JP7508857B2 - 電力需要量予測装置、電力需要量予測装置の制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、電力需要量予測装置、電力需要量予測装置の制御方法及びプログラムに関する。

電力会社は、前日までに作成した電力需要予測を元に決定した発電計画をベースに、毎日、数十分から数時間先の複数の電力需要予測を組み合わせながら、当日の計画変更締め切り（ゲートクローズ）まで発電計画の見直しを行っている。

特開２０１３－０６２９５３号公報

しかしながら、近年、太陽光や風力などの自然エネルギーを利用した発電設備が急速に普及し、電力の需要予測が難しくなっている。

そのため、数十分から数時間程度の短時間先の電力需要量をより正確に予測可能とするための技術が望まれている。

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、数十分から数時間程度の短時間先の電力需要量をより正確に予測することが可能な電力需要量予測装置、電力需要量予測装置の制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決する電力需要量予測装置は、電力需要量の予測値を求める電力需要量予測装置であって、電力需要量の実績値を記憶する実績値記憶部と、基準時点より所定時間前の電力需要量の実績値と、前記基準時点における日射量と、を用いて、前記基準時点における電力需要量を算出する算出式を記憶する算出式記憶部と、前記電力需要量の実績値と、前記日射量と、前記算出式とを用いて、現時点及び予測対象時点の電力需要量をそれぞれ算出し、各算出値の差分から、現時点から予測対象時点までの電力需要量の変化量を求める変化量算出部と、前記変化量を、現時点の電力需要量の実績値に加えることにより、予測対象時点の電力需要量の予測値を求める予測値算出部と、を備える。

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の記載、及び図面の記載等により明らかにされる。

短時間先の電力需要量をより正確に予測することが可能になる。

電力需要量予測装置のハードウェア構成図である。 電力需要量予測装置の記憶装置を示す図である。 電力需要量実績値管理テーブルを示す図である。 電力需要量予測装置の機能ブロック図である。 電力需要量の予測値を求める様子を示す図である。 気温の不感帯を求める様子を示す図である。 気温の不感帯を求める様子を示す図である。 過去時間の一例を示す図である。 気温の不感帯を示す図である。 昼間の時間帯の一例を示す図である。 電力需要量予測処理の流れを示すフローチャートである。 電力需要量の予測値を求める様子を示す図である。 電力需要量の予測値を求める様子を示す図である。 電力需要量予測処理の流れを示すフローチャートである。 電力需要量の予測値を求める様子を示す図である。 電力需要量の予測値を求める様子を示す図である。 電力需要量予測処理の流れを示すフローチャートである。

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。以下、本発明をその一実施形態に即して添付図面を参照しつつ説明する。

＝＝電力需要量予測装置＝＝
本発明の一実施形態に係る電力需要量予測装置１００は、数十分から数時間程度先の短時間先の電力需要量の予測値を求める装置である。

詳細は後述するが、本実施形態に係る電力需要量予測装置１００は、事前に重回帰分析等の手法を用いて作成しておいた電力需要量を算出するための算出式３１０を用いて、現時点の電力需要量と予測対象時点（例えば現時点から３時間後）の電力需要量をそれぞれ算出し、これらの算出値の差分を用いて現時点から予測対象時点までの電力需要量の変化量を推測し、そして、この変化量を現時点の電力需要量の実績値に加算することで、予測対象時点の電力需要量の予測値を算出する。

算出式３１０を用いて算出される電力需要量は、電力需要量と関連性を有する気温などのデータと、その関連性を数式化した算出式３１０とを元に算出されるものであるため相応の精度は得られるが、一時的な気象条件の変動など、何等かの要因によって、上記算出式３１０により算出される電力需要量の値が実際の値と乖離することがある。このような場合、数十分から数時間といった短時間の間は、この乖離が継続する可能性がある。

