JP6746946B2 - Power demand forecasting apparatus and power demand forecasting method - Google Patents
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Description
この発明は、電力需要予測装置、及び電力需要予測方法に関する。 The present invention relates to a power demand prediction device and a power demand prediction method.
特許文献1には、当日の需要曲線に最も近似する過去需要曲線を特定することにより電力需要量の変化を予測する方法について記載されている。具体的には、(a)現在時刻までの2時間における当日の電力需要量を5分間隔で求め、(b)電力需要データベースを参照し、過去の任意の時間帯における2時間分の電力需要量を5分間隔で求め、(c)当日の電力需要量と(b)で求めた過去の電力需要量との偏差を求め、(d)偏差の絶対値の和Sdを求め、(e)Sdが最小になる時間帯における需要曲線を、当日需要曲線に最も近似するものとして特定することが記載されている。
特許文献2には、電力会社などで毎日の電力需要を予測する電力需要予測支援方法について記載されている。具体的には、過去の負荷データをデータベースに蓄積管理し、現時点での負荷データの入力を受け付け、検索対象期間と現時点以前の所定時間帯の指定とを受け付け、指定時間帯に入力された負荷データと検索対象期間における指定時間帯と同じ時間帯にある過去の負荷データとを比較して指定時間帯に入力された負荷データの変動に類似する過去の負荷データを複数抽出し、過去短時間分の負荷データと、複数の過去の所定時間分の負荷データのそれぞれの変動曲線を表示出力し、表示出力中の複数の過去の負荷変動曲線から特定の曲線を指定する旨の利用者入力を受け付け、当該指定の変動曲線と過去短時間の負荷の変動曲線以外を非表示にすることが記載されている。 Patent Document 2 describes a power demand prediction support method for predicting daily power demand at a power company or the like. Specifically, it stores and manages past load data in a database, accepts input of load data at the present time, accepts the search target period and designation of a predetermined time period before the present time, and loads the load input in the specified time period. Compare the data with the past load data in the same time zone as the specified time zone in the search target period, extract multiple past load data similar to the fluctuation of the load data input in the specified time zone, and reduce the past short time Minute load data and a plurality of load curves for a predetermined number of past predetermined time periods are displayed and output, and user input to specify a specific curve from the plurality of past load change curves being output is displayed. It is described that only the designated fluctuation curve and the fluctuation curve of the load in the past short time are hidden and displayed.
特許文献3には、予測装置が、電力予測データの予測期間と、予測期間より前の時間に位置する分類用期間の入力を受け付け、予測対象日当日の分類用期間の電力需要データを対象分類用データとして読み込み、予測対象日より過去日の分類用期間の電力需要データを過去分類用データとして読み込み、予測対象日より過去日の予測期間の電力需要データを過去予測期間データとして読み込み、対象分類用データおよび過去分類用データそれぞれの電力需要データに対して、所定の平均値と所定の標準偏差とを所定の値として正規化演算し、正規化演算された対象分類用データおよび過去分類用データの電力需要データをもとに、複数のクラスのいずれかに分類し、分類された過去分類用データのうち、対象分類用データと同じクラスの過去分類用データを抽出し、抽出された過去分類用データに対応する過去予測期間データの統計値を、予測対象日当日の予測期間における電力予測データである対象予測期間データとして計算し、計算した対象予測期間データを出力することが記載されている。 In Patent Document 3, a prediction device receives an input of a prediction period of power prediction data and a classification period located at a time before the prediction period, and classifies the power demand data of the classification period on the prediction target day on the target classification. Data for the forecast period, the power demand data for the classification period past the forecast target date is read as data for the past category, and the power demand data for the forecast period past the forecast target date is read as the past forecast period data. Target data and past classification data that have been subjected to normalization calculation by using a predetermined average value and a predetermined standard deviation as predetermined values for the respective power demand data Based on the power demand data of, the data is classified into one of multiple classes, and the past classification data of the same class as the target classification data is extracted from the classified past classification data, and the extracted past classification It is described that the statistical value of the past forecast period data corresponding to the data for calculation is calculated as the target forecast period data which is the power forecast data in the forecast period on the day of the forecast target day, and the calculated target forecast period data is output. ..
安定かつ経済的な電力需給運用を行うためには、電力需要の正確な予測に基づく需給計画の策定が必要である。また昨今の電力システム改革においては計画値同時同量が要請されており、より精度の高い需要予測を行うことが求められている。 In order to carry out stable and economical power supply and demand operation, it is necessary to formulate a power supply and demand plan based on accurate prediction of power demand. Further, in the recent electric power system reform, the same planned amount is required at the same time, and more accurate demand forecast is required.
一方、再生可能エネルギー、とりわけ太陽光発電の大量導入による昼間需要の変化やヒートポンプ給湯器のような省エネ機器増加による深夜需要の変化等、電力需要カーブの変動要因は多様化しており、電力需要を正確に予測することが難しくなってきている。 On the other hand, the fluctuation factors of the power demand curve are diversifying, such as the change in daytime demand due to the large-scale introduction of renewable energy, especially solar power generation, and the change in late-night demand due to the increase in energy-saving equipment such as heat pump water heaters. It is becoming difficult to predict accurately.
電力需要の予測に際しては、さまざまな予測手法に過去の時系列データが利用されている。しかし膨大な過去の時系列データの中から予測日の電力需要に近い時系列データを、例えば、人間系で探索しようとすると大変な時間と労力が必要になる。また予測日の電力需要に近い時系列データを、例えば、自動で探索しようとすれば、特性が異なる時系列データが探索されて予測精度が大きく低下してしまうことがある。 When forecasting power demand, past time series data are used in various forecasting methods. However, it takes a great deal of time and effort to search for time series data close to the power demand on the predicted date from a huge amount of past time series data by, for example, a human system. In addition, for example, if an attempt is made to automatically search for time series data that is close to the power demand on the prediction date, time series data having different characteristics may be searched, and the prediction accuracy may drop significantly.
