JP7069732B2 - Estimator program, estimation method and estimation device - Google Patents

Estimator program, estimation method and estimation device Download PDF

Info

Publication number
JP7069732B2
JP7069732B2 JP2018003495A JP2018003495A JP7069732B2 JP 7069732 B2 JP7069732 B2 JP 7069732B2 JP 2018003495 A JP2018003495 A JP 2018003495A JP 2018003495 A JP2018003495 A JP 2018003495A JP 7069732 B2 JP7069732 B2 JP 7069732B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
demand forecast
forecast
charge
time zone
influence
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018003495A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018116700A (en
Inventor
由信 飯村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Publication of JP2018116700A publication Critical patent/JP2018116700A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7069732B2 publication Critical patent/JP7069732B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Description

本発明は、推定プログラム、推定方法および推定装置に関する。 The present invention relates to an estimation program, an estimation method and an estimation device.

従来から、電気やガスなどのエネルギーの分野、検針センサを固定的に配置したアドホックネットワークによるセンシングの分野などでは、過去の履歴から予測を行って計画を立てることが行われている。 Conventionally, in the fields of energy such as electricity and gas, and the field of sensing by an ad hoc network in which meter reading sensors are fixedly arranged, predictions are made from past histories and plans are made.

例えば、電気料金の分野では、HEMS(Home Energy Management System)、BEMS(Building Energy Management System)、CEMS(Community Energy Management System)などで制御される定置型蓄電池システムが知られている。このような定置型蓄電池システムでは、過去の実電力の需要実績に対して、電力需要予測モデルのパラメータを最適にフィッティングし、得られた電力需要予測モデルから得られる電力需要予測に対して充放電計画を算出することが行われている。 For example, in the field of electricity charges, a stationary storage battery system controlled by HEMS (Home Energy Management System), BEMS (Building Energy Management System), CEMS (Community Energy Management System), or the like is known. In such a stationary storage battery system, the parameters of the power demand forecast model are optimally fitted to the past actual power demand results, and the power demand forecast obtained from the obtained power demand forecast model is charged and discharged. The plan is being calculated.

特開2012-194935号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-194935 特開2010-213477号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-21347

しかしながら、上記技術では、電気料金に対する影響度を考慮せずに、予測モデルのパラメータをフィッティングした電力需要予測にしたがって充放電計画を作成するので、達成され得る電気料金削減額の精度には限界がある。 However, in the above technique, the charge / discharge plan is created according to the power demand forecast fitted with the parameters of the forecast model without considering the degree of influence on the electricity rate, so that the accuracy of the achievable electricity rate reduction is limited. be.

一般的に、蓄電池の充放電計画は、電気料金が安い時刻帯に充電し、電気料金が高い時刻帯に放電するように計画される。しかし、蓄電池は系統に逆潮流できないことから、計画を立てる段階では、電力需要の予測以上に放電できない。したがって、電力需要の予測精度が低下すると、充放電計画自体の精度も低下して、放電量が制限されることになるので、電気料金の削減額が少なくなる。 Generally, the charge / discharge plan of the storage battery is planned so that the battery is charged at a time when the electricity charge is low and discharged at a time when the electricity charge is high. However, since the storage battery cannot reverse power flow to the grid, it cannot be discharged more than expected at the stage of making a plan. Therefore, if the accuracy of power demand prediction is lowered, the accuracy of the charge / discharge plan itself is also lowered, and the amount of discharge is limited, so that the amount of reduction in electricity charges is reduced.

一つの側面では、需要予測の精度を向上させることができる推定プログラム、推定方法および推定装置を提供することを目的とする。 One aspect is to provide an estimation program, estimation method and estimation device that can improve the accuracy of demand forecasting.

第1の案では、推定プログラムは、コンピュータに、過去の需要実績データに対して、所定の情報量基準により選択される予測モデルの尤度関数のパラメータを最適化し、前記最適化によって得られる前記予測モデルから得られる需要予測の確率分布を用いて、第1の需要予測を推定する処理を実行させる。推定プログラムは、コンピュータに、前記第1の需要予測で予測される期待値に影響を与える特定項目の影響度を算出する処理を実行させる。推定プログラムは、コンピュータに、前記影響度による重みを付加した前記尤度関数のパラメータを最適化して得られる前記予測モデルに基づく需要予測の確率分布を用いて、第2の需要予測を推定する処理を実行させる。 In the first proposal, the estimation program optimizes the parameters of the likelihood function of the forecast model selected by a predetermined information criterion for the past demand actual data to the computer, and the estimation is obtained by the optimization. Using the probability distribution of the demand forecast obtained from the forecast model, the process of estimating the first demand forecast is executed. The estimation program causes a computer to execute a process of calculating the degree of influence of a specific item that affects the expected value predicted by the first demand forecast. The estimation program estimates the second demand forecast by using the probability distribution of the demand forecast based on the forecast model obtained by optimizing the parameters of the likelihood function to which the weight by the influence degree is added to the computer. To execute.

一実施形態によれば、需要予測の精度を向上させることができる。 According to one embodiment, the accuracy of demand forecasting can be improved.

図1は、実施例1にかかる電力需要予測を説明する図である。FIG. 1 is a diagram for explaining the power demand forecast according to the first embodiment. 図2は、実施例1にかかる最適化の流れを説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a flow of optimization according to the first embodiment. 図3は、実施例1にかかる情報処理装置の機能構成を示す機能ブロック図である。FIG. 3 is a functional block diagram showing a functional configuration of the information processing apparatus according to the first embodiment. 図4は、感度分析のアプローチを説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an approach for sensitivity analysis. 図5は、処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing the flow of processing. 図6は、最尤法で予測パラメータを最適化したときの充放電計画1の例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of charge / discharge plan 1 when the prediction parameters are optimized by the maximum likelihood method. 図7は、重みづけした尤度で予測パラメータを最適化したときの充放電計画2の例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of charge / discharge plan 2 when the prediction parameter is optimized by the weighted likelihood. 図8は、充放電計画1による電気料金の削減額の予測分布を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a predicted distribution of the amount of reduction in electricity charges according to the charge / discharge plan 1. 図9は、充放電計画2による電気料金の削減額の予測分布を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a predicted distribution of the amount of reduction in electricity charges according to the charge / discharge plan 2. 図10は、各充放電計画の平均二乗誤差を説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a mean square error of each charge / discharge plan. 図11は、電気料金削減額の予測分布の評価を説明する図である。FIG. 11 is a diagram for explaining the evaluation of the predicted distribution of the electricity rate reduction amount. 図12は、実施例2と実施例1の全体的な処理を説明する図である。FIG. 12 is a diagram illustrating the overall processing of the second embodiment and the first embodiment. 図13は、実施例2にかかる情報処理装置の機能構成を示す機能ブロック図である。FIG. 13 is a functional block diagram showing a functional configuration of the information processing apparatus according to the second embodiment. 図14は、重み付き最尤推定の統計的根拠を説明する図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a statistical basis for weighted maximum likelihood estimation. 図15は、実施例2による効果を説明する図である。FIG. 15 is a diagram illustrating the effect of the second embodiment. 図16は、情報処理装置のハードウェア構成例を説明する図である。FIG. 16 is a diagram illustrating a hardware configuration example of the information processing apparatus.

以下に、本願の開示する推定プログラム、推定方法および推定装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, examples of the estimation program, estimation method, and estimation device disclosed in the present application will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.

[電力需要予測]
図1は、実施例1にかかる電力需要予測を説明する図である。図1に示す情報処理装置10は、定置型蓄電池システムの電力需要予測を実行する推定装置の一例であり、例えばサーバやパーソナルコンピュータなどである。
[Power demand forecast]
FIG. 1 is a diagram for explaining the power demand forecast according to the first embodiment. The information processing device 10 shown in FIG. 1 is an example of an estimation device that executes power demand forecasting of a stationary storage battery system, and is, for example, a server or a personal computer.

情報処理装置10は、時刻帯ごとの電気料金、過去の実績である電力需要データ、使用する尤度関数の一例である需要予測モデル(以下では、単に予測モデルと記載する場合がある)を入力として、需要予測モデルのパラメータフィッティングを行って得られる電力需要予測の確率分布を用いて、充放電計画1を生成する。 The information processing device 10 inputs electricity charges for each time zone, past actual power demand data, and a demand forecast model (hereinafter, may be simply referred to as a forecast model) which is an example of the likelihood function to be used. As a result, the charge / discharge plan 1 is generated using the probability distribution of the power demand forecast obtained by performing the parameter fitting of the demand forecast model.

続いて、情報処理装置10は、確率分布として表現される電力需要予測を複数のシナリオとして表現するために、電力需要予測分布から乱数を複数発生させる。そして、情報処理装置10は、各シナリオを時刻毎に微小変動させ、そのシナリオが達成された場合の充放電計画に対する電気料金削減額の微小変動率(以降では、感度係数と記載する場合がある)を算出する。 Subsequently, the information processing apparatus 10 generates a plurality of random numbers from the power demand forecast distribution in order to express the power demand forecast expressed as a probability distribution as a plurality of scenarios. Then, the information processing apparatus 10 slightly fluctuates each scenario for each time, and may be described as a minute fluctuation rate of the electricity charge reduction amount with respect to the charge / discharge plan when the scenario is achieved (hereinafter, referred to as a sensitivity coefficient). ) Is calculated.

その後、情報処理装置10は、時刻帯ごとに、各シナリオの感度係数を平均することで、時刻帯ごとの達成され得る電気料金削減額の影響度を求める。そして、情報処理装置10は、各時刻帯に対する感度係数を重みとして、重みを付けた需要予測モデルのパラメータフィッティングを再度行って得られる電力需要予測モデル由来の電力需要予測の確率分布を用いて、充放電計画2を生成する。 After that, the information processing apparatus 10 averages the sensitivity coefficients of each scenario for each time zone to obtain the degree of influence of the achievable electricity charge reduction amount for each time zone. Then, the information processing apparatus 10 uses the probability distribution of the power demand forecast derived from the power demand forecast model obtained by performing the parameter fitting of the weighted demand forecast model again with the sensitivity coefficient for each time zone as a weight. The charge / discharge plan 2 is generated.