本実施形態に係る電力需要量予測装置１００のように、現時点から予測対象時点までの電力需要量の変化量を求めて、この変化量を現時点の電力需要量の実績値に加算することで予測対象時点の電力需要量の予測値を算出するようにすれば、上記のような乖離が生じている場合であっても乖離の影響を低減することができ、正確に電力需要量の予測値を算出することが可能になる。このようにして、本実施形態に係る電力需要量予測装置１００によれば、数十分から数時間程度の短時間先の電力需要量をより正確に予測することが可能となる。

上記算出式３１０の説明変数には、電力需要量と関連性を有する様々な実績値や観測値、予測値等のデータを採用することができ、例えば本実施形態では、所定時間前の電力需要量の実績値を説明変数に含んでいる。その他に、気温や日射量、降水量、曜日、天候など、様々なデータを説明変数として含んでもよい。詳細は後述する。

＜ハードウェア構成＞
電力需要量予測装置１００のハードウェア構成図を図１に示す。電力需要量予測装置１００は例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１０、メモリ１２０、記憶装置１３０、記録媒体読取装置１４０、通信装置１５０、入力装置１６０、及び出力装置１７０を有するコンピュータや各種情報処理装置等の電子機器によって構成される。

記憶装置１３０は、電力需要量予測装置１００によって実行あるいは処理される電力需要量予測装置制御プログラム７００や、後述する電力需要量実績値管理テーブル３００、算出式３１０、基準気温３２０、基準降水量３３０等の各種のデータを格納する。記憶装置１３０に電力需要量予測装置制御プログラム７００や上記のデータが記憶されている様子を図２に示す。

記憶装置１３０に記憶されている電力需要量予測装置制御プログラム７００や各種のデータがメモリ１２０に読み出され、ＣＰＵ１１０によって実行あるいは処理されることにより、電力需要量予測装置１００の各種機能が実現される。ここで、記憶装置１３０は例えばハードディスクドライブやＳＳＤ（Solid State Drive）、フラッシュメモリ等の不揮発性の記憶装置である。

電力需要量予測装置制御プログラム７００は、電力需要量予測装置１００が有する機能を実現するためのプログラムを総称しており、例えば、電力需要量予測装置１００上で動作するアプリケーションプログラムやＯＳ（Operating System）、種々のライブラリ等を含む。

電力需要量実績値管理テーブル３００の一例を図３に示す。電力需要量実績値管理テーブル３００には、電力需要量の実績値が日時情報と対応付けて記憶されている。図３に示す例では、y(t)は、現時点の電力需要量の実績値を示し、y(t-τ)は現時点より所定時間前（図３に示す例では１時間前）の電力需要量の実績値を示す。図３には、便宜上、所定時間ごと（１時間ごと）の電力需要量の実績値が示されているが、電力需要量実績値管理テーブル３００には、図３に示す実績値以外にも、随時、例えば１分毎の電力需要の実績値が記憶されている。電力需要量予測装置１００は、例えばインターネットを介して通信可能に接続された不図示の他のコンピュータから随時、電力需要量の実績値を取得して、電力需要量実績値管理テーブル３００に記録していく。

図１に戻って、記録媒体読取装置１４０は、ＣＤ－ＲＯＭやＤＶＤ等の記録媒体８００に記録されたプログラムやデータを読み取り、記憶装置１３０に格納する。

通信装置１５０は、インターネットやＬＡＮ（Local Area Network）等の通信網を介して他のコンピュータ（不図示）とデータやプログラムの授受を行う。例えば他のコンピュータに上述した電力需要量予測装置制御プログラム７００を格納しておき、電力需要量予測装置１００がこのコンピュータから電力需要量予測装置制御プログラム７００をダウンロードして実行するようにすることができる。

あるいは通信装置１５０は、電力需要量の実績値の配信を行うコンピュータや、気象情報を配信するコンピュータから、電力需要量の実績値や、気温、降水量、日射量などの各種気象情報を定期的に受信するようにしてもよい。