本発明は、このような背景に鑑みてなされたもので、電力需要の予測を精度よく行うことが可能な、電力需要予測装置、及び電力需要予測方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such a background, and an object of the present invention is to provide a power demand prediction device and a power demand prediction method capable of accurately predicting power demand.
上記目的を達成するための本発明のうちの一つは、電力需要予測装置であって、電力需要の実績値である時系列データを記憶する時系列データ記憶部と、予測日の所定期間について、前記所定期間における前記時系列データである予測日時系列データと予測日よりも前の日の前記時系列データである過去日時系列データとを比較し、前記所定期間において大小関係が反転しない前記過去日時系列データを、前記所定期間において大小関係が反転する前記過去日時系列データよりも優先して、前記電力需要の予測に用いる前記時系列データとして選出する、時系列データ選出部と、選出された前記時系列データに基づき予測日の電力需要を予測する電力需要予測部と、を備える。 One of the inventions for achieving the above object is a power demand prediction apparatus, which is a time series data storage unit that stores time series data that is an actual value of power demand, and a predetermined period of a prediction date. , Comparing the predicted date/time series data, which is the time series data in the predetermined period, with the past date/time series data, which is the time series data on a day before the predicted date, and the past in which the magnitude relationship is not reversed in the predetermined period the time series data, and the predetermined period said in preference to the past time-series data Increase Decrease relationship is reversed Te smell, selects as the time series data used for predicting the power demand, the time-series data selecting unit, selecting And a power demand prediction unit that predicts the power demand on the predicted day based on the time series data.
本発明によれば、予測日の時系列データと傾向が類似する時系列データを電力需要の予測に用いる時系列データとして選出することができ、また差(距離)による判定のみでは除外することのできない、特性の異なる時系列データを除外することができる。このため、電力需要の予測精度を向上させることができ、ひいては経済的な系統運用の実現やインバランス(消費電力量と発電電力量との差分)の低減等を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to select time-series data having a tendency similar to that of the prediction date as time-series data used for power demand prediction, and to exclude it only by the determination based on the difference (distance). It is possible to exclude time series data with different characteristics that cannot be obtained. Therefore, it is possible to improve the prediction accuracy of the power demand, and eventually realize economical system operation and reduce the imbalance (difference between the power consumption and the generated power).
本発明の他の一つは、上記電力需要予測装置であって、前記時系列データ選出部は、前記所定期間を前半期間と後半期間に分割し、前記前半期間における前記予測日時系列データの平均である予測日前半平均、前記後半期間における前記予測日時系列データの平均である予測日後半平均、前記前半期間における前記過去日時系列データの平均である過去日前半平均、前記後半期間における前記過去日時系列データの平均である過去日後半平均、を求め、前記過去日前半平均が前記予測日前半平均以上であれば正値をとり、前記過去日前半平均が前記予測日前半平均未満であれば負値をとる変数である前半フラグの値を求め、前記過去日後半平均が前記予測日後半平均以上であれば正値をとり、前記過去日後半平均が前記予測日後半平均未満であれば負値をとる変数である後半フラグの値を求め、前記前半フラグと前記後半フラグとの積が正値となる場合は、前記所定期間内に大小関係が反転しないと判定し、前記前半フラグと前記後半フラグとの積が負値となる場合は、前記所定期間内に大小関係が反転すると判定する。 Another one of the present invention is the power demand prediction apparatus, wherein the time series data selection unit divides the predetermined period into a first half period and a second half period, and averages the forecast date/time series data in the first half period. The forecast first half average, the forecast date second half average that is the average of the forecast date/time series data in the second half period, the past day first half average that is the average of the past date/time series data in the first half period, and the past date/time in the second half period The average of the series data, the latter half of the past day, is obtained, and a positive value is taken if the first half of the past day is equal to or more than the first half of the prediction day, and a negative value if the first half of the past day is less than the first half of the prediction day. The value of the first half flag, which is a variable that takes a value, is obtained, and takes a positive value if the average of the latter half of the past day is greater than or equal to the average of the latter half of the forecast day, and a negative value if the average of the latter half of the past day is less than the latter half of the forecast day obtains the value of the late flag is a variable taking, if the product of the second half flag and the half flag is a positive value, it is determined that the large-small relationship within a predetermined period of time is not inverted, the said first half flag If the product of the second half of the flag has a negative value, it is determined that the large-small relationship is reversed within the predetermined period.
本発明によれば、所定期間内における予測日時系列データと過去日時系列データの大小関係の反転有無を精度よく容易に判定することができ、傾向の類似する時系列データを電力需要の予測に用いる時系列データとして容易に選出することができる。 According to the present invention, it is possible to accurately and easily determine whether or not the magnitude relationship between the predicted date/time series data and the past date/time series data within a predetermined period is reversed, and time series data having similar tendencies are used for power demand prediction. It can be easily selected as time series data.
本発明の他の一つは、上記電力需要予測装置であって、前記予測日時系列データと前記過去日時系列データとの対応する各時間における差に基づき両者の類似度を求め、前記類似度が予め設定されている第1閾値を超えている前記過去日時系列データを時系列データの候補として取得する、時系列データ候補取得部を備え、前記時系列データ選出部は、前記時系列データ候補取得部が取得した前記過去日時系列データの中から、前記電力需要の予測に用いる前記時系列データを選出する。 Another aspect of the present invention is the power demand prediction apparatus, wherein the similarity between the predicted date/time series data and the past date/time series data is calculated based on a difference in each corresponding time. A time-series data candidate acquisition unit that acquires the past date/time series data that exceeds a preset first threshold value as a time-series data candidate is provided, and the time-series data selection unit acquires the time-series data candidate. The time series data used for prediction of the power demand is selected from the past date and time series data acquired by the department.
