グループ管理手段と、
前記各グループのうち前記需要計画が無いグループに関して、そのグループに属する需要家の前記実績データに基づいて予め作成される需要予測モデルと、予測対象日におけるインセンティブ以外の要因とに基づいて、該予測対象日の電力需要予測を行う需要予測手段と、
前記各グループのうち前記デマンドレスポンス有りのグループに関して、予測対象日における前記インセンティブの程度に応じて前記電力需要予測結果または前記需要計画を補正する需要予測補正手段、
として機能させる為のプログラム。
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