つまり、情報処理装置10は、需要予測モデルの尤度関数に対して、感度係数によって重みを付けて需要予測モデルをフィッティングすることで、重要な時刻帯の電力需要予測精度を向上させる。言い換えると、情報処理装置10は、予測確率分布の分散を減少させる。そして、情報処理装置10は、この電力需要予測に対して充放電計画を算出することで、達成され得る電気料金削減額の精度を向上させる。 That is, the information processing apparatus 10 improves the power demand forecast accuracy in an important time zone by fitting the demand forecast model by weighting the likelihood function of the demand forecast model with a sensitivity coefficient. In other words, the information processing apparatus 10 reduces the variance of the predicted probability distribution. Then, the information processing apparatus 10 improves the accuracy of the amount of electricity charge reduction that can be achieved by calculating the charge / discharge plan for the power demand forecast.

[最適化の流れ]
続いて、図1で説明した充放電計画の作成について説明する。図2は、実施例1にかかる最適化の流れを説明する図である。図1で説明したように、実施例1にかかる情報処理装置10は、電力需要予測をもとにして、電気料金の削減額を大きくする蓄電器の充放電計画を生成する。
[Optimization flow]
Subsequently, the creation of the charge / discharge plan described with reference to FIG. 1 will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating a flow of optimization according to the first embodiment. As described with reference to FIG. 1, the information processing apparatus 10 according to the first embodiment generates a charging / discharging plan for a capacitor that increases the reduction amount of electricity charges based on the power demand forecast.

具体的には、図2に示すように、充放電計画の生成は、予測モデルのパラメータと最適化評価の2つのフェーズから構成される。より詳細には、情報処理装置10は、最尤法で予測モデルの尤度関数のパラメータを最適化し、その予測モデルから得られる電力需要予測の確率分布に対して確率最適化問題を解くことによって、充放電計画1を生成する。 Specifically, as shown in FIG. 2, the generation of the charge / discharge plan consists of two phases, the parameters of the prediction model and the optimization evaluation. More specifically, the information processing apparatus 10 optimizes the parameters of the likelihood function of the prediction model by the maximum likelihood method, and solves the probability optimization problem for the probability distribution of the power demand forecast obtained from the prediction model. , Generate a charge / discharge plan 1.

その後、情報処理装置10は、充放電計画1の結果を用いて、各時刻帯の需要予測の達成され得る電気料金削減額に対する感度分析を行い、各時刻帯の電力需要予測の重要度を感度係数(β)として定量的に求める。そして、情報処理装置10は、予測モデルの尤度関数に対して、感度係数(β)によって重み付けを行った上で、再度電力需要予測モデルを最適化し、その予測モデルから得られる電力需要予測の確率分布に対して確率最適化問題を再度解くことによって、充放電計画2を生成する。 After that, the information processing apparatus 10 uses the result of the charge / discharge plan 1 to perform a sensitivity analysis on the amount of electricity charge reduction that can be achieved in the demand forecast for each time zone, and determines the importance of the power demand forecast for each time zone. Quantitatively calculated as a coefficient (β i ). Then, the information processing apparatus 10 weights the likelihood function of the prediction model with a sensitivity coefficient (β i ), optimizes the power demand forecast model again, and predicts the power demand obtained from the prediction model. The charge / discharge plan 2 is generated by solving the probability optimization problem again for the probability distribution of.

このようにして、情報処理装置10は、重要な時刻帯の電力需要予測精度を向上させたうえで充放電計画を生成する。 In this way, the information processing apparatus 10 generates the charge / discharge plan after improving the power demand forecast accuracy in the important time zone.

[機能構成]
図3は、実施例1にかかる情報処理装置10の機能構成を示す機能ブロック図である。図3に示すように、情報処理装置10は、通信部11、記憶部12、制御部20を有する。通信部11は、他の装置の通信を制御する処理部であり、例えばネットワークインタフェースカードや無線インタフェースなどである。
[Functional configuration]
FIG. 3 is a functional block diagram showing a functional configuration of the information processing apparatus 10 according to the first embodiment. As shown in FIG. 3, the information processing apparatus 10 includes a communication unit 11, a storage unit 12, and a control unit 20. The communication unit 11 is a processing unit that controls communication of other devices, such as a network interface card or a wireless interface.

電力需要予測データDB13は、過去の電力の使用実績を記憶するデータベースである。具体的には、電力需要予測データDB13は、管理者等によって格納された、各日の時刻帯ごとの電力使用実績を記憶する。蓄電池データDB14は、充放電計画の対象となる蓄電池に関する情報を記憶するデータベースである。具体的には、蓄電池データDB14は、管理者等によって格納された、蓄電池の蓄電容量や最大充放電量などを記憶する。 The electric power demand forecast data DB 13 is a database that stores past electric power usage records. Specifically, the power demand forecast data DB 13 stores the power usage record for each time zone stored by the administrator or the like. The storage battery data DB 14 is a database that stores information about the storage battery that is the target of the charge / discharge plan. Specifically, the storage battery data DB 14 stores the storage capacity of the storage battery, the maximum charge / discharge amount, and the like stored by the administrator or the like.

電気料金プランデータDB15は、充放電計画の作成対象となる地域の電気料金を記憶するデータベースである。具体的には、電気料金プランデータDB15は、管理者等によって格納された、時刻ごとの電気料金単価を記憶する。充放電計画DB16は、生成された充放電計画を記憶するデータベースであり、後述する再求解部27によって更新される。 The electricity rate plan data DB 15 is a database that stores electricity rates in the area for which the charge / discharge plan is created. Specifically, the electricity rate plan data DB 15 stores the electricity rate unit price for each time stored by the administrator or the like. The charge / discharge plan DB 16 is a database that stores the generated charge / discharge plan, and is updated by the resolving unit 27 described later.

制御部20は、情報処理装置10全体を司る処理部であり、例えばプロセッサなどである。この制御部20は、最適化部21、サンプリング部22、求解部23、感度分析部24、再最適化部25、再サンプリング部26、再求解部27を有する。なお、最適化部21、サンプリング部22、求解部23、感度分析部24、再最適化部25、再サンプリング部26、再求解部27は、例えばプロセッサが有する電子回路の一例やプロセッサが実行するプロセスの一例である。また、求解部23は、第1の推定部の一例であり、感度分析部24は、算出部の一例であり、再求解部27は、第2の推定部の一例である。 The control unit 20 is a processing unit that controls the entire information processing device 10, and is, for example, a processor. The control unit 20 includes an optimization unit 21, a sampling unit 22, a solution unit 23, a sensitivity analysis unit 24, a reoptimization unit 25, a resampling unit 26, and a resolution unit 27. The optimization unit 21, the sampling unit 22, the solution unit 23, the sensitivity analysis unit 24, the reoptimization unit 25, the resampling unit 26, and the resolution unit 27 are executed by, for example, an example of an electronic circuit of a processor or a processor. This is an example of the process. Further, the solution unit 23 is an example of the first estimation unit, the sensitivity analysis unit 24 is an example of the calculation unit, and the resolving unit 27 is an example of the second estimation unit.

最適化部21は、予測モデルのパラメータを最尤法によって最適化する処理部である。具体的には、最適化部21は、AIC(Akaike Information Criterion:赤池情報量規準)などの情報量基準によって適切な予測モデルを選択する。続いて、最適化部21は、予め定めた期間内に収集された電力需要データに対して均等に予測モデルのパラメータフィッティングを行って、サンプリング部22に出力する。 The optimization unit 21 is a processing unit that optimizes the parameters of the prediction model by the maximum likelihood method. Specifically, the optimization unit 21 selects an appropriate prediction model based on an information criterion such as AIC (Akaike Information Criterion). Subsequently, the optimization unit 21 evenly performs parameter fitting of the prediction model for the power demand data collected within a predetermined period, and outputs the parameter fitting to the sampling unit 22.

例えば、最適化部21は、線形ガウス型状態空間モデルと各パラメータの設定法とによりパラメータフィッティングを行う。より詳細には、最適化部21は、式(1)と式(2)を用いてパラメータフィッティングを行う。ここで、各パラメータについて説明する。係数行列F、G、Hは、対象の事前情報からヒューリスティックに与えられる。ηはカルマンフィルタにより実測値から随時更新して求められる。QとRは、過去データから最尤法により統計的に求められる。そして、最適化部21は、このようにしてパラメータが設定される線形ガウス型状態空間モデルに対して、対数尤度関数の対数尤度を最大にするようにパラメータを決定した尤度関数(式(3))を生成する。つまり、最適化部21は、最尤法で予測の確率分布を生成する。 For example, the optimization unit 21 performs parameter fitting by a linear Gaussian state space model and a setting method of each parameter. More specifically, the optimization unit 21 performs parameter fitting using the equations (1) and (2). Here, each parameter will be described. The coefficient matrices F, G, H are heuristically given from the prior information of the object. η is obtained by updating from the measured value at any time by the Kalman filter. Q and R are statistically obtained from past data by the maximum likelihood method. Then, the optimization unit 21 determines the likelihood function (formula) that maximizes the log-likelihood of the log-likelihood function for the linear Gaussian state-space model in which the parameters are set in this way. (3)) is generated. That is, the optimization unit 21 generates a prediction probability distribution by the maximum likelihood method.

Figure 0007069732000001
Figure 0007069732000001
Figure 0007069732000002
Figure 0007069732000002
Figure 0007069732000003
Figure 0007069732000003

サンプリング部22は、最適化された予測モデルに対してサンプリングを実行する処理部である。具体的には、サンプリング部22は、最適化部21が生成した予測の確率分布に対して、モンテカルロ法などを用いてサンプリングを実行する。そして、サンプリング部22は、予測の確率分布のサンプリング結果を求解部23と感度分析部24に出力する。 The sampling unit 22 is a processing unit that executes sampling for the optimized prediction model. Specifically, the sampling unit 22 performs sampling on the prediction probability distribution generated by the optimization unit 21 by using the Monte Carlo method or the like. Then, the sampling unit 22 outputs the sampling result of the prediction probability distribution to the solution unit 23 and the sensitivity analysis unit 24.