入力装置１６０は、ユーザによるコマンドやデータの入力を受け付ける各種ボタンやスイッチ、キーボード、マイクなどの入力インタフェースである。

また出力装置１７０は、例えばディスプレイなどの表示装置、スピーカなどの出力ユーザインタフェースである。

＜機能構成＞
図４に、本実施形態に係る電力需要量予測装置１００の機能ブロック図を示す。電力需要量予測装置１００は、実績値記憶部１０１、算出式記憶部１０２、変化量算出部１０３、予測値算出部１０４、基準気温記憶部１０５、基準降水量記憶部１０６の各機能を備える。これらの機能は、図１に示したハードウェアによって本実施形態に係る電力需要量予測装置制御プログラム７００や各種のデータが実行あるいは処理されることにより実現される。

[実績値記憶部]
実績値記憶部１０１は、電力需要量の実績値を記憶する。本実施形態では、実績値記憶部１０１は、上述した電力需要量実績値管理テーブル３００あるいは記憶装置１３０として具現化されている。記憶装置１３０に電力需要量実績値管理テーブル３００が記憶されている様子が図２に示されている。

[算出式記憶部]
算出式記憶部１０２は、基準時点より所定時間前の電力需要量の実績値を用いて、基準時点における電力需要量を算出する算出式３１０を記憶する。本実施形態では、算出式記憶部１０２は、記憶装置１３０として具現化されている。記憶装置１３０に算出式３１０が記憶されている様子が図２に示されている。

算出式３１０は、基準時点の電力需要量を目的変数とし、上記基準時点より所定時間前（例えば１時間前や１０分前など）の電力需要量の実績値を説明変数として含む回帰式である。

基準時点は、算出式３１０を用いた電力需要量の計算対象時点である。そのため、例えば、現時点から１時間後（計算対象時点）の電力需要量を計算する場合は、計算対象時点より１時間前である現時点の電力需要量の実績値を算出式３１０に代入する。あるいは、現時点の電力需要量を計算する場合は、現時点（計算対象時点）より１時間前の電力需要量の実績値を算出式３１０に代入する。

算出式３１０は、例えば（式１）のように表される。Gは基準時点の電力需要量、A、Bは定数、X1は基準時点より所定時間前（例えば１時間前）の電力需要量の実績値である。

G=A+(B×X1) …（式１）
また算出式３１０は、例えば（式２）のように、基準時点から所定時間前（例えば基準時点から１時間前）の電力需要量の実績値X1の他に、さらに前（例えば基準時点から２時間前）の電力需要量の実績値を説明変数に含んでもよい。Cは定数、X2は基準時点より２時間前の電力需要量の実績値である。

G=A+(B×X1)+(C×X2) …（式２）
また、算出式３１０は、（式１）や（式２）の他にも、例えば下記の（式３）～（式５）のように、気温や日射量（例えば水平面全天日射量）、降水量を説明変数として含んでもよい。

G=A+(B×X1)+(C×X2)+(D×X3)+(E×X4)+(F×X5) …（式３）
G=A+(B×X1)+(C×X2)+(D×X3) +(F×X5) …（式４）
G=A+(B×X1)+(C×X2) +(E×X4)+(F×X5) …（式５）
ここで、D、E、Fは定数、X3は基準時点における日射量の観測値ないしは予測値、X4は、基準時点における降水量の観測値ないしは予測値、X5は基準時点における気温の観測値ないしは予測値である。

なおここで、電力需要量Gには、太陽光発電による電力需要量の変動や、雨の日の照明需要増加による電力需要量の変動も含まれている。そのため、日射量や降水量を説明変数に加えることにより、日射量や降水量による電力需要量への影響を考慮することができるようになる。

なおここで、日射量及び降水量のいずれも、電力需要量Gに影響があるのは昼間である。そのため、昼間の電力需要量を算出する場合には、上記の（式３）～（式５）の算出式３１０（第１算出式、第３算出式）を用いるようにし、一方、夜間の電力需要量を算出する場合には、（式６）のように、日射量や降水量を説明変数に含まない算出式３１０（第２算出式、第４算出式）を用いるようにすることができる。このような態様により、より正確に電力需要量を算出することが可能となる。