本発明によれば、差(距離)による判定により取得した時系列データについて、前述した所定期間内における大小関係を判定して電力需要の予測に用いる時系列データを選出するので、電力需要の予測精度を向上させることができる。 According to the present invention, with respect to the time series data acquired by the determination based on the difference (distance), the time series data used for the prediction of the power demand is selected by determining the magnitude relationship within the above-described predetermined period , and thus the prediction of the power demand is performed. The accuracy can be improved.
本発明の他の一つは、上記電力需要予測装置であって、前記予測日時系列データと前記過去日時系列データとの対応する各時間における差に基づき両者の類似度を求め、前記類似度が予め設定されている第1閾値を超えている前記過去日時系列データを時系列データの候補として取得する、時系列データ候補取得部を備え、前記時系列データ選出部は、前記時系列データ候補取得部が取得した前記過去日時系列データのうち前記類似度が第2閾値(>第1閾値)を超えているものについては前記電力需要の予測に用いる前記時系列データとして選出し、前記時系列データ候補取得部が取得した前記過去日時系列データのうち前記類似度が前記第2閾値を超えていないものについては、前記所定期間において大小関係が反転しない前記過去日時系列データを、前記所定期間において大小関係が反転する前記過去日時系列データよりも優先して、前記電力需要の予測に用いる前記時系列データとして選出する。 Another aspect of the present invention is the power demand prediction apparatus, wherein the similarity between the predicted date/time series data and the past date/time series data is calculated based on a difference in each corresponding time. A time-series data candidate acquisition unit that acquires the past date/time series data that exceeds a preset first threshold value as a time-series data candidate is provided, and the time-series data selection unit acquires the time-series data candidate. Among the past date/time series data acquired by the department, those having the similarity exceeding a second threshold value (>first threshold value) are selected as the time series data used for the prediction of the power demand, and the time series data is selected. wherein said similarity of said past time-series data candidate obtaining unit has obtained about what does not exceed the second threshold value, the past time-series data Increase Decrease relationship is not inverted Te predetermined period smell, the predetermined period wherein in preference to the past time-series data Increase Decrease relationship Te smell is reversed, selects as the time series data used for the prediction of the power demand.
本発明によれば、類似度が第2閾値(>第1閾値)を超えているものについては電力需要の予測に用いる時系列データとして選出し、類似度が第2閾値を超えていないものについては、前述した所定期間内における大小関係を判定して電力需要の予測に用いる時系列データを選出するので、効率よく時系列データを選出することができる。
According to the present invention, the data whose similarity exceeds the second threshold (>the first threshold) is selected as time-series data used for prediction of power demand, and the data whose similarity does not exceed the second threshold. Selects the time series data to be used for predicting the power demand by determining the magnitude relationship within the above-described predetermined period , so that the time series data can be efficiently selected.
本発明の他の一つは、上記電力需要予測装置であって、前記時系列データ候補取得部は、前記予測日時系列データ及び前記過去日時系列データの夫々の時間ごとの差の二乗和平方根の値が小さい程、類似の度合いが大きくなる特性を有する指標を前記類似度とする。 Another aspect of the present invention is the power demand prediction apparatus, wherein the time-series data candidate acquisition unit is a sum of square roots of a difference between the predicted date-time series data and the past date-time series data for each time. An index having a characteristic that the smaller the value is, the greater the degree of similarity is, is the similarity.
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、及び図面により明らかにされる。 In addition, the problems disclosed by the present application and the solutions therefor will be made clear by the section of the embodiments for carrying out the invention and the drawings.
本発明によれば、電力需要の予測を精度よく行うことができる。 According to the present invention, it is possible to accurately predict power demand.
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1に一実施形態として示す電力需要予測装置10が備える主なハードウェアを、図2に電力需要予測装置10が備える主な機能及び電力需要予測装置10が記憶する主な情報を示している。電力需要予測装置10は、情報処理装置(パーソナルコンピュータ、ワークステーション、メインフレーム等)を用いて構成されている。電力需要予測装置10は、例えば、電力会社の中央給電指令所等に設置される。
FIG. 1 illustrates main hardware included in the power
電力需要予測装置10は、電力需要の実績値である時系列データに基づき、例えば、時系列分析(Time Series Analysis)、回帰分析、ニューラルネットワークによる分析等を行うことにより電力需要を予測する。電力需要予測装置10は、蓄積している時系列データの中から電力需要の予測に用いる時系列データとして適切なものを選出し、選出した時系列データを用いて電力需要を予測する。
The power