求解部23は、予測モデルによる予測に対して確率の最適化問題を解くことで、最適化された充放電計画1を生成する処理部である。すなわち、求解部23は、予測モデルに基づいて電気料金削減額を最適化する充放電計画を求める最適化問題を定式化する。具体的には、求解部23は、蓄電池データDB14から蓄電池データを取得し、電気料金プランデータDB15から電気料金を取得する。そして、求解部23は、蓄電池データと電気料金とを用いて、サンプリング部22から入力された予測の確率分布のサンプリング結果に対して確率の最適化問題を解いて、充放電計画1を生成し、感度分析部24に出力する。 The solution unit 23 is a processing unit that generates an optimized charge / discharge plan 1 by solving a probability optimization problem with respect to the prediction by the prediction model. That is, the solution unit 23 formulates an optimization problem for obtaining a charge / discharge plan that optimizes the amount of electricity charge reduction based on the prediction model. Specifically, the solution unit 23 acquires the storage battery data from the storage battery data DB 14, and acquires the electricity charge from the electricity rate plan data DB 15. Then, the solution unit 23 solves the probability optimization problem for the sampling result of the prediction probability distribution input from the sampling unit 22 using the storage battery data and the electricity charge, and generates the charge / discharge plan 1. , Is output to the sensitivity analysis unit 24.

例えば、求解部23は、式(4)に示すE[目的関数]を最大化する最適化問題を解く。ここで、式(4)の[]内の目的関数は、電気料金削減額を算出する関数であり、その日の電気料金削減額の期待値を示す。「x」は、時刻iの放電量を示す決定変数であり、負の時は充電量を示す。「P」は、時刻iの電気料金の単価を示し、「H」は、先読み数である長期予測期間である。また、式(4)のif文は、電力需要以上に放電できないという逆潮流条件であり、「ξ」は、時刻iの電力需要である。 For example, the solution unit 23 solves an optimization problem that maximizes E [objective function] shown in the equation (4). Here, the objective function in [] of the equation (4) is a function for calculating the electricity rate reduction amount, and indicates the expected value of the electricity rate reduction amount on that day. “X i ” is a determining variable indicating the amount of discharge at time i, and when it is negative, it indicates the amount of charge. "P i " indicates the unit price of the electricity charge at time i, and "H" is a long-term forecast period which is a look-ahead number. Further, the if statement of the equation (4) is a reverse power flow condition that the discharge cannot be performed more than the power demand, and "ξ i " is the power demand at time i.

Figure 0007069732000004
Figure 0007069732000004

なお、式(4)の最適化問題を解くにあたっての制約を式(5)と式(6)に示す。式(5)は、各時刻で1時間に充放電できる限界量を越えないという制約を示し、「U」は1時間に充電できる限界量であり、「Udc」は1時間に放電できる限界量である。式(6)は、各時刻の蓄電量が蓄電容量を越えないという制約を示し、「s」は時刻iにおける蓄電量であり、「U」は、蓄電容量である。また、式(5)と式(6)の制約条件をまとめて「Ax≦b」と記載する場合がある。 The constraints for solving the optimization problem of Eq. (4) are shown in Eqs. (5) and (6). Equation (5) shows the restriction that the limit amount that can be charged and discharged in one hour at each time is not exceeded, "U c " is the limit amount that can be charged in one hour, and "U dc " can be discharged in one hour. It is the limit amount. Equation (6) indicates the restriction that the stored amount at each time does not exceed the stored capacity, “si” is the stored amount at time i , and “ Us ” is the stored capacity. Further, the constraint conditions of the equation (5) and the equation (6) may be collectively described as “Ax ≦ b”.

Figure 0007069732000005
Figure 0007069732000005
Figure 0007069732000006
Figure 0007069732000006

ここで、式(4)の最適化問題は、if文の逆潮流条件があることから容易に解くことができない。そこで、各サンプルが仮に実現されたときの影響を反映する待機決定と呼ばれるスラック変数「w」を導入する。式(7)は、スラック変数の定義を示す式である。ここで、式(7)における「w」は、モンテカルロ法による需要予測のj番目のi時のサンプルを示す。 Here, the optimization problem of the equation (4) cannot be easily solved because of the reverse power flow condition of the if statement. Therefore, we introduce a slack variable "w" called a wait decision that reflects the effect when each sample is realized. Equation (7) is an equation showing the definition of a slack variable. Here, "w" in the equation (7) indicates a sample at the j-th time of the demand forecast by the Monte Carlo method.

Figure 0007069732000007
Figure 0007069732000007

そして、求解部23は、式(4)にスラック変数を導入して、線形計画法(LP)による定式化を実行する。式(8)は、スラック変数の導入によって、目的の最適化問題を具体的に定式化した式である。式(8)に示すように、スラック変数の導入により、式(4)の制約条件に加えて、スラック変数の制約条件が2つ追加されている。求解部23は、式(8)の最適化問題を解くことにより、各時刻iの充電量または放電量を示す充放電計画1を生成する。 Then, the solution unit 23 introduces a slack variable into the equation (4) and executes the formulation by the linear programming method (LP). Equation (8) is an equation that specifically formulates the target optimization problem by introducing a slack variable. As shown in the equation (8), the introduction of the slack variable adds two constraints of the slack variable in addition to the constraint condition of the equation (4). By solving the optimization problem of the equation (8), the solution unit 23 generates a charge / discharge plan 1 indicating the charge amount or the discharge amount at each time i.

Figure 0007069732000008
Figure 0007069732000008

感度分析部24は、各時刻帯の需要予測の達成され得る電気料金削減額に対する感度分析を行い、各時刻帯の電力需要予測の重要度を感度係数として定量的に算出して、再最適化部25に出力する処理部である。ここで、図4を用いて、感度分析の算出例を説明する。図4は、感度分析のアプローチを説明する図である。 The sensitivity analysis unit 24 performs sensitivity analysis on the amount of electricity charge reduction that can be achieved in the demand forecast for each time zone, quantitatively calculates the importance of the power demand forecast for each time zone as a sensitivity coefficient, and reoptimizes it. This is a processing unit that outputs to unit 25. Here, a calculation example of the sensitivity analysis will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating an approach for sensitivity analysis.

図4の(a)に示すように、感度係数とは、1つのものの微小変動に対する最適値の変化率である。つまり、時刻1の変動、時刻2の変動のように、各時刻帯の変化率である。しかし、感度係数は、1つのものの不確かさについて定義されるものであり、図4の(b)に示すように、電力需要予測のように幅のある確率分布に対して定義されるものではない。また、図4の(c)に示すように、単純に、需要予測分布の平均の微小変動に対する電気料金削減額の期待値への感度係数を算出しても、それは平均化された一本の需要予測に対する感度係数となってしまい、確率分布として不確かさが表現された需要予測に対する感度係数とはならない。 As shown in FIG. 4A, the sensitivity coefficient is the rate of change of the optimum value for minute fluctuations of one thing. That is, it is the rate of change in each time zone, such as the fluctuation at time 1 and the fluctuation at time 2. However, the sensitivity coefficient is defined for the uncertainty of one thing, not for a wide probability distribution as shown in FIG. 4 (b). .. Further, as shown in FIG. 4 (c), even if the sensitivity coefficient to the expected value of the electricity charge reduction amount for the minute fluctuation of the average of the demand forecast distribution is simply calculated, it is one averaged one. It becomes a sensitivity coefficient for the demand forecast, and does not become a sensitivity coefficient for the demand forecast in which uncertainty is expressed as a probability distribution.

そこで、図4の(d)に示すように、感度分析部24は、確率分布で表現される電力需要予測のあらゆる不確かさを複数のシナリオとして表現するために、電力需要予測分布から乱数を多数発生させる。 Therefore, as shown in FIG. 4D, the sensitivity analysis unit 24 uses a large number of random numbers from the power demand forecast distribution in order to express all the uncertainties of the power demand forecast expressed by the probability distribution as a plurality of scenarios. generate.

そして、感度分析部24は、図4の(e)に示すように、各シナリオを、時刻毎に微小変動させ、仮にそのシナリオが達成された時の充放電計画に対する電気料金削減額の微小変動率(感度係数)を調べる。その後、感度分析部24は、これらを平均することで、時刻帯ごとの達成され得る電気料金削減額の影響度を求める。 Then, as shown in FIG. 4 (e), the sensitivity analysis unit 24 slightly changes each scenario for each time, and if the scenario is achieved, the minute change in the amount of electricity charge reduction with respect to the charge / discharge plan. Check the rate (sensitivity coefficient). After that, the sensitivity analysis unit 24 averages these to obtain the degree of influence of the achievable electricity price reduction amount for each time zone.

例えば、シナリオが3つの場合を例にして説明する。感度分析部24は、時刻1において、シナリオ1が仮に実現した場合の電気料金の変動率と、シナリオ2が仮に実現した場合の電気料金の変動率と、シナリオ3が仮に実現した場合の電気料金の変動率との平均値を時刻1の影響度(β:感度係数)として算出する。同様に、感度分析部24は、時刻2において、シナリオ1が仮に実現した場合の電気料金の変動率と、シナリオ2が仮に実現した場合の電気料金の変動率と、シナリオ3が仮に実現した場合の電気料金の変動率との平均値を時刻2の影響度(β:感度係数)として算出する。このようにして、感度分析部24は、各時刻帯の影響度(β)を算出する。 For example, a case where there are three scenarios will be described as an example. At time 1, the sensitivity analysis unit 24 determines the rate of change in electricity charges when scenario 1 is tentatively realized, the rate of change in electricity charges when scenario 2 is tentatively realized, and the rate of change in electricity charges when scenario 3 is tentatively realized. The average value with the fluctuation rate of is calculated as the degree of influence at time 1 (β 1 : sensitivity coefficient). Similarly, at time 2, the sensitivity analysis unit 24 determines the fluctuation rate of the electricity rate when scenario 1 is tentatively realized, the fluctuation rate of electricity price when scenario 2 is tentatively realized, and the case where scenario 3 is tentatively realized. The average value with the fluctuation rate of the electricity rate is calculated as the degree of influence at time 2 (β 2 : sensitivity coefficient). In this way, the sensitivity analysis unit 24 calculates the degree of influence (β i ) in each time zone.