G=A+(B×X1)+(C×X2)+(F×X5) …（式６）
なお、昼間と夜間との区別は時刻によって行うことができ、例えば７時から１８時までの時間帯を昼間と定めておけばよい。また図１０に示すように、季節や月、電力需要量の予測地点の緯度、経度、標高などを考慮して昼間や夜間の時間帯を変えるようにしてもよい。このようにして、昼間の時間帯に用いる算出式３１０と、夜間の時間帯に用いる算出式３１０と、を切り替えるようにすることにより、より正確に電力需要量を算出することが可能となる。

さらに、降水量に関しては、雨天時には昼間でも薄暗くなって照明を点灯する需要家が増えるため、電力需要量（この場合、照明需要）が増加する傾向があるが、降水量がある程度以上になると、それ以上降水量が増加しても、照明需要がさらに増加するとは限らない。

そのため、降水量がそれ以上増加しても電力需要量が変動しにくくなるような降水量の値である基準降水量３３０を予め設定しておき、説明変数X4の値が基準降水量３３０が上限値になるようにすると、より正確に電力需要量を算出することが可能となる。

この場合、説明変数X4は、基準時点における降水量と基準降水量３３０との小さい方の値（以下、降水量指数とも記す）となる。なお基準降水量３３０の値は、例えば２ｍｍに設定するとよい。

また、気温に関しては、季節や時間帯によって、暑いと感じる人や寒いと感じる人が多くなる時に電力需要量が増加する傾向があるが、このような電力需要量の増加をもたらす気温の範囲に挟まれるようにして、電力需要量の増減に影響の少ない気温の範囲が存在する。このような、気温が変動しても電力需要量が変動しにくいような気温の範囲である不感帯を考慮するようにすると、より正確に電力需要量を算出することが可能になる。

不感帯は、その下限気温（以下、「第１基準気温」と称する。）と、上限気温（以下、「第２基準気温」と称する。）とにより設定される。第１基準気温および第２基準気温（以下まとめて基準気温３２０とも記す）は、オペレータが手動で値を設定するようにしてもよいし、電力需要量予測装置１００が過去の電力需要量と気温のデータを元に基準気温３２０を算出するようにしてもよい。電力需要量予測装置１００が基準気温３２０を算出する場合の手法については後述するが、電力需要量予測装置１００は、第１基準気温および第２基準気温を設定することにより、電力需要量に影響を来しにくい不感帯を考慮して、電力需要量を正確に予測することが可能になる。

不感帯を考慮した場合の算出式３１０は、例えば下記の（式７）で表される。

G=A+(B×X1)+(C×X2)+(D×X3)+(E×X4)+(H×X6)+(I×X7) …（式７）
ここで、H、Iは定数であり、X6は第１気温指数、X7は第２気温指数である。第１気温指数は、基準時点での気温が第１基準気温以上の場合は０となり、第１基準気温未満の場合は第１基準気温と気温との差に応じた値となる。また第２気温指数は、基準時点での気温が第２基準気温以下の場合は０となり、第２基準気温より大きい場合は第２基準気温と気温との差に応じた値となる。

図９を参照しながら具体的に説明すると、第１気温指数は、例えば、基準時点の気温がＴ１である場合は、第１基準気温（ａ１）よりも低いので、“Ｔ１－ａ１”で算出される値になり、基準時点の気温がＴ２やＴ３である場合は、第１基準気温（ａ１）以上であるので“０”になる。これにより、不感帯の下限値よりも低い気温における需要量の変化を考慮して電力需要量を予測できる。

また第２気温指数は、例えば、基準時点の気温がＴ１やＴ２である場合は、第２基準気温（ａ２）以下であるので“０”になり、基準時点の気温がＴ３である場合は、第２基準気温（ａ２）より大きいので“Ｔ２－ａ２”で算出される値になる。これにより、不感帯の上限値よりも高い気温における需要量の変化を考慮して電力需要量を予測できる。