上記選出に際し、電力需要予測装置10は、例えば、予測日の所定期間(例えば、予測日の開始時(例えば、午前零時)から現在までの期間)における時系列データである予測日時系列データと、予測日よりも前の日の時系列データである過去日時系列データとの差(対応する時間毎の差(距離))に基づき、両者の類似度(類似する程、値が大きくなるように設定する)を求め、類似度が予め設定されている第1閾値(>0)を超えている過去日時系列データを電力需要の予測に用いる時系列データの候補として取得する。
At the time of the selection, the power
また電力需要予測装置10は、予測日の上記所定期間について、予測日時系列データの傾向(増加傾向であるか減少傾向であるか)と過去日時系列データの傾向とを比較し、傾向が類似する過去日時系列データを傾向が類似しない過去日時系列データに優先して、電力需要の予測に用いる時系列データとして選出する。
Further, the power
より具体的には、電力需要予測装置10は、上記所定期間において予測日時系列データと過去日時系列データとを比較し、上記所定期間において大小関係が反転しない過去日時系列データを、上記所定期間において大小関係が反転する過去日時系列データよりも優先して、電力需要の予測に用いる時系列データとして選出する。
More specifically, the power
図1に示すように、電力需要予測装置10は、プロセッサ11、記憶装置12、入力装置13、出力装置14、及び通信装置15を備える。プロセッサ11は、例えば、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)を用いて構成されている。記憶装置12は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、NVRAM(Non Volatile RAM)、ハードディスクドライブ、SSD(Solid State Drive)等であり、プログラムやデータを記憶する。
As illustrated in FIG. 1, the power
入力装置13は、情報の入力を行うユーザインタフェース(キーボード、マウス等)である。出力装置14は、各種の情報をユーザに提供するユーザインタフェースであり、例えば、液晶モニタ、印字装置等である。通信装置15は、NIC(Network Interface Card)等の通信インタフェースを用いて構成され、他の装置(例えば、監視制御システム、系統制御システム、配電自動化システム、各種データベースシステム、インターネット上のWebサーバ等)と通信する。
The
図2に示すように、電力需要予測装置10は、時系列データ記憶部211、時系列データ候補取得部212、時系列データ選出部213、及び電力需要予測部214の各機能を備える。尚、電力需要予測装置10は、更にDBMS(DataBase Management System)の機能を備えていてもよい。これらの機能は、プロセッサ11が、記憶装置12に格納されているプログラムを実行することにより、もしくは電力需要予測装置10が備えるハードウェアにより実現される。
As shown in FIG. 2, the power
同図に示すように、電力需要予測装置10は、時系列データ251、カレンダ情報271(曜日、祝祭日、季節(シーズン)等の情報)、気象情報272(少なくとも時系列データ251に対応する各日の気象情報(気温、湿度、風速、日射量等)を含む)、及び経済情報273(時系列データ251に対応する数年分の景気動向等)を記憶する。電力需要予測装置10は、カレンダ情報271、気象情報272、及び経済情報273を、例えば、インターネットを介して取得し、これらの情報を、例えば、データベースのテーブルとして管理する。
As shown in the figure, the power
上記機能のうち、時系列データ記憶部211は、中央給電指令所において動作する他のシステム等によって随時取得される、過去所定年数前から現在までの各日の電力需要(電力消費量)の実績値である時系列データ251(例えば、時間単位、分単位、秒単位等の所定の時間間隔で取得されたデータ)を記憶する。尚、各時系列データ251には夫々が取得された日時を示す情報が付帯する。
Among the above functions, the time-series
時系列データ候補取得部212は、予測日の所定期間(例えば、予測日の現在までの期間)について、予測日時系列データと過去日時系列データとの、対応する各時間における差(距離)に基づき両者の類似度を求め、類似度が予め設定されている第1閾値を超えている過去日時系列データを、電力需要の予測に用いる時系列データの候補として取得する。時系列データ候補取得部212は、上記類似度として、例えば、予測日時系列データ及び過去日時系列データの夫々の各時間における差(距離)の二乗和平方根を用いて、この値が小さい程、類似の度合いが大きくなる特性を有する指標を設定する。時系列データ候補取得部212が、更に予測日時系列データとカレンダ情報、気象情報、経済情報等が一致又は類似するものを時系列データの候補として取得するようにしてもよい。
The time-series data
尚、このように、時系列データ候補取得部212は、予測日時系列データと過去日時系列データとの、対応する各時間における差(距離)に基づき類似度を求めるので、時系列データ候補取得部212が取得する時系列データには、予測日時系列データと増加傾向や減少傾向が異なる過去日時系列データが含まれてしまう可能性がある。
As described above, the time-series data
時系列データ選出部213は、予測日の所定期間(例えば、予測日の現在までの期間)について、予測日時系列データと過去日時系列データとを比較し、上記所定期間において大小関係が反転しない過去日時系列データを、上記所定期間において大小関係が反転する過去日時系列データよりも優先して、電力需要の予測に用いる時系列データとして選出する。同図に示すように、時系列データ選出部213は、期間分割部2131、平均算出部2132、フラグ算出部2133、及び大小関係判定部2134の各機能を備える。
The time-series
上記機能のうち、期間分割部2131は、上記所定期間を、前半期間と後半期間に分割する。
Of the above functions, the
平均算出部2132は、前半期間における予測日時系列データの平均である予測日前半平均、後半期間における予測日時系列データの平均である予測日後半平均、前半期間における過去日時系列データの平均である過去日前半平均、及び後半期間における過去日時系列データの平均である過去日後半平均を求める。
The
フラグ算出部2133は、過去日前半平均が予測日前半平均以上であれば正値をとり、過去日前半平均が予測日前半平均未満であれば負値をとる変数である、前半フラグの値を求める。またフラグ算出部2133は、過去日後半平均が予測日後半平均以上であれば正値をとり、過去日後半平均が予測日後半平均未満であれば負値をとる変数である、後半フラグの値を求める。
The
大小関係判定部2134は、予測日時系列データの傾向と過去日時系列データの傾向とが類似するか否かを判定する。具体的には、大小関係判定部2134は、前半フラグと後半フラグの積が正値となる場合は、上記所定期間において予測日時系列データと過去日時系列データの大小関係が反転しない(傾向が類似する)と判定し、前半フラグと後半フラグの積が負値となる場合は、上記所定期間において予測日時系列データと過去日時系列データの大小関係が反転する(傾向が類似しない)と判定する。
The magnitude
図2に示す電力需要予測部214は、時系列データ選出部213によって選出された時系列データに基づき、例えば、時系列分析、回帰分析、ニューラルネットワークによる分析等を行うことにより、将来の電力需要を予測する。電力需要予測部214は、上記予測に際し、例えば、電力需要に影響を与える因子(例えば、カレンダ情報271、気象情報272、経済情報273)と時系列データとの相関を表す関係式を導出し、導出した関係式を用いて電力需要を予測する。
The power
[処理例]
続いて、図3に示すフローチャートとともに、電力需要予測装置10が電力需要の予測に際して行う処理(以下、電力需要予測処理S300と称する。)について説明する。
[Processing example]
Next, a process (hereinafter, referred to as a power demand prediction process S300) performed by the power
同図に示すように、まず電力需要予測装置10は、記憶している時系列データ251から予測日時系列データを取得する(S311)。
As shown in the figure, first, the power
続いて、電力需要予測装置10の時系列データ候補取得部212が、記憶している時系列データ251の中から、予測日時系列データに類似する一つ以上の時系列データ(過去日時系列データ)を、電力需要の予測に用いる時系列データの候補として取得する(S312)。尚、時系列データ候補取得部212が、上記予測日時系列データに類似する時系列データから、カレンダ情報や気象情報、経済情報等が一致又は類似することを条件として更に絞り込んだものを電力需要の予測に用いる時系列データの候補として取得するようにしてもよい。
Subsequently, the time-series data
続いて、電力需要予測装置10の時系列データ選出部213が、予定日の所定期間を前半期間と後半期間に分割する(S313)。