より詳細に説明すると、式(8)で示した確率の最適化問題を式(9)のように表す。ここで、「C」は制約条件である。「f」は、求めたい充放電計画のベクトルである「x」と、多次元確率分布に従う確率変数ベクトル(需要予測)である「ξ」とを変数とする電気料金削減額を表す関数である。 More specifically, the probability optimization problem shown in Eq. (8) is expressed by Eq. (9). Here, "C" is a constraint condition. "F" is a function representing the amount of electricity charge reduction with "x", which is a vector of the charge / discharge plan to be obtained, and "ξ", which is a random variable vector (demand forecast) according to a multidimensional probability distribution, as variables. ..

Figure 0007069732000009
Figure 0007069732000009

ここで、式(9)の最適化問題をN本の需要予測シナリオを用いて近似すると式(10)が得られる。続いて、充放電計画を「x」として、式(10)の「x」を置き換えると、式(11)が得られる。 Here, equation (10) is obtained by approximating the optimization problem of equation (9) using N demand forecast scenarios. Subsequently, when the charge / discharge plan is set to “x * ” and the “x” in the equation (10) is replaced, the equation (11) is obtained.

Figure 0007069732000010
Figure 0007069732000010
Figure 0007069732000011
Figure 0007069732000011

続いて、感度分析部24は、最適電気料金削減額の期待値の解析を実行する。具体的には、最適値から予測を微小変動させた式(12)を予測の時刻に関してテイラー展開することで、式(13)を生成する。この式(13)を変動成分ごとにまとめると、式(14)のように表すことができる。 Subsequently, the sensitivity analysis unit 24 analyzes the expected value of the optimum electricity rate reduction amount. Specifically, the equation (13) is generated by Taylor-expanding the equation (12) in which the prediction is slightly changed from the optimum value with respect to the time of the prediction. When this equation (13) is summarized for each variable component, it can be expressed as equation (14).

Figure 0007069732000012
Figure 0007069732000012
Figure 0007069732000013
Figure 0007069732000013
Figure 0007069732000014
Figure 0007069732000014

この結果、式(14)から各時刻帯の影響度(β)を式(15)で表すことができる。すなわち、この式(15)が定量的に求められる影響度である。したがって、最適電気料金削減額の変動を抑えるためには、影響度(β)の大きな時刻を、重点的に予測精度を上げるようにすればよい。なお、式(15)内のfの関数それぞれは、シナリオNが実現されたときの電気料金削減額に対する感度係数である。 As a result, the degree of influence (β i ) in each time zone can be expressed by the equation (15) from the equation (14). That is, this equation (15) is the degree of influence that can be quantitatively obtained. Therefore, in order to suppress fluctuations in the optimal electricity rate reduction amount, it is sufficient to focus on improving the prediction accuracy at times with a large impact (β i ). It should be noted that each of the functions of f in the equation (15) is a sensitivity coefficient for the amount of electricity charge reduction when the scenario N is realized.

Figure 0007069732000015
Figure 0007069732000015

図3に戻り、再最適化部25は、影響度(β)で重みづけをした尤度を用いて、予測モデルのパラメータを再度最適化する処理部である。具体的には、再最適化部25は、式(3)に示す予測モデル尤度関数に対して、感度係数(β)によって重みを付けてパラメータフィッティングした尤度関数(式(16))を生成する。このようにして、重要な時刻帯の電力需要予測精度を向上させる。この電力需要予測に対して充放電計画を算出することで、達成され得る電気料金削減額の精度を向上させる。なお、最適化の手法は、最適化部21と同様なので、詳細な説明は省略する。 Returning to FIG. 3, the reoptimization unit 25 is a processing unit that reoptimizes the parameters of the prediction model using the likelihood weighted by the degree of influence (β i ). Specifically, the reoptimization unit 25 weights the predictive model likelihood function shown in Eq. (3) with a sensitivity coefficient (β i ) and parameter-fits it (Equation (16)). To generate. In this way, the accuracy of power demand forecasting in important time zones is improved. By calculating the charge / discharge plan for this power demand forecast, the accuracy of the amount of electricity charge reduction that can be achieved is improved. Since the optimization method is the same as that of the optimization unit 21, detailed description thereof will be omitted.

Figure 0007069732000016
Figure 0007069732000016

再サンプリング部26は、再最適化部25によって最適化された予測モデルに対してサンプリングを実行し、サンプリング結果を再求解部27に出力する処理部である。なお、再サンプリング部26の処理は、サンプリング部22と同様なので、詳細な説明は省略する。 The resampling unit 26 is a processing unit that executes sampling on the prediction model optimized by the reoptimization unit 25 and outputs the sampling result to the resolving unit 27. Since the processing of the re-sampling unit 26 is the same as that of the sampling unit 22, detailed description thereof will be omitted.

再求解部27は、予測モデルによる予測に対して確率の最適化問題を解くことで、最適化された充放電計画2を生成して、充放電計画DB16に格納する処理部である。なお、最適化問題の解答手法は、求解部23で説明した手法と同様なので、詳細な説明は省略する。また、ここで最適化問題を解くことで、式(7)が満たされることを確認できる。つまり、定式化された式(8)は、LPなので、最適解は実行可能領域の境界上に存在する。さらに、P≧0で最大化問題なので、スラック変数「w 」は境界上で大きな値を取ろうとする。よって、式(7)が満たされる。 The resolving unit 27 is a processing unit that generates an optimized charge / discharge plan 2 by solving a probability optimization problem with respect to the prediction by the prediction model and stores it in the charge / discharge plan DB 16. Since the method for answering the optimization problem is the same as the method described in the solution unit 23, detailed description thereof will be omitted. Further, by solving the optimization problem here, it can be confirmed that the equation (7) is satisfied. That is, since the formulated equation (8) is LP, the optimum solution exists on the boundary of the feasible region. Furthermore, since P i ≧ 0 is a maximization problem, the slack variable “ wi j tries to take a large value on the boundary. Therefore, the equation (7) is satisfied.

[処理の流れ]
図5は、処理の流れを示すフローチャートである。図5に示すように、処理が開始されると(S101:Yes)、最適化部21は、適切な予測モデルを選択し(S102)、最尤法で予測モデルのパラメータを最適化する(S103)。
[Processing flow]
FIG. 5 is a flowchart showing the flow of processing. As shown in FIG. 5, when the process is started (S101: Yes), the optimization unit 21 selects an appropriate prediction model (S102) and optimizes the parameters of the prediction model by the maximum likelihood method (S103). ).

続いて、求解部23は、蓄電池データ、電気料金、サンプリング部22が実行した予測の確率分布のサンプリングなどを用いて、最適化問題を求解して充放電計画1を生成する(S104)。 Subsequently, the solution unit 23 solves the optimization problem by using the storage battery data, the electricity charge, the sampling of the probability distribution of the prediction executed by the sampling unit 22, and the like, and generates the charge / discharge plan 1 (S104).

その後、感度分析部24は、需要予測分布にしたがう乱数を発生させて、需要予測分布を複数のシナリオで近似する(S105)。そして、感度分析部24は、各シナリオについて、電気料金削減額の微小変動率(感度係数)を算出する(S106)。続いて、感度分析部24は、各時刻帯の影響度(β)を算出する(S107)。 After that, the sensitivity analysis unit 24 generates random numbers according to the demand forecast distribution and approximates the demand forecast distribution in a plurality of scenarios (S105). Then, the sensitivity analysis unit 24 calculates a minute volatility (sensitivity coefficient) of the electricity rate reduction amount for each scenario (S106). Subsequently, the sensitivity analysis unit 24 calculates the degree of influence (β i ) in each time zone (S107).

その後、再最適化部25は、重みづけした尤度で予測モデルのパラメータを最適化する(S108)。そして、再求解部27は、蓄電池データ、電気料金、再サンプリング部26が実行した予測の確率分布のサンプリングなどを用いて、最適化問題を求解して充放電計画2を生成する(S109)。 After that, the reoptimization unit 25 optimizes the parameters of the prediction model with the weighted likelihood (S108). Then, the re-solution unit 27 solves the optimization problem by using the storage battery data, the electricity charge, the sampling of the probability distribution of the prediction executed by the re-sampling unit 26, and the like, and generates the charge / discharge plan 2 (S109).

[効果]
上述したように、情報処理装置10は、電力需要予測分布から乱数を多数発生させ、需要予測の不確かさを複数のシナリオとして表す。情報処理装置10は、各シナリオを、時刻毎に微小変動させ、仮にそのシナリオが達成された時の充放電計画に対する電気料金削減額の感度係数を調べる。これらを平均することで、時刻帯ごとの達成され得る電気料金削減額の影響度を求める。したがって、情報処理装置10は、電気料金削減に関して、重要な時刻帯を検出することができる。
[effect]
As described above, the information processing apparatus 10 generates a large number of random numbers from the power demand forecast distribution, and represents the uncertainty of the demand forecast as a plurality of scenarios. The information processing apparatus 10 slightly fluctuates each scenario for each time, and examines the sensitivity coefficient of the electricity charge reduction amount with respect to the charge / discharge plan when the scenario is achieved. By averaging these, the degree of influence of the amount of electricity cost reduction that can be achieved for each time zone is calculated. Therefore, the information processing apparatus 10 can detect an important time zone in relation to the reduction of electricity charges.

そして、情報処理装置10は、感度係数によって重みを付けて予測モデルをフィッティングすることで重要な時刻帯の電力需要予測精度を向上させる。この結果、情報処理装置10は、需要予測の精度を向上させることができる。 Then, the information processing apparatus 10 improves the power demand forecast accuracy in an important time zone by fitting the prediction model by weighting it with a sensitivity coefficient. As a result, the information processing apparatus 10 can improve the accuracy of the demand forecast.