次に、図６、図７を参照しつつ、電力需要量予測装置１００が第１基準気温及び第２基準気温を設定する際の手法について説明する。図６は、第１基準気温を設定する過程を示す需要気温グラフである。図７は、第２基準気温を設定する過程を示す需要気温グラフである。

第１基準気温および第２基準気温は、電力需要量が気温の変化に影響されにくい不感帯の下限値と上限値である。

電力需要量予測装置１００は、第１基準気温および第２基準気温を設定するために、過去の気温と電力需要量とのデータを取得する。

そして電力需要量予測装置１００は、これらの気温及び電力需要量を直交座標系にプロットした場合に現れる不感帯の中央付近の値である中央気温を設定し、該中央気温から気温のマイナス側で第１基準気温を設定し、該中央気温から気温のプラス側で第２基準気温を設定する。中央気温は、オペレータが設定してもよいし、電力需要量予測装置１００が、気温と電力需要量との関係をプロットして得られる各点を近似する曲線を求め、その曲線の頂点を中央気温として設定してもよい。

そして電力需要量予測装置１００は、中央気温の低温側と高温側のそれぞれで、気温と電力需要量との関係を近似直線で示し、その近似直線が所定の傾きを有するか否かを判定して、第１基準気温及び第２基準気温を設定する。ここで、所定の傾きには、例えばオペレータが予め定めた負の傾きと正の傾きが含まれ、例えば、過去の実績に基づいて、オペレータが経験的に定めた傾きや、人工知能（ニューラルネットワークなど）を用いて定めた傾きである。

より具体的に説明すると、図６に示すように、まず電力需要量予測装置１００は、中央気温よりも所定の気温（例えば中央気温の２０％など任意に設定される。以下の「所定の気温」についても同様）だけ低い気温（以下、「第１１気温」と称する。）を設定する。そして電力需要量予測装置１００は、第１１気温よりも低い気温における気温と電力需要量との関係を、近似直線（以下、「第１１近似直線」と称する。）で表す（図６の一点鎖線）。

電力需要量予測装置１００は、所定の負の傾き（不図示）と、第１１近似直線の傾き（以下、「第１１傾き」と称する。）と、を比較する。次に、電力需要量予測装置１００は、第１１気温よりも所定の気温だけ低い気温（以下、「第１２気温」と称する。）を設定する。そして電力需要量予測装置１００は、第１２気温よりも低い気温における気温と電力需要量との関係を、近似直線（以下、「第１２近似直線」と称する。）で表す（図６の二点鎖線）。

電力需要量予測装置１００は、所定の負の傾き（不図示）と、第１２近似直線の傾き（以下、「第１２傾き」と称する。）と、を比較する。同様に手順を繰り返して、電力需要量予測装置１００は、近似直線（以下、「第１３近似直線」と称する。）を表し（図６の三点鎖線）、その第１３傾きと、所定の負の傾きを比較する。

そして、電力需要量予測装置１００は、近似直線の傾きと所定の負の傾きとの比較結果のうち、近似直線の傾きが所定の負の傾きと最も近い近似直線を選定する。電力需要量予測装置１００は、選定された近似直線に対応する気温を第１基準気温として設定する。例えば、第１２近似直線が選定された場合、電力需要量予測装置１００は、第１２気温を第１基準気温に設定する。なお、上記の例では、第１１近似直線～第１３近似直線の３つの近似直線を求めているが、求める近似直線の数は、気温と電力需要量との関係を示す“プロット点の数”や“所定の気温”によって適宜変更するものとする。

次に、図７に示すように、電力需要量予測装置１００は、中央気温よりも所定の気温だけ高い気温（以下、「第２１気温」と称する。）を設定する。そして電力需要量予測装置１００は、第２１気温よりも高い気温における気温と電力需要量との関係を、近似直線（以下、「第２１近似直線」と称する。）で表す（図７の一点鎖線）。