Subsequently, the time-series
続いて、電力需要予測装置10の時系列データ選出部213が、予測日前半平均及び予測日後半平均を求める(S314)。
Subsequently, the time-series
続いて、電力需要予測装置10は、S312で取得した過去日時系列データのうちの一つを選択する(S315)。
Then, the power
続いて、電力需要予測装置10の時系列データ選出部213が、選択中の過去日時系列データについて、過去日前半平均と過去日後半平均を求める(S316)。
Then, the time-series
続いて、電力需要予測装置10の時系列データ選出部213は、前半フラグ及び後半フラグの値を求め(S317)、前半フラグと後半フラグの積の正負を判定する(S318)。前半フラグと後半フラグの積が正であれば(S318:正)、処理はS319に進む。前半フラグと後半フラグの積が負であれば(S318:負)、処理はS320に進む。
Subsequently, the time-series
S319では、電力需要予測装置10の時系列データ選出部213が、選択中の過去日時系列データを電力需要の予測に用いる時系列データとして選出する(例えば、時系列データ選出部213は、選出した時系列データ251に選出した旨を示すフラグを設定する)。
In S319, the time series
S320では、電力需要予測装置10が、S312で取得した過去日時系列データのうち、S315で未取得の過去日時系列データがあるか否かを判定する。未取得の過去日時系列データがある場合(S320:YES)、処理はS315に戻る。未取得の過去日時系列データがない場合(S320:NO)、処理はS321に進む。
In S320, the power
S321では、電力需要予測装置10は、S319で選出した時系列データを用いて予測日の電力需要を予測する。
In S321, the power
尚、以上に説明した電力需要予測処理S300では、S312で時系列データ候補取得部212が取得した全ての時系列データを対象として時系列データ選出部213による判定(S315〜S320)を行うことにより、電力需要の予測に用いる時系列データを選出しているが、例えば、時系列データ選出部213が、S312で時系列データ候補取得部212が取得した時系列データのうち類似度が第2閾値(>第1閾値)を超えている時系列データについては時系列データ選出部213による判定(S315〜S320)の対象とすることなく電力需要の予測に用いる時系列データとして選出し、類似度が第2閾値未満である時系列データのみを対象としてS315〜S320の処理を行うようにしてもよい。そのようにすることで、電力需要予測装置10の処理負荷を軽減することができる。
In the power demand prediction process S300 described above, the time series
[具体例]
図4は、予測日時系列データ及び過去日時系列データの一例である。同図において、X(i)は、予測日時系列データであり、Y1(i),Y2(i),Y3(i),Y4(i)は、いずれも過去日時系列データである。尚、i(所定の自然数)は現在を、i−1〜i−5は過去の各時点を、i+1〜i+s(sは所定の自然数)は将来の各時点を、夫々表す。本例では、i−5からiまでの期間が前述した所定期間に相当する。
[Concrete example]
FIG. 4 is an example of the predicted date/time series data and the past date/time series data. In the figure, X(i) is predicted date/time series data, and Y1(i), Y2(i), Y3(i), and Y4(i) are all past date/time series data. Note that i (predetermined natural number) represents the present, i-1 to i-5 represent past time points, and i+1 to i+s (s is a predetermined natural number) represent future time points. In this example, the period from i-5 to i corresponds to the above-mentioned predetermined period.
本例では、時系列データ候補取得部212は、L1をX(i)とY1(i)の距離、L2をX(i)とY2(i)の距離、L3をX(i)とY3(i)の距離、L4をX(i)とY4(i)の距離として、以下の式から予測日時系列データと過去日時系列データの距離(各時間における差(距離)の二乗和平方根)を求める。
In this example, the time-series data
図3に示した電力需要予測処理S300のS312において、時系列データ候補取得部212は、距離L1〜L4において、距離が小さい程、類似の度合いが大きくなる指標(例えば、L3が最大の値の場合、指標=−0.5×(L1〜L4)/L3+1)を類似度として用いて、例えば、上記4つの距離L1〜L4のうち類似度が第1閾値を超えている過去日時系列データを電力需要の予測に用いる時系列データの候補(過去日時系列データ)として取得する。
In S312 of the power demand prediction process S300 illustrated in FIG. 3, the time series data
また図3のS313において、時系列データ選出部213の期間分割部2131は、例えば、i−5からi−3までを前半期間に、i−2からiまでを後半期間に、上記所定期間を分割し(S313)、平均算出部2132が、例えば、次のようにして予測日前半平均及び予測日後半平均を求める(S314)。
Further, in S313 of FIG. 3, the
続いて、時系列データ選出部213は、S312で取得した過去日時系列データを一つ選択する(S315)。そして時系列データ選出部213の平均算出部2132が、次のようにして、過去日前半平均及び過去日後半平均を求める(S316)。
Then, the time series
続いて、時系列データ選出部213のフラグ算出部2133が、次の判定基準に基づき前半フラグと後半フラグを求める(S317)。
過去日前半平均≧予測日前半平均であれば、前半フラグ=+1(正)
過去日前半平均<予測日前半平均であれば、前半フラグ=−1(負)
過去日後半平均≧予測日後半平均であれば、後半フラグ=+1(正)
過去日後半平均<予測日後半平均であれば、後半フラグ=−1(負)
Subsequently, the
If the first half of the past day ≥ the first half of the prediction day, the first half flag = +1 (positive)
If the average of the first half of the previous day <the average of the first half of the predicted day, the first half flag = -1 (negative)
If the latter half of the past day ≥ the latter half of the prediction day, the latter half flag = +1 (positive)
If the latter half of the past day <the latter half of the forecast day average, the latter half flag = -1 (negative)
続いて、時系列データ選出部213の大小関係判定部2134が、前半フラグと後半フラグの積が正値となる場合は、上記所定期間において予測日時系列データと過去日時系列データの大小関係が反転しないと判定し、前半フラグと後半フラグの積が負値となる場合は、上記所定期間において予測日時系列データと過去日時系列データの大小関係が反転すると判定する(S318)。
Then, when the product of the first half flag and the second half flag is a positive value, the size
時系列データ選出部213は、上記判定結果に基づき、過去日時系列データを予測に用いる時系列データとして選出する(S319)。即ち、時系列データ選出部213は、大小関係が反転しない過去日時系列データを電力需要の予測に用いる時系列データとして選出し(S318:正,S319)、大小関係が反転する過去日時系列データについては、電力需要の予測に用いる時系列データから除外する(S318:負)。
The time-series
続いて、電力需要予測装置10は、S312で取得した過去日時系列データのうち、S315で未取得の過去日時系列データがあるか否かを判定する。未取得の過去日時系列データがある場合(S320:YES)、処理はS315に戻る。未取得の過去日時系列データがない場合(S320:NO)、処理はS321に進む。
Subsequently, the power