(比較)
ここで、ある日の充放電計画を比較する。具体的には、求解部23によって生成される一般的な充放電計画1と、再求解部27によって生成される影響度(β)を考慮した充放電計画2とを比較する。なお、後述する図6と図7の横軸は時間であり、縦軸のプラスは放電量であり、縦軸のマイナスは充電量である。
(Comparison)
Here, the charge / discharge plans of one day are compared. Specifically, the general charge / discharge plan 1 generated by the solution unit 23 and the charge / discharge plan 2 considering the degree of influence (β i ) generated by the resolving unit 27 are compared. The horizontal axis of FIGS. 6 and 7, which will be described later, is time, the plus on the vertical axis is the discharge amount, and the minus on the vertical axis is the charge amount.

(充放電計画の比較)
図6は、最尤法で予測パラメータを最適化したときの充放電計画1の例を示す図である。図6に示すように、充放電計画1では、電気料金が高い10時前後から25時前後まで、予測の平均値を超える放電計画が計画されるので、計画の精度が低い。また、この充放電計画1では、全時刻帯の予測の平均二乗誤差が0.649、β>0の時刻帯の予測の平均二乗誤差が0.759である。
(Comparison of charge / discharge plans)
FIG. 6 is a diagram showing an example of charge / discharge plan 1 when the prediction parameters are optimized by the maximum likelihood method. As shown in FIG. 6, in the charge / discharge plan 1, the discharge plan that exceeds the predicted average value is planned from around 10:00 to around 25:00 when the electricity rate is high, so that the accuracy of the plan is low. Further, in this charge / discharge plan 1, the mean square error of the prediction of all time zones is 0.649, and the mean square error of the prediction of the time zone of β i > 0 is 0.759.

一方、図7は、重みづけした尤度で予測パラメータを最適化したときの充放電計画2の例を示す図である。図7に示すように、充放電計画2では、電気料金が高い10時前後から25時前後まで、予測の平均値と同様の放電量となる放電計画が計画されるので、計画の精度が高い。また、この充放電計画2では、全時刻帯の予測の平均二乗誤差が0.495、β>0の時刻帯の予測の平均二乗誤差が0.519である。 On the other hand, FIG. 7 is a diagram showing an example of charge / discharge plan 2 when the prediction parameter is optimized by the weighted likelihood. As shown in FIG. 7, in the charge / discharge plan 2, the discharge plan is planned so that the discharge amount is the same as the predicted average value from around 10:00 to around 25:00 when the electricity charge is high, so that the accuracy of the plan is high. .. Further, in this charge / discharge plan 2, the mean square error of the prediction of all time zones is 0.495, and the mean square error of the prediction of the time zone of β i > 0 is 0.519.

したがって、図6と図7を比較すると、充放電計画2の方が計画の精度が高く、全時刻帯およびβ>0の時刻帯の予測の平均二乗誤差が小さいことから、予測精度が高い。 Therefore, when FIG. 6 and FIG. 7 are compared, the charge / discharge plan 2 has higher planning accuracy, and the mean square error of the prediction in all time zones and the time zone of β i > 0 is smaller, so that the prediction accuracy is higher. ..

(予測分布の比較)
続いて、ある日の充放電計画による電気料金削減額の予測分布を比較して説明する。具体的には、充放電計画1における電気料金削減額の予測分布と、影響度(β)を考慮した充放電計画2における電気料金削減額の予測分布とを比較する。
(Comparison of predicted distribution)
Next, the predicted distribution of the amount of electricity charge reduction by the charge / discharge plan of one day will be compared and explained. Specifically, the predicted distribution of the electricity charge reduction amount in the charge / discharge plan 1 and the predicted distribution of the electricity charge reduction amount in the charge / discharge plan 2 considering the degree of influence (β i ) are compared.

図8は、充放電計画1による電気料金の削減額の予測分布を説明する図であり、図9は、充放電計画2による電気料金の削減額の予測分布を説明する図である。図8と図9の横軸は電気料金削減額を示し、縦軸は予測分布の度数を示す。 FIG. 8 is a diagram for explaining the predicted distribution of the electricity charge reduction amount according to the charge / discharge plan 1, and FIG. 9 is a diagram for explaining the predicted distribution of the electricity charge reduction amount according to the charge / discharge plan 2. The horizontal axis of FIGS. 8 and 9 shows the amount of electricity charge reduction, and the vertical axis shows the frequency of the predicted distribution.

図8と図9を比較すると、充放電計画2の方が、電気料金を削減できない「-100から-50」の範囲内の度数が少なく、電気料金を削減できる「0から100」の範囲内の度数が多い。また、充放電計画1では期待値が「21.27円」、標準偏差が「42.50円」であり、充放電計画2では期待値が「52.95円」、標準偏差が「43.32円」であることから、充放電計画2の方が電気料金をより削減することができる。 Comparing FIGS. 8 and 9, the charge / discharge plan 2 has a smaller frequency within the range of "-100 to -50", which cannot reduce the electricity charge, and is within the range of "0 to 100", which can reduce the electricity charge. The frequency is high. In the charge / discharge plan 1, the expected value is "21.27 yen" and the standard deviation is "42.50 yen", and in the charge / discharge plan 2, the expected value is "52.95 yen" and the standard deviation is "43. Since it is "32 yen", the charge / discharge plan 2 can further reduce the electricity charge.

(長期的視野による比較)
次に、150日分の充放電計画の比較を行う。図10は、各充放電計画の平均二乗誤差を説明する図である。図10に示すように、予測1(充放電計画1)では、全時刻帯の予測の平均二乗誤差が「0.3363」、影響度(β)>0の時刻帯における予測の平均二乗誤差が「0.3415」となった。一方で、予測2(充放電計画2)では、全時刻帯の予測の平均二乗誤差が「0.3426」、影響度(β)>0の時刻帯における予測の平均二乗誤差が「0.3370」となった。
(Comparison from a long-term perspective)
Next, the charge / discharge plans for 150 days are compared. FIG. 10 is a diagram illustrating a mean square error of each charge / discharge plan. As shown in FIG. 10, in the prediction 1 (charge / discharge plan 1), the mean square error of the prediction in all time zones is "0.3363", and the mean square error of the prediction in the time zone of the degree of influence (β i )> 0. Was "0.3415". On the other hand, in Prediction 2 (Charge / Discharge Plan 2), the mean square error of the prediction in all time zones is "0.3426", and the mean square error of the prediction in the time zone with the degree of influence (β i )> 0 is “0. It became "3370".

また、図11は、電気料金削減額の予測分布の評価を説明する図である。図11に示すように、予測1(充放電計画1)では、期待値の平均が「87.07円」、標準偏差の平均が「32.57円」となった。一方で、予測2(充放電計画2)では、期待値の平均が「108.35円」、標準偏差の平均が「31.15円」となった。 Further, FIG. 11 is a diagram for explaining the evaluation of the predicted distribution of the electricity rate reduction amount. As shown in FIG. 11, in Prediction 1 (Charging / Discharging Plan 1), the average expected value was “87.07 yen” and the average standard deviation was “32.57 yen”. On the other hand, in Prediction 2 (Charging / Discharging Plan 2), the average expected value was "108.35 yen" and the average standard deviation was "31.15 yen".

図10により、150日分の評価では、全時刻帯における平均二乗誤差は、予測1の方が小さい。このため、充放電計画1の方が、予測精度が高い。しかし、影響度が大きい時刻帯では、充放電計画2の方が、平均二乗誤差が小さいので、削減額の合計が大きくなることが期待できる。さらに、図11に示すように、期待値の平均は、充放電計画2の方が高い。 According to FIG. 10, in the evaluation for 150 days, the mean square error in all time zones is smaller in the prediction 1. Therefore, the charge / discharge plan 1 has higher prediction accuracy. However, in the time zone where the degree of influence is large, the charge / discharge plan 2 has a smaller mean square error, so that the total reduction amount can be expected to be larger. Further, as shown in FIG. 11, the average expected value is higher in the charge / discharge plan 2.

したがって、充放電計画2の方が、150日分全体の予測精度が若干悪化するが、影響度が大きい時刻帯の予測精度が高い。つまり、充放電計画2は、充放電計画における影響度の低い時刻帯の予測精度が低下するだけであり、電気料金削減額の大幅な増加が期待できる。 Therefore, in the charge / discharge plan 2, the prediction accuracy for the entire 150 days is slightly worse, but the prediction accuracy for the time zone having a large influence is higher. That is, in the charge / discharge plan 2, the prediction accuracy of the time zone having a low influence in the charge / discharge plan is only lowered, and a significant increase in the amount of electricity charge reduction can be expected.

上記実施例1では、予測に基づく意思決定計画の最適化で、予測確率分布の意思決定に対する影響度(重要度)を感度分析により求めて重みにし、再度予測モデルのパラメータをフィットする。この結果、重要な部分の予測精度を向上させ、それに基づく意思決定計画の精度が向上させる例を説明した。 In the first embodiment, in the optimization of the decision-making plan based on the prediction, the influence (importance) of the prediction probability distribution on the decision-making is obtained by the sensitivity analysis and weighted, and the parameters of the prediction model are fitted again. As a result, we explained an example of improving the accuracy of prediction of important parts and improving the accuracy of decision-making planning based on it.

ところで、実施例1の感度分析は、予測確率分布に対する意思決定計画の目的(目的関数値)への影響しか分析していない。しかし、実際に更新されるのは、予測モデルのパラメータである。そこで、実施例2では、予測モデルのパラメータから予測確率分布への影響度も分析することで、感度分析の精度および重要部分の予測精度を向上させ、目的関数値が改善する例を説明する。 By the way, the sensitivity analysis of Example 1 analyzes only the influence of the predicted probability distribution on the purpose (objective function value) of the decision-making plan. However, what is actually updated is the parameters of the predictive model. Therefore, in Example 2, an example will be described in which the accuracy of the sensitivity analysis and the prediction accuracy of the important part are improved by analyzing the degree of influence from the parameters of the prediction model on the prediction probability distribution, and the objective function value is improved.

つまり、実施例2では、実施例1で説明した、各時刻が電力需要予測に与える影響度に加えて、予測モデルの各パラメータが電力需要予測に与える影響度も算出し、これらの影響度で重みづけした尤度を用いて、予測モデルのパラメータを再度最適化した上で、充放電計画を生成する。 That is, in Example 2, in addition to the degree of influence that each time has on the power demand forecast described in Example 1, the degree of influence that each parameter of the prediction model has on the power demand forecast is also calculated, and these influences are used. The weighted likelihood is used to reoptimize the parameters of the predictive model and then generate a charge / discharge plan.