電力需要量予測装置１００は、所定の正の傾き（不図示）と、第２１近似直線の傾き（以下、「第２１傾き」と称する。）と、を比較する。次に、電力需要量予測装置１００は、第２１気温よりも所定の気温だけ高い気温（以下、「第２２気温」と称する。）を設定する。そして電力需要量予測装置１００は、第２２気温よりも高い気温における気温と電力需要量との関係を、近似直線（以下、「第２２近似直線」と称する。）で表す（図７の二点鎖線）。

電力需要量予測装置１００は、所定の正の傾きと、第２２近似直線の傾き（以下、「第２２傾き」と称する。）と、を比較する。同様に手順を繰り返して、電力需要量予測装置１００は、近似直線（以下、「第２３近似直線」と称する。）を表し（図７の三点鎖線）、その第２３傾きと、所定の正の傾きを比較する。

そして、電力需要量予測装置１００は、近似直線の傾きと所定の正の傾きとの比較結果のうち、近似直線の傾きが所定の正の傾きと最も近い近似直線を選定し、選定された近似直線に対応する気温を第２基準気温として設定する。例えば、第２２近似直線が選定された場合、電力需要量予測装置１００は、第２２気温を第２基準気温に設定する。なお、上記の例では、第２１近似直線～第２３近似直線の３つの近似直線を求めることとしたが、求める近似直線の数は、気温と電力需要量との関係を示す“プロット点の数”や“所定の気温”によって適宜変更するものとする。

以上のプロセスにより、電力需要量予測装置１００は、不感帯の下限値および上限値に近くなるように、第１基準気温および第２基準気温を設定することができる。

以上のようにいくつかの算出式３１０の例を説明したが、算出式３１０に用いる説明変数としては、上述したものの他、様々なものを用いることができる。例えば、当日の最高気温や最低気温、前日の最高気温や最低気温、太陽光発電設備の総発電能力に対応するＰＶ設備量、湿度、曜日、祝日を表すフラグ、特殊日、日射量とＰＶ設備量との積、１年前の需要、２年前の需要、天候（曇り、晴れ、雪など）に関する情報などを説明変数として用いることができる。

このような算出式３１０は、複数の、過去の所定の時間（以下、「過去時間」と称する。）に計測された目的変数と各説明変数とに基づいて生成される。なお、“時間”とは、説明の便宜上、所定の時刻の意味を含むこととし、具体的には、例えば、１２時等の時刻を示す場合と、１２時の時刻から１３時の時刻まで等の時間を示す場合とがあるものとする。

ここで、過去時間とは、図８に示すように、例えば、現在の日までの直近１５日間と、現在の日の１年前の日における前後１５日間と、現在の日の２年前の日における前後１５日間と、現在の日の３年前の日における前後１５日間と、における各日の同じ所定の時間である。ただし、上記はあくまで一例を示すものであり、現在の日と気温条件が同じような季節における所定の時間の各種情報を取得できればよい。

[基準気温記憶部]
基準気温記憶部１０５は、基準気温３２０、すなわち気温が変動しても電力需要量が変動しにくいような気温の範囲である不感帯の下限値を表す第１基準気温と、この不感帯の上限値を表す第２基準気温と、を記憶する。本実施形態では、基準気温記憶部１０５は記憶装置１３０として具現化されている。記憶装置１３０に基準気温３２０が記憶されている様子が図２に示されている。

[基準降水量記憶部]
基準降水量記憶部１０６は、降水量がそれ以上増加しても電力需要量が変動しにくくなるような降水量の値である基準降水量３３０を記憶する。本実施形態では、基準降水量記憶部１０６は記憶装置１３０として具現化されている。記憶装置１３０に基準降水量３３０が記憶されている様子が図２に示されている。

[変化量算出部、予測値算出部]
変化量算出部１０３は、電力需要量の実績値と算出式３１０とを用いて、現時点の電力需要量の算出値と、予測対象時点の電力需要量の算出値と、を求め、これらの各算出値の差分から、現時点から予測対象時点までの電力需要量の変化量の推測値を求める。