S321では、電力需要予測装置10は、S319で選出した時系列データを用いて予測日の電力需要を予測する。
In S321, the power
以上に説明したように、本実施形態の電力需要予測装置10によれば、所定期間において大小関係が反転しない過去日時系列データを、所定期間において大小関係が反転する過去日時系列データよりも優先して、電力需要の予測に用いる時系列データとして選出する。このため、予測日の時系列データと傾向が類似する時系列データを電力需要の予測に用いる時系列データとして選出することができる。また差(距離)による判定のみでは除外することのできない、特性の異なる時系列データを除外することができる。このため、電力需要の予測精度を向上させることができ、ひいては経済的な系統運用の実現やインバランス(消費電力量と発電電力量との差分)の低減等を図ることができる。
As described above, according to the power
ところで、以上の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。 By the way, the above description is for facilitating the understanding of the present invention and does not limit the present invention. It goes without saying that the present invention can be modified and improved without departing from the spirit thereof and that the present invention includes equivalents thereof.
例えば、以上では、期間分割部2131が上記所定期間を前半期間と後半期間に2分割する場合を例として説明したが、上記所定期間を3分割以上に分割し、各期間における、予測日時系列データと過去日時系列データとの大小関係に基づき、予測日時系列データと過去日時系列データの類似度を判定するようにしてもよい。但し、分割数を増やせば処理負荷が増大するので、処理の迅速性を優先したい場合は必要以上に分割数を増やさないことが好ましい。
For example, in the above, the case where the
上記所定期間を複数設定し、複数の所定期間の夫々について予測日時系列データと過去日時系列データとを比較することにより、複数の所定期間の夫々について前述した大小関係を判定し、複数の所定期間の夫々の大小関係の判定の結果を総合的に考慮して予測日時系列データと過去日時系列データの類似度を判定するようにしてもよい。但し、所定期間の数を増やせば処理負荷が増大するので、処理の迅速性を優先したい場合は必要以上に所定期間を増やさないことが好ましい。 By setting a plurality of the predetermined time periods and comparing the predicted date/time series data and the past date/time series data for each of the plurality of predetermined time periods, the magnitude relationship described above for each of the plurality of predetermined time periods is determined, and the plurality of predetermined time periods are determined. The degree of similarity between the predicted date/time series data and the past date/time series data may be determined by comprehensively considering the determination results of the respective size relationships. However, since the processing load increases as the number of predetermined periods increases, it is preferable not to increase the predetermined period more than necessary if priority is given to the speed of processing.
予測日の開始時は必ずしも午前零時でなくてもよく、例えば、予測日の開始時を前日の午後零時としてもよい。また予測日の終了時は必ずしも午前零時でなくてもよく、例えば、予測日の終了時を翌日の午後零時としてもよい。 The start time of the predicted day may not necessarily be midnight, and for example, the start time of the predicted day may be midnight of the previous day. Further, the end of the predicted day may not necessarily be midnight, and for example, the end of the predicted day may be midnight on the next day.
10 電力需要予測装置、211 時系列データ記憶部、212 時系列データ候補取得部、213 時系列データ選出部、2131 期間分割部、2132 平均算出部、2133 フラグ算出部、2134 大小関係判定部、214 電力需要予測部、251 時系列データ 10 power demand prediction device, 211 time series data storage unit, 212 time series data candidate acquisition unit, 213 time series data selection unit, 2131 period division unit, 2132 average calculation unit, 2133 flag calculation unit, 2134 magnitude relationship determination unit, 214 Power demand forecasting unit, 251 time series data
Claims (10)
電力需要の実績値である時系列データを記憶する時系列データ記憶部と、
予測日の所定期間について、前記所定期間における前記時系列データである予測日時系列データと予測日よりも前の日の前記時系列データである過去日時系列データとを比較し、前記所定期間において大小関係が反転しない前記過去日時系列データを、前記所定期間において大小関係が反転する前記過去日時系列データよりも優先して、前記電力需要の予測に用いる前記時系列データとして選出する、時系列データ選出部と、
選出された前記時系列データに基づき予測日の電力需要を予測する電力需要予測部と、
を備える、
電力需要予測装置。 A processor and a storage device,
A time series data storage unit that stores time series data that is the actual value of the power demand,
For a predetermined period of the predicted date, the predicted date/time series data, which is the time series data in the predetermined period, is compared with the past date/time series data, which is the time series data on a day before the predicted date, and the magnitude is changed in the predetermined period the past time-series data when the relationship is not inverted, the predetermined period said in preference to the past time-series data Increase Decrease relationship is reversed Te smell, selects as the time series data used for predicting the power demand, the time series Data selection section,
A power demand forecasting unit that forecasts power demand on the forecast day based on the selected time series data,
With
Power demand forecasting device.