[全体構成]
図12は、実施例2と実施例1の全体的な処理を説明する図である。図12に示すように、実施例1では、最尤法を用いて予測モデルのパラメータを最適化し、予測モデルに対してモンテカルロサンプリングを実行し、予測確率分布のサンプリング結果から電気料金削減額(充放電計画1)を決定する。そして、電気料金削減額に対する感度分析を行うことで、各時刻が電気料金削減額に与える影響度を算出した後、重みづけした尤度による予測モデルのパラメータの再フィッティングを行って、充放電計画2を生成する。
[overall structure]
FIG. 12 is a diagram illustrating the overall processing of the second embodiment and the first embodiment. As shown in FIG. 12, in the first embodiment, the parameters of the prediction model are optimized by using the maximum likelihood method, Monte Carlo sampling is performed on the prediction model, and the electricity charge reduction amount (charge) is obtained from the sampling result of the prediction probability distribution. Determine the discharge plan 1). Then, by performing a sensitivity analysis on the electricity rate reduction amount, the degree of influence of each time on the electricity rate reduction amount is calculated, and then the parameters of the prediction model based on the weighted likelihood are refitted to perform charge / discharge planning. Generate 2.

これに対して、実施例2では、重要な時間帯の予測精度を向上させるために、電気料金削減額に対する感度分析を行う際に、予測モデルのパラメータから各時刻の予測への影響度も考慮することで、予測モデルのパラメータを改善する。すなわち、予測モデルの尤度関数のパラメータから第1の需要予測への影響度も用いて、尤度関数のパラメータの最適化を再度行うことで、達成され得る電気料金削減額の精度の向上を図る。 On the other hand, in Example 2, in order to improve the prediction accuracy of important time zones, the degree of influence on the prediction of each time from the parameters of the prediction model is also taken into consideration when performing the sensitivity analysis for the amount of electricity charge reduction. By doing so, the parameters of the predictive model are improved. That is, by re-optimizing the parameters of the likelihood function by using the degree of influence from the parameters of the likelihood function of the prediction model on the first demand forecast, the accuracy of the achievable electricity price reduction can be improved. Plan.

[機能構成]
図13は、実施例2にかかる情報処理装置10の機能構成を示す機能ブロック図である。図13に示すように、情報処理装置10は、実施例1の図3と同様、通信を実行する通信部11、プログラムやデータなどを記憶する記憶装置の一例である記憶部12、プロセッサなどである制御部20を有する。実施例1と異なる点は、感度分析部30が実行する処理であることから、実施例2では感度分析部30について説明する。
[Functional configuration]
FIG. 13 is a functional block diagram showing a functional configuration of the information processing apparatus 10 according to the second embodiment. As shown in FIG. 13, the information processing apparatus 10 includes a communication unit 11 that executes communication, a storage unit 12 that is an example of a storage device that stores programs, data, and the like, a processor, and the like, as in FIG. 3 of the first embodiment. It has a certain control unit 20. Since the difference from the first embodiment is the processing executed by the sensitivity analysis unit 30, the sensitivity analysis unit 30 will be described in the second embodiment.

実施例1では、感度分析部24は、各時刻帯の需要予測の達成され得る電気料金削減額に対する感度分析を行い、各時刻帯の電力需要予測の重要度を感度係数(β)として定量的に算出した。実施例2では、感度分析部30は、感度分析を行う際に、時刻帯の電力需要予測の重要度と、予測モデルの各パラメータから電力需要予測への影響度とを用いて、感度係数(β)を算出する。なお、感度係数を算出した後の処理は、感度係数(β)を用いた実施例1と同様の処理なので、詳細な説明は省略する。 In the first embodiment, the sensitivity analysis unit 24 performs a sensitivity analysis on the amount of electricity charge reduction that can be achieved in the demand forecast for each time zone, and quantifies the importance of the power demand forecast for each time zone as a sensitivity coefficient (β i ). Calculated. In the second embodiment, when the sensitivity analysis unit 30 performs the sensitivity analysis, the sensitivity coefficient ( β i ) is calculated. Since the processing after calculating the sensitivity coefficient is the same processing as in Example 1 using the sensitivity coefficient (β i ), detailed description thereof will be omitted.

感度分析部24は、式(17)の各式を定義する。式(17)における「v」は、各時刻であり、例えばv=1時などである。「ξ」は、各時刻の電力需要予測(確率変数)であり、「u」は、各時刻の放電量であり、最適化で決定する決定変数である。「p」は、H時までの電力需要予測分布、すなわち同時確率密度関数である。「α」は、各時刻のテスト分布の度数であり、「β」は、各時刻の電力需要予測の重要度であり、「G」は、電力需要予測に基づくH期先までの電気料金削減額の和である。なお、式(17)における各変数の添え字は、時刻を表すインデックスである。 The sensitivity analysis unit 24 defines each of the equations (17). “V f ” in the equation (17) is each time, for example, v 1 = 1 o'clock. “Ξ f ” is a power demand forecast (random variable) at each time, and “u * ” is a discharge amount at each time, which is a determinant determined by optimization. “P” is the power demand forecast distribution up to H o'clock, that is, the simultaneous probability density function. "Α" is the frequency of the test distribution at each time, "β" is the importance of the power demand forecast at each time, and "G" is the electricity rate reduction until the H period based on the power demand forecast. It is the sum of the foreheads. The subscript of each variable in the equation (17) is an index representing the time.

Figure 0007069732000017
Figure 0007069732000017

そして、感度分析部24は、式(17)の各式を定義のもと、計画最適化の目的関数を式(18)のように定義する。ここで、求めたい感度係数(β)は、式(19)となる。なお、式(18)は、電力需要予測に基づくH期先までの電気料金削減額の和の期待値である。 Then, the sensitivity analysis unit 24 defines the objective function of the plan optimization as the equation (18) based on the definition of each equation of the equation (17). Here, the sensitivity coefficient (β i ) to be obtained is given by Eq. (19). Equation (18) is an expected value of the sum of the amount of electricity price reduction up to the H period based on the power demand forecast.

Figure 0007069732000018
Figure 0007069732000018
Figure 0007069732000019
Figure 0007069732000019

ここで、予測モデルの学習法について説明する。図14は、重み付き最尤推定の統計的根拠を説明する図である。重み付き最尤推定は、共変量シフト下での教師付き学習であり、例えば転移学習の一種である。図14の上図に示すように、予め用意してある気温と頻度の関係を示す訓練データの分布である訓練分布をptr(v)とし、テストデータの分布であるテスト分布pte(v)を恣意的に設定する。 Here, the learning method of the prediction model will be described. FIG. 14 is a diagram illustrating a statistical basis for weighted maximum likelihood estimation. Weighted maximum likelihood estimation is supervised learning under a covariate shift, for example, a type of transfer learning. As shown in the upper figure of FIG. 14, the training distribution which is the distribution of the training data showing the relationship between the temperature and the frequency prepared in advance is set as p tr (v), and the test distribution p te (v) which is the distribution of the test data. ) Is set arbitrarily.

そして、気温と電力需要の関係を下図に示す。下図において、訓練分布にしたがってデータをプロットする。プロットするデータのうち、訓練分布に属するデータの出現を式(a)と定義し、テスト分布に属するデータの出現を式(b)と定義する。 The figure below shows the relationship between temperature and electricity demand. In the figure below, the data are plotted according to the training distribution. Of the data to be plotted, the appearance of the data belonging to the training distribution is defined as the equation (a), and the appearance of the data belonging to the test distribution is defined as the equation (b).

このような定義にもと、電力需要予測のパラメータをまとめたものである「θ」と、各時刻の訓練分布(データの度数分布)の出現頻度である「ptr(v)」との関係は、式20)のように定義できる。式(20)より、式(21)の関係を得ることができ、式(21)の両辺を「α」で偏微分することで、式(22)が得られる。そして、式(19)から式(22)により、感度係数(β)は、式(23)のように定義できる。 Based on this definition, "θ", which summarizes the parameters of power demand forecast, and " ptr ( vi )", which is the frequency of appearance of the training distribution (data frequency distribution) at each time. The relationship can be defined as in Eq. 20). From the equation (20), the relationship of the equation (21) can be obtained, and the equation (22) can be obtained by partially differentiating both sides of the equation (21) with respect to "α i ". Then, the sensitivity coefficient (β i ) can be defined by the equations (19) to (22) as in the equation (23).

Figure 0007069732000020
Figure 0007069732000020
Figure 0007069732000021
Figure 0007069732000021
Figure 0007069732000022
Figure 0007069732000022
Figure 0007069732000023
Figure 0007069732000023

その後は、感度分析部24が算出した式(23)の感度係数(β)を用いて、実施例1と同様、再最適化部25による処理、再サンプリング部26による処理、再求解部27による処理が実行されて、最適化された充放電計画2が生成される。 After that, using the sensitivity coefficient (β i ) of the formula (23) calculated by the sensitivity analysis unit 24, processing by the reoptimization unit 25, processing by the resampling unit 26, and resolving unit 27, as in the first embodiment. Is executed, and the optimized charge / discharge plan 2 is generated.

上述したように、実施例2では、実施例1ではヒューリスティックな値であった感度係数(β)を、正確な値である感度係数(β)に書き換えることができる。図15は、実施例2による効果を説明する図である。図15の(a)は、実施例1による最終的な充放電計画を示し、図15の(b)は、実施例2による最終的な充放電計画を示す。実施例1による充放電計画と実施例2による充放電計画とを比較すると、全体の予測誤差は、実施例2の方が大きい。しかし、9時から23時の重要時間帯、すなわち電力量の削減に貢献できる時間帯では、実施例2の方が実施例1より誤差が小さい。この結果、全体的な電気料金削減額としては、実施例1に比べて実施例2の方が、削減額が大きい。 As described above, in Example 2, the sensitivity coefficient (β i), which was a heuristic value in Example 1, can be rewritten to the sensitivity coefficient (β i ) , which is an accurate value. FIG. 15 is a diagram illustrating the effect of the second embodiment. FIG. 15 (a) shows the final charge / discharge plan according to the first embodiment, and FIG. 15 (b) shows the final charge / discharge plan according to the second embodiment. Comparing the charge / discharge plan according to the first embodiment and the charge / discharge plan according to the second embodiment, the overall prediction error is larger in the second embodiment. However, in the important time zone from 9:00 to 23:00, that is, the time zone that can contribute to the reduction of electric energy, the error of Example 2 is smaller than that of Example 1. As a result, as for the overall electricity rate reduction amount, the reduction amount is larger in Example 2 than in Example 1.

