JP7008969B2 - 風力発電量予測システム、風力発電量予測プログラム、および風力発電量予測方法 - Google Patents
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Description
予測システム1は、風力発電予測システム1A、数値予測モデルによる予測システム3、気象観測システム4、風力発電装置5、スマートメータ6、ユーザ端末8、およびインターネット9により構成されている。
条件付確率分布表25は、ベイジアンネットワークに必要な条件付確率分布表を複数記憶している。
データ入力部53は、ライダー観測による風向風速データAF、数値予測モデルによる予報AL、タービン出力特性AR、実際のタービン出力AP、及び都市の気象状態AG等を取得し、ベイジアンネットワーク54に入力する。このデータ入力部53により取得するデータは、観測値の全集合をA(親の無いノード)としている。
このベイジアンネットワーク54は、次に説明する条件付確率表(CPT)を用いる。
各ノードがとり得る状態はノード毎に適宜選択される要素であり、親ノード群RがRm個の状態を取り得るとき、親ノードの先にある自ノードはNc個の離散的状態をとる。従って、自ノードの条件付確率表は、図5に図示するように、Nc行、NR1*NR2・・・*NRm列の行列で表現される(*は乗算を示す)。
この条件付確率表では、親ノード状態が列に配置されるため、例えばライダー観測による風向風速データが観測地点毎に左から右へ並んでいき、次に数値予測モデルによる予報が予報地点毎に左から右へ並んでいくというように、入力データ53が列方向に並んでいく。そして、行としては、自ノードが並んでいく。この自ノードは、自ノードから別の自ノードへ状態遷移することもあれば、自ノードから出力ノードへ状態遷移することもある。
この条件付確率表のそれぞれの行列要素には、条件付確率P(S=si|R=rj)が入る。
このように構成された条件付確率表は、ベイズノードが増加する毎に行方向に要素が増加していく。
風力発電予測システム1Aは、制御部11(図1参照)により、知りたい対象Yの各要素の事後確率P(y_i|X)を導出する(ステップS404)。
風力発電予測システム1Aは、制御部11(図1参照)により、条件付確率表(CPT)をアップデートして学習させる。ここでノード構造を変更する場合、全データベースを用いて条件付確率表(CPT)を全て作り直す(ステップS405)。
上流状態ベクトルは、R=[r1,r2,…,rM]として与えられる。この上流状態ベクトルは、データ入力部53(図4参照)の各要素に対応している。
Sの状態数は、Nとする。このSは、ベイズノード群78(図4参照)に対応している。
下流状態ベクトルは、T=[t1,t2,…,tL]として与えられる。この下流状態ベクトルは、発生確率出力部55(図4参照)の各要素に対応している。
下流側の観測によって得られるL個のデータ(住宅地・工場・ビル等で消費されている電力のナウキャスト(リアルタイム値)73、2日前に予測される住宅地・工場・ビル等で消費されている電力量74、1日前に予測される住宅地・工場・ビル等で消費されている電力量75、12時間前に予測される住宅地・工場・ビル等で消費されている電力量76、30分前に予測される住宅地・工場・ビル等で消費されている電力量77)として、下流観測ベクトルは、Xd=[x1,x2,…,xuL]として与えられる。
[数A]
P(S=Sn)
=A・P(Xu|S=Sn)P(S=Sn|Xd)
=A・ωu(S=Sn)ωd(S=Sn)
※Aは尤度を確率値に正規化する定数を示す。
ωu(Sn)、ωd(Sn)は上流と下流の観測のSへの寄与分を示す。
2…ドップラーライダー
11…制御部
13…通信部
31…ドップラーライダー観測データ
34…予測データ
Claims (6)
- 地点別に風向および風速を判別可能な風観測情報を取得する地点別風観測情報取得手段と、
地点別に風向および風速を判別可能な風予測情報を取得する地点別風予測情報取得手段と、
風力発電装置のタービン出力特性を取得するタービン出力特性取得手段と、
前記地点別風観測情報取得手段、前記地点別風予測情報取得手段、および前記タービン出力特性取得手段により取得した情報を親ノードとして条件付確率表を用いて処理し予測発電量を子ノードとして出力するベイジアンネットワーク処理手段とを備え、
前記ベイジアンネットワーク処理手段は、季節毎の風速安定度をノードとして用いる構成である
風力発電量予測システム。 - 前記ベイジアンネットワーク処理手段は、極端気象の発生確率をノードとして用いる構成である
請求項1記載の風力発電量予測システム。 - 各地点の風速値とバリアンス値を求め、風速値が大きくバリアンス値が小さい地点を前記風力発電装置の風車の設置に最適な風車設置好適地点として出力する風車設置好適地点出力手段を備えた
請求項1または2記載の風力発電量予測システム。 - 前記ベイジアンネットワーク処理手段は、前記風力発電装置による予測発電量を子ノードとして用い、
予測発電量を出力する予測発電量出力手段を備えた
請求項1、2、または3記載の風力発電量予測システム。 - コンピュータを、
地点別に風向および風速を判別可能な風観測情報を取得する地点別風観測情報取得手段と、
地点別に風向および風速を判別可能な風予測情報を取得する地点別風予測情報取得手段と、
風力発電装置のタービン出力特性を取得するタービン出力特性取得手段と、
前記地点別風観測情報取得手段、前記地点別風予測情報取得手段、および前記タービン出力特性取得手段により取得した情報を親ノードとして条件付確率表を用いて処理し予測発電量を子ノードとして出力するベイジアンネットワーク処理手段として機能させ、
前記ベイジアンネットワーク処理手段を、季節毎の風速安定度をノードとして用いる構成である
風力発電量予測プログラム。 - 地点別風観測情報取得手段により地点別に風向および風速を判別可能な風観測情報を取得し、
地点別風予測情報取得手段により地点別に風向および風速を判別可能な風予測情報を取得し、
タービン出力特性取得手段により風力発電装置のタービン出力特性を取得し、
前記地点別風観測情報取得手段、前記地点別風予測情報取得手段、および前記タービン出力特性取得手段により取得した情報を親ノードとして条件付確率表を用いて処理し、ベイジアンネットワーク処理手段が予測発電量を子ノードとして出力する
風力発電量予測方法であって、
前記ベイジアンネットワーク処理手段は、季節毎の風速安定度をノードとして用いる構成である
風力発電量予測方法。
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