前記時系列データ選出部は、
前記所定期間を前半期間と後半期間に分割し、
前記前半期間における前記予測日時系列データの平均である予測日前半平均、
前記後半期間における前記予測日時系列データの平均である予測日後半平均、
前記前半期間における前記過去日時系列データの平均である過去日前半平均、
前記後半期間における前記過去日時系列データの平均である過去日後半平均、
を求め、
前記過去日前半平均が前記予測日前半平均以上であれば正値をとり、前記過去日前半平均が前記予測日前半平均未満であれば負値をとる変数である前半フラグの値を求め、
前記過去日後半平均が前記予測日後半平均以上であれば正値をとり、前記過去日後半平均が前記予測日後半平均未満であれば負値をとる変数である後半フラグの値を求め、
前記前半フラグと前記後半フラグとの積が正値となる場合は、前記所定期間内に大小関係が反転しないと判定し、
前記前半フラグと前記後半フラグとの積が負値となる場合は、前記所定期間内に大小関係が反転すると判定する、
電力需要予測装置。 The power demand prediction apparatus according to claim 1, wherein
The time-series data selection unit,
The predetermined period is divided into a first half period and a second half period,
Forecast date first half average, which is the average of the forecast date and time series data in the first half period,
Forecast date latter half average, which is the average of the forecast date and time series data in the latter half period,
The first half of the past day, which is the average of the past date and time series data in the first half period,
The last half of the past day, which is the average of the past date/time series data in the latter half period,
Seeking
If the previous day first half average is equal to or higher than the prediction day first half average, a positive value is taken, and if the past day first half average is less than the prediction day first half average, a negative value is obtained.
If the latter half of the past day average is greater than or equal to the latter half of the prediction day, a positive value is taken, and if the latter half of the past day is less than the latter half of the prediction day, a negative value is obtained.
If the product of the second half flag and the half flag is a positive value, it is determined that the large-small relationship within a predetermined period of time is not inverted,
If the product of the first half flag with the late flag is negative value, it is determined that the large-small relationship is reversed within the predetermined time period,
Power demand forecasting device.
前記予測日時系列データと前記過去日時系列データとの対応する各時間における差に基づき両者の類似度を求め、前記類似度が予め設定されている第1閾値を超えている前記過去日時系列データを時系列データの候補として取得する、時系列データ候補取得部を備え、
前記時系列データ選出部は、前記時系列データ候補取得部が取得した前記過去日時系列データの中から、前記電力需要の予測に用いる前記時系列データを選出する、
電力需要予測装置。 It is an electric power demand prediction apparatus of Claim 1 or 2, Comprising:
The similarity between the predicted date/time series data and the past date/time series data is calculated based on the difference in each corresponding time, and the past date/time series data in which the similarity exceeds a preset first threshold value is used. A time-series data candidate acquisition unit that acquires as a time-series data candidate is provided.
The time-series data selection unit selects the time-series data used for prediction of the power demand from the past date/time series data acquired by the time-series data candidate acquisition unit,
Power demand forecasting device.
前記予測日時系列データと前記過去日時系列データとの対応する各時間における差に基づき両者の類似度を求め、前記類似度が予め設定されている第1閾値を超えている前記過去日時系列データを時系列データの候補として取得する、時系列データ候補取得部を備え、
前記時系列データ選出部は、
前記時系列データ候補取得部が取得した前記過去日時系列データのうち前記類似度が第2閾値(>第1閾値)を超えているものについては前記電力需要の予測に用いる前記時系列データとして選出し、
前記時系列データ候補取得部が取得した前記過去日時系列データのうち前記類似度が前記第2閾値を超えていないものについては、前記所定期間において大小関係が反転しない前記過去日時系列データを、前記所定期間において大小関係が反転する前記過去日時系列データよりも優先して、前記電力需要の予測に用いる前記時系列データとして選出する、
電力需要予測装置。 The power demand prediction apparatus according to claim 3,
The similarity between the predicted date/time series data and the past date/time series data is calculated based on the difference in each corresponding time, and the past date/time series data in which the similarity exceeds a preset first threshold value is used. A time-series data candidate acquisition unit that acquires as a time-series data candidate is provided.
The time-series data selection unit,
Of the past date/time series data acquired by the time series data candidate acquisition unit, data whose similarity exceeds a second threshold value (>first threshold value) is selected as the time series data used for prediction of the power demand. Then
For those the similarity of the past time-series data the time-series data candidate obtaining unit has obtained does not exceed the second threshold value, the past time-series data the predetermined period High Low relationship is not inverted Te smell , the predetermined period said in preference to the past time-series data Increase Decrease relationship is reversed Te smell, selects as the time series data used for predicting the power demand,
Power demand forecasting device.
前記時系列データ候補取得部は、前記予測日時系列データ及び前記過去日時系列データの夫々の時間ごとの差の二乗和平方根の値が小さい程、類似の度合いが大きくなる特性を有する指標を前記類似度とする、
電力需要予測装置。 The power demand prediction apparatus according to claim 3 or 4, wherein
The time-series data candidate acquisition unit, the index having a characteristic that the degree of similarity increases as the value of the square root of the sum of squares of the differences between the predicted date-time series data and the past date-time series data decreases Degree,
Power demand forecasting device.