したがって、実施例2は、一般的な手法に比べて削減額が大きい充放電計画が生成可能な実施例1よりも、さらに削減額が大きい充放電計画を生成することができる。なお、実施例1で説明した手法である、シナリオが達成された時の充放電計画に対する電気料金削減額の微小変動率(感度係数)を平均することで時刻帯ごとの達成され得る電気料金削減額の影響度を算出する手法は、実施例2における予測モデルのパラメータから予測確率分布への影響度の算出にも適用することができる。例えば、確率変数ベクトルの微小変動の尤度関数のパラメータから充放電計画1への影響度を反映した平均値を、時刻帯ごとの影響度として算出することもできる。 Therefore, in the second embodiment, it is possible to generate a charge / discharge plan having a larger reduction amount than in the first embodiment, which can generate a charge / discharge plan having a larger reduction amount than the general method. It should be noted that the electricity rate reduction that can be achieved for each time zone by averaging the minute fluctuation rate (sensitivity coefficient) of the electricity rate reduction amount with respect to the charge / discharge plan when the scenario is achieved, which is the method described in Example 1. The method of calculating the degree of influence of the forehead can also be applied to the calculation of the degree of influence on the prediction probability distribution from the parameters of the prediction model in the second embodiment. For example, an average value reflecting the degree of influence on the charge / discharge plan 1 from the parameter of the likelihood function of the minute fluctuation of the random variable vector can be calculated as the degree of influence for each time zone.

さて、これまで本発明の実施例について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下に異なる実施例を説明する。 By the way, although the examples of the present invention have been described so far, the present invention may be carried out in various different forms other than the above-mentioned examples. Therefore, different embodiments will be described below.

[適用範囲]
上記実施例では、電力需要の予測を例にして説明したが、これに限定されるものではなく、例えばガスの需要予測など、時刻帯によって料金が異なる他の需要予測について適用することができる。なお、時刻帯によって料金が異なる需要予測に限らず、例えば場所などによって料金が異なる需要予測に対しても同様に適用することができ、この場合、実施例1の時刻帯を場所に置き換えることで、同様に処理することができる。
[Scope of application]
In the above embodiment, the forecast of electric power demand has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and other demand forecasts having different charges depending on the time zone, such as gas demand forecast, can be applied. It should be noted that the same can be applied not only to the demand forecast in which the charge differs depending on the time zone, but also to the demand forecast in which the charge differs depending on the place, for example. In this case, by replacing the time zone of the first embodiment with a place. , Can be processed in the same way.

[予測モデル]
上述した予測モデルやサンプリングなどの方法は一例であり、他の公知の手法を用いることもできる。また、最適化問題の解答手法も一例であり、他の公知の手法を用いることもできる。
[Predictive model]
The methods such as the prediction model and sampling described above are examples, and other known methods can also be used. Further, the method of solving the optimization problem is also an example, and other known methods can also be used.

[システム]
また、本実施例において説明した各処理のうち、自動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を手動的におこなうこともできる。あるいは、手動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的におこなうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
[system]
In addition, among the processes described in this embodiment, all or part of the processes described as being automatically performed can also be performed manually. Alternatively, all or part of the processing described as being performed manually can be automatically performed by a known method. In addition, the processing procedure, control procedure, specific name, and information including various data and parameters shown in the above document and drawings can be arbitrarily changed unless otherwise specified.

また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られない。つまり、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、CPUおよび当該CPUにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。 Further, each component of each of the illustrated devices is a functional concept, and does not necessarily have to be physically configured as shown in the figure. That is, the specific form of distribution / integration of each device is not limited to the one shown in the figure. That is, all or a part thereof can be functionally or physically distributed / integrated in any unit according to various loads, usage conditions, and the like. Further, each processing function performed by each device may be realized by a CPU and a program analyzed and executed by the CPU, or may be realized as hardware by wired logic.

[ハードウェア構成]
図16は、情報処理装置10のハードウェア構成例を説明する図である。図16に示すように、情報処理装置10は、通信インタフェース10a、HDD(Hard Disk Drive)10b、メモリ10c、プロセッサ10dを有する。
[Hardware configuration]
FIG. 16 is a diagram illustrating a hardware configuration example of the information processing apparatus 10. As shown in FIG. 16, the information processing apparatus 10 includes a communication interface 10a, an HDD (Hard Disk Drive) 10b, a memory 10c, and a processor 10d.

通信インタフェース10aは、他の装置の通信を制御するネットワークインタフェースカードなどである。HDD10bは、プログラムやデータなどを記憶する記憶装置の一例である。 The communication interface 10a is a network interface card or the like that controls communication of other devices. The HDD 10b is an example of a storage device for storing programs, data, and the like.

メモリ10cの一例としては、SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)等のRAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ等が挙げられる。プロセッサ10dの一例としては、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、PLD(Programmable Logic Device)等が挙げられる。 Examples of the memory 10c include RAM (Random Access Memory) such as SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory and the like. Examples of the processor 10d include a CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), an FPGA (Field Programmable Gate Array), a PLD (Programmable Logic Device), and the like.

また、情報処理装置10は、プログラムを読み出して実行することで推定方法を実行する情報処理装置として動作する。つまり、情報処理装置10は、最適化部21、サンプリング部22、求解部23、感度分析部24、再最適化部25、再サンプリング部26、再求解部27と同様の機能を実行するプログラムを実行する。この結果、情報処理装置10は、最適化部21、サンプリング部22、求解部23、感度分析部24、再最適化部25、再サンプリング部26、再求解部27と同様の機能を実行するプロセスを実行することができる。なお、この他の実施例でいうプログラムは、情報処理装置10によって実行されることに限定されるものではない。例えば、他のコンピュータまたはサーバがプログラムを実行する場合や、これらが協働してプログラムを実行するような場合にも、本発明を同様に適用することができる。 Further, the information processing device 10 operates as an information processing device that executes an estimation method by reading and executing a program. That is, the information processing apparatus 10 has a program that executes the same functions as the optimization unit 21, the sampling unit 22, the solution unit 23, the sensitivity analysis unit 24, the reoptimization unit 25, the resampling unit 26, and the resolution unit 27. Run. As a result, the information processing apparatus 10 executes the same functions as the optimization unit 21, the sampling unit 22, the solution unit 23, the sensitivity analysis unit 24, the reoptimization unit 25, the resampling unit 26, and the resolution unit 27. Can be executed. The program referred to in the other embodiment is not limited to being executed by the information processing apparatus 10. For example, the present invention can be similarly applied when other computers or servers execute programs, or when they execute programs in cooperation with each other.

このプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク(FD)、CD(Compact Disc)-ROM、MO(Magneto-Optical disk)、DVD(Digital Versatile Disc)などのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することができる。 This program can be distributed over networks such as the Internet. In addition, this program is recorded on a computer-readable recording medium such as a hard disk, flexible disk (FD), CD (Compact Disc) -ROM, MO (Magneto-Optical disk), or DVD (Digital Versatile Disc). It can be executed by reading from a recording medium.

10 情報処理装置
11 通信部
12 記憶部
13 電力需要予測データDB
14 蓄電池データDB
15 電気料金プランデータDB
16 充放電計画DB
20 制御部
21 最適化部
22 サンプリング部
23 求解部
24、30 感度分析部
25 再最適化部
26 再サンプリング部
27 再求解部
10 Information processing device 11 Communication unit 12 Storage unit 13 Power demand forecast data DB
14 Storage battery data DB
15 Electricity rate plan data DB
16 Charge / discharge plan DB
20 Control unit 21 Optimization unit 22 Sampling unit 23 Solution unit 24, 30 Sensitivity analysis unit 25 Reoptimization unit 26 Resampling unit 27 Resolution unit

Claims (7)

コンピュータに、
過去の需要実績データに対して、所定の情報量基準により選択される予測モデルの尤度関数のパラメータを最適化し、前記最適化によって得られる前記予測モデルから得られる需要予測の確率分布を用いて、第1の需要予測を推定し、
前記第1の需要予測を用いて各時刻帯の需要予測の達成され得る電気料金削減額に対する感度分析を実行して、前記各時刻帯の需要予測の影響度を算出し、
前記影響度により重み付けされた前記尤度関数のパラメータを再度最適化して得られる前記予測モデルに基づく需要予測の確率分布を用いて、第2の需要予測を推定する
処理を実行させることを特徴とする推定プログラム。
On the computer
The parameters of the likelihood function of the forecast model selected by a predetermined information criterion are optimized for the past demand actual data, and the probability distribution of the demand forecast obtained from the forecast model obtained by the optimization is used. , Estimate the first demand forecast,
Using the first demand forecast, a sensitivity analysis to the achievable electricity price reduction amount of the demand forecast for each time zone is performed to calculate the influence of the demand forecast for each time zone .
It is characterized in that the process of estimating the second demand forecast is executed by using the probability distribution of the demand forecast based on the forecast model obtained by re-optimizing the parameters of the likelihood function weighted by the influence degree. The estimation program.
前記第1の需要予測を推定する処理は、過去の電力需要データと時刻帯ごとの電気料金と蓄電容量値とを用いて、最適化された前記予測モデルによる予測に対して最適化問題を解いて、電力の需要予測に対する第1の充放電計画を推定し、
前記算出する処理は、前記第1の充放電計画を用いて前記感度分析を実行し、前記各時刻帯の需要予測の影響度を算出し、
前記第2の需要予測を推定する処理により、前記電力の需要予測に対する第2の充放電計画を推定することを特徴とする請求項1に記載の推定プログラム。
The process of estimating the first demand forecast solves an optimization problem with respect to the forecast by the optimized forecast model by using the past power demand data, the electricity charge for each time zone, and the storage capacity value. Then, estimate the first charge / discharge plan for the electricity demand forecast,
In the calculation process, the sensitivity analysis is executed using the first charge / discharge plan, and the degree of influence of the demand forecast in each time zone is calculated.
The estimation program according to claim 1, wherein the second charge / discharge plan for the electric power demand forecast is estimated by the process of estimating the second demand forecast.
請求項1記載の推定プログラムであって、前記第2の需要予測を推定する処理は、前記影響度により重み付けされた前記尤度関数のパラメータから前記第1の需要予測への影響度を用いて、前記尤度関数のパラメータの再度最適化を行う、推定プログラム。 In the estimation program according to claim 1, the process of estimating the second demand forecast uses the degree of influence on the first demand forecast from the parameters of the likelihood function weighted by the degree of influence. , An estimation program that reoptimizes the parameters of the likelihood function. 請求項2記載の推定プログラムであって、前記第1の需要予測を推定する処理は、前記尤度関数の確率分布から前記確率分布を近似する複数の確率変数ベクトルを生成し、前記時刻帯ごとに複数の前記確率変数ベクトルそれぞれを微小変動させて、前記時刻帯ごとに複数の前記確率変数ベクトルの微小変動の平均値を前記時刻帯ごとの影響度として算出し、
前記第2の需要予測を推定する処理は、前記時刻帯ごとの前記平均値を付加した前記尤度関数のパラメータについて再度最適化を行うことを特徴とする推定プログラム。
In the estimation program according to claim 2, the process of estimating the first demand forecast generates a plurality of random variable vectors that approximate the probability distribution from the probability distribution of the probability function, and for each time zone. Each of the plurality of random variable vectors is slightly varied, and the average value of the minute fluctuations of the plurality of random variable vectors is calculated as the degree of influence for each time zone.
The process of estimating the second demand forecast is an estimation program characterized in that the parameters of the likelihood function to which the average value is added for each time zone are optimized again.
請求項4記載の推定プログラムであって、前記時刻帯ごとの影響度を算出する処理は、前記時刻帯ごとに複数の前記確率変数ベクトルの微小変動の前記尤度関数のパラメータから前記第1の需要予測への影響度を反映した平均値を前記時刻帯ごとの影響度として算出することを特徴とする、推定プログラム。 In the estimation program according to claim 4, the process of calculating the degree of influence for each time zone is the first step from the parameters of the likelihood function of the minute fluctuations of the plurality of random variable vectors for each time zone. An estimation program characterized in that an average value reflecting the degree of influence on demand forecast is calculated as the degree of influence for each time zone. コンピュータが、
過去の需要実績データに対して、所定の情報量基準により選択される予測モデルの尤度関数のパラメータを最適化し、前記最適化によって得られる前記予測モデルから得られる需要予測の確率分布を用いて、第1の需要予測を推定し、
前記第1の需要予測を用いて各時刻帯の需要予測の達成され得る電気料金削減額に対する感度分析を実行して、前記各時刻帯の需要予測の影響度を算出し、
前記影響度により重み付けされた前記尤度関数のパラメータを再度最適化して得られる前記予測モデルに基づく需要予測の確率分布を用いて、第2の需要予測を推定する
処理を実行することを特徴とする推定方法。
The computer
The parameters of the likelihood function of the forecast model selected by a predetermined information criterion are optimized for the past demand actual data, and the probability distribution of the demand forecast obtained from the forecast model obtained by the optimization is used. , Estimate the first demand forecast,
Using the first demand forecast, a sensitivity analysis to the achievable electricity price reduction amount of the demand forecast for each time zone is performed to calculate the influence of the demand forecast for each time zone .
It is characterized by executing a process of estimating a second demand forecast by using a probability distribution of a demand forecast based on the forecast model obtained by re-optimizing the parameters of the likelihood function weighted by the degree of influence. The estimation method.
過去の需要実績データに対して、所定の情報量基準により選択される予測モデルの尤度関数のパラメータを最適化し、前記最適化によって得られる前記予測モデルから得られる需要予測の確率分布を用いて、第1の需要予測を推定する第1の推定部と、
前記第1の需要予測を用いて各時刻帯の需要予測の達成され得る電気料金削減額に対する感度分析を実行して、前記各時刻帯の需要予測の影響度を算出する算出部と、
前記影響度により重み付けされた前記尤度関数のパラメータを再度最適化して得られる前記予測モデルに基づく需要予測の確率分布を用いて、第2の需要予測を推定する第2の推定部と
を有することを特徴とする推定装置。
The parameters of the likelihood function of the forecast model selected by a predetermined information criterion are optimized for the past demand actual data, and the probability distribution of the demand forecast obtained from the forecast model obtained by the optimization is used. , The first estimation unit that estimates the first demand forecast,
A calculation unit that calculates the degree of influence of the demand forecast for each time zone by performing a sensitivity analysis for the achievable electricity price reduction amount of the demand forecast for each time zone using the first demand forecast.
Using the probability distribution of the demand forecast based on the forecast model obtained by re-optimizing the parameters of the likelihood function weighted by the influence degree, the second estimation unit for estimating the second demand forecast An estimation device characterized by having.
JP2018003495A 2017-01-13 2018-01-12 Estimator program, estimation method and estimation device Active JP7069732B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017004564 2017-01-13
JP2017004564 2017-01-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018116700A JP2018116700A (en) 2018-07-26
JP7069732B2 true JP7069732B2 (en) 2022-05-18

Family

ID=62984043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018003495A Active JP7069732B2 (en) 2017-01-13 2018-01-12 Estimator program, estimation method and estimation device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7069732B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102538113B1 (en) * 2021-05-27 2023-05-26 목포대학교산학협력단 ESS battery charge-discharge method and computer program using a quadratic programming
KR102668766B1 (en) * 2021-11-30 2024-05-24 한국생산기술연구원 Method for generating a product demand forecasting model and for predicting product demand using the same
CN115775088B (en) * 2023-02-13 2023-05-05 成都秦川物联网科技股份有限公司 Intelligent gas inspection plan determining method and Internet of things system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013141039A1 (en) 2012-03-22 2013-09-26 株式会社 東芝 Energy management device, method for managing energy, and program
US20140058572A1 (en) 2012-08-27 2014-02-27 Gridium, Inc. Systems and methods for energy consumption and energy demand management
JP2016099739A (en) 2014-11-19 2016-05-30 富士通株式会社 Ordering amount determination apparatus, ordering amount determination method and ordering amount determination program
JP2016163511A (en) 2015-03-05 2016-09-05 中国電力株式会社 Power demand amount prediction system, power demand amount prediction method, and program
JP2017010436A (en) 2015-06-25 2017-01-12 富士電機株式会社 Error width estimation device, error width estimation system, error width estimation method and program

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3349632B2 (en) * 1996-06-04 2002-11-25 富士通株式会社 Three-dimensional measuring method and device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013141039A1 (en) 2012-03-22 2013-09-26 株式会社 東芝 Energy management device, method for managing energy, and program
US20140058572A1 (en) 2012-08-27 2014-02-27 Gridium, Inc. Systems and methods for energy consumption and energy demand management
JP2016099739A (en) 2014-11-19 2016-05-30 富士通株式会社 Ordering amount determination apparatus, ordering amount determination method and ordering amount determination program
JP2016163511A (en) 2015-03-05 2016-09-05 中国電力株式会社 Power demand amount prediction system, power demand amount prediction method, and program
JP2017010436A (en) 2015-06-25 2017-01-12 富士電機株式会社 Error width estimation device, error width estimation system, error width estimation method and program

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
石橋 直人,需要予測における誤差要因を考慮した信頼区間推定手法,電気学会論文誌C,日本,一般社団法人電気学会,2016年06月01日,Vol.136 No.6,pp.775-783

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018116700A (en) 2018-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102237654B1 (en) Predictive use to control target systems
Alamaniotis et al. Evolutionary multiobjective optimization of kernel-based very-short-term load forecasting
JP7069732B2 (en) Estimator program, estimation method and estimation device
EP2778990A2 (en) Method and system for designing a material
KR102239464B1 (en) Methods and apparatuses for forecasting power demand using deep structure
Sahu et al. Hierarchical Bayesian autoregressive models for large space–time data with applications to ozone concentration modelling
JP5434837B2 (en) Quality prediction apparatus, quality prediction method, program, and computer-readable recording medium
Singh et al. Surrogate assisted simulated annealing (SASA) for constrained multi-objective optimization
Alfred A genetic-based backpropagation neural network for forecasting in time-series data
KR102499240B1 (en) Power demand predicting method and power demand predicting system
JP6451735B2 (en) Energy amount estimation device, energy amount estimation method, and energy amount estimation program
CN112468312A (en) Network flow prediction method, communication equipment and storage medium
CN110969306A (en) Power distribution low-voltage distribution area load prediction method and device based on deep learning
Raqab et al. Maximum likelihood prediction of records from 3-parameter Weibull distribution and some approximations
Kasule et al. Forecasting Uganda’s net electricity consumption using a hybrid PSO-ABC Algorithm
Zambrano et al. WH‐EA: an evolutionary algorithm for Wiener‐Hammerstein system identification
Pozzi et al. Lexicographic model predictive control strategy in ageing-aware optimal charging procedure for lithium-ion batteries
Hussein et al. A review of battery state of charge estimation and management systems: Models and future prospective
CN117825970A (en) Battery degradation analysis method, device, equipment and storage medium
CN115840794B (en) Photovoltaic system planning method based on GIS and RL models
CN109884548B (en) Method for predicting remaining life of lithium battery based on GASVM-AUKF algorithm
CN112418564A (en) Charging and battery replacing load prediction method for charging and battery replacing station based on LSTM and related components thereof
CN117155806A (en) Communication base station flow prediction method and device
Xu et al. Probabilistic forecasting-based reserve determination considering multi-temporal uncertainty of renewable energy generation
Uddin et al. State of health estimation of lithium-ion batteries in vehicle-to-grid applications using recurrent neural networks for learning the impact of degradation stress factors

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201008

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210827

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210914

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211115

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220405

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220418

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7069732

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150