電力需要の実績値である時系列データを記憶するステップ、
予測日の所定期間について、前記所定期間における前記時系列データである予測日時系列データと予測日よりも前の日の前記時系列データである過去日時系列データとを比較し、前記所定期間において大小関係が反転しない前記過去日時系列データを、前記所定期間において大小関係が反転する前記過去日時系列データよりも優先して、前記電力需要の予測に用いる前記時系列データとして選出するステップ、及び、
選出された前記時系列データに基づき予測日の電力需要を予測するステップ、
を実行する、電力需要予測方法。 An information processing device having a processor and a storage device,
Storing time-series data that is the actual value of the power demand,
For a given period of predicted day, the comparison between past time-series data is the time series data of the previous day than the predicted time series data and the predicted date is the time-series data in a predetermined period, Te the predetermined period smell the step of selecting the past time-series data Increase Decrease relationship is not inverted, the predetermined period said in preference to the past time-series data Increase Decrease relationship is reversed Te odor, as the time series data used for predicting the power demand ,as well as,
Predicting the power demand on the forecast day based on the selected time series data,
A power demand forecasting method for executing.
前記情報処理装置が、
前記所定期間を前半期間と後半期間に分割するステップ、
前記前半期間における前記予測日時系列データの平均である予測日前半平均、
前記後半期間における前記予測日時系列データの平均である予測日後半平均、
前記前半期間における前記過去日時系列データの平均である過去日前半平均、
前記後半期間における前記過去日時系列データの平均である過去日後半平均、
を求めるステップ、
前記過去日前半平均が前記予測日前半平均以上であれば正値をとり、前記過去日前半平均が前記予測日前半平均未満であれば負値をとる変数である前半フラグの値を求めるステップ、
前記過去日後半平均が前記予測日後半平均以上であれば正値をとり、前記過去日後半平均が前記予測日後半平均未満であれば負値をとる変数である後半フラグの値を求めるステップ、
前記前半フラグと前記後半フラグとの積が正値となる場合は、前記所定期間内に大小関係が反転しないと判定するステップ、
前記前半フラグと前記後半フラグとの積が負値となる場合は、前記所定期間内に大小関係が反転すると判定するステップ、
を更に実行する、電力需要予測方法。 The power demand forecasting method according to claim 6, wherein
The information processing device is
Dividing the predetermined period into a first half period and a second half period,
Forecast date first half average, which is the average of the forecast date and time series data in the first half period,
Forecast date latter half average, which is the average of the forecast date and time series data in the latter half period,
The first half of the past day, which is the average of the past date and time series data in the first half period,
The last half of the past day, which is the average of the past date/time series data in the latter half period,
The step of seeking
A step of obtaining a value of a first half flag which is a variable that takes a positive value if the previous day first half average is equal to or greater than the prediction day first half average, and takes a negative value if the past day first half average is less than the prediction day first half average,
A step of obtaining a value of a second half flag which is a variable that takes a positive value if the past day latter half average is equal to or higher than the prediction day latter half average, and takes a negative value if the past day latter half average is less than the prediction day latter half average,
Wherein if the product of the first half flag and the late flag is a positive value, determining that the large-small relationship within a predetermined period of time is not inverted,
The first half when the product of the flag and the late flag is negative value, determining that the large-small relationship within the predetermined time period is inverted,
A power demand forecasting method that further executes.
前記情報処理装置が、
前記予測日時系列データと前記過去日時系列データとの対応する各時間における差に基づき両者の類似度を求め、前記類似度が予め設定されている第1閾値を超えている前記過去日時系列データを時系列データの候補として取得するステップ、
取得した前記過去日時系列データの中から、前記電力需要の予測に用いる前記時系列データを選出するステップ、
を更に実行する、電力需要予測方法。 The power demand prediction method according to claim 6 or 7, wherein
The information processing device is
The similarity between the predicted date/time series data and the past date/time series data is calculated based on the difference in each corresponding time, and the past date/time series data in which the similarity exceeds a preset first threshold value is used. Steps to acquire as candidates for time series data ,
Wherein from the last time-series data acquisition step of selecting the time series data used for predicting the power demand,
A power demand forecasting method that further executes.
前記情報処理装置が、
前記予測日時系列データと前記過去日時系列データとの対応する各時間における差に基づき両者の類似度を求め、前記類似度が予め設定されている第1閾値を超えている前記過去日時系列データを時系列データの候補として取得するステップ、
取得した前記過去日時系列データのうち前記類似度が第2閾値(>第1閾値)を超えているものについては前記電力需要の予測に用いる前記時系列データとして選出するステップ、及び、
取得した前記過去日時系列データのうち前記類似度が前記第2閾値を超えていないものについては、前記所定期間において大小関係が反転しない前記過去日時系列データを、前記所定期間において大小関係が反転する前記過去日時系列データよりも優先して、前記電力需要の予測に用いる前記時系列データとして選出するステップ、
を更に実行する、電力需要予測方法。 The power demand prediction method according to claim 8, wherein
The information processing device is
The similarity between the predicted date/time series data and the past date/time series data is calculated based on the difference in each corresponding time, and the past date/time series data in which the similarity exceeds a preset first threshold value is used. Steps to acquire as candidates for time series data,
Step about what degree of similarity among the past time-series data obtained were collected exceeds the second threshold value (> first threshold value) is selected as the time series data used for the prediction of the power demand and,
For those the similarity of the acquired past time-series data does not exceed the second threshold value, the past time-series data the large-small relationship Te predetermined period smell is not inverted, Large Small Te predetermined period smell A step of selecting as the time series data used for the prediction of the power demand, prioritizing the past date and time series data in which the relationship is reversed,
A power demand forecasting method that further executes.
前記情報処理装置が、前記予測日時系列データ及び前記過去日時系列データの夫々の時間ごとの差の二乗和平方根の値が小さい程、類似の度合いが大きくなる特性を有する指標を前記類似度とするステップ、
を更に実行する、電力需要予測方法。 The power demand forecasting method according to claim 8 or 9,
The information processing device sets the similarity as an index having a characteristic that the degree of similarity increases as the value of the square root of the sum of squares of the time difference between the predicted date/time series data and the past date/time series data decreases. Step,
A power demand forecasting method that further executes.
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