例えば図５を参照しながら説明すると、変化量算出部１０３は、まず、算出式３１０と電力需要量の実績値とを用いて、図５中（３）で示される現時点の電力需要量y_fore(t)と、図５中（４）で示される予測対象時点（現時点からｓτ時間後）の電力需要量y_fore(t+sτ)とを、算出する。そして変化量算出部１０３は、y_fore(t)とy_fore(t+sτ)との差分ｄを、現時点から予測対象時点までの電力需要量の変化量として求める。

なお、図５に示す例で用いる算出式３１０は、基準時点の電力需要量を目的変数とし、基準時点よりｓτ時間前の電力需要量の実績値を説明変数として含む。またこの算出式３１０には、上述したような、気温や日射量、降水量等の様々な説明変数を含むことができ、y_fore(t)やy_fore(t+sτ)を算出する際には、変化量算出部１０３は、適宜これらの説明変数に応じたデータを用いる。

例えば、上述した算出式３１０の説明変数に第１気温指数及び第２気温指数が含まれている場合には、変化量算出部１０３は、電力需要量の実績値と、第１気温指数と、第２気温指数と、算出式３１０とを用いて、現時点の電力需要量の算出値y_fore(t)と予測対象時点の電力需要量の算出値y_fore(t+sτ)とを求め、各算出値の差分から、現時点から予測対象時点までの電力需要量の変化量ｄを求める。

あるいは、算出式３１０の説明変数に日射量が含まれている場合には、変化量算出部１０３は、電力需要量の実績値と、日射量と、算出式３１０とを用いて、現時点の電力需要量の算出値y_fore(t)と予測対象時点の電力需要量の算出値y_fore(t+sτ)とを求め、各算出値の差分から、現時点から予測対象時点までの電力需要量の変化量ｄを求める。

また、日射量に関して、昼間の時間帯に用いる算出式３１０と、夜間の時間帯に用いる算出式３１０とを使い分ける場合には、変化量算出部１０３は、基準時点が昼間の時間帯に含まれる場合には、電力需要量の実績値と、日射量と、昼間用の算出式３１０とを用いて、現時点の電力需要量の算出値y_fore(t)と予測対象時点の電力需要量の算出値y_fore(t+sτ)とを求め、基準時点が夜間の時間帯に含まれる場合には、電力需要量の実績値と、夜間用の算出式３１０とを用いて、現時点の電力需要量の算出値y_fore(t)と予測対象時点の電力需要量の算出値y_fore(t+sτ)とを求める。

さらには、上述した算出式３１０の説明変数に降水量指数が含まれている場合には、変化量算出部１０３は、電力需要量の実績値と、降水量指数と、算出式３１０とを用いて、現時点の電力需要量の算出値y_fore(t)と予測対象時点の電力需要量の算出値y_fore(t+sτ)とを求め、各算出値の差分から、現時点から予測対象時点までの電力需要量の変化量ｄを求める。

そして日射量の場合と同様に、降水量に関しても昼間の時間帯に用いる算出式３１０と、夜間の時間帯に用いる算出式３１０とを使い分ける場合には、変化量算出部１０３は、基準時点が昼間の時間帯に含まれる場合には、電力需要量の実績値と、降水量指数と、昼間用の算出式３１０とを用いて、現時点の電力需要量の算出値y_fore(t)と予測対象時点の電力需要量の算出値y_fore(t+sτ)とを求め、基準時点が夜間の時間帯に含まれる場合には、電力需要量の実績値と、夜間用の算出式３１０とを用いて、現時点の電力需要量の算出値y_fore(t)と予測対象時点の電力需要量の算出値y_fore(t+sτ)とを求める。

このようにして現時点から予測対象時点までの電力需要量の変化量ｄが算出されると、予測値算出部１０４は、この変化量ｄを、現時点の電力需要量の実績値に加えることにより、予測対象時点の電力需要量の予測値を求める。

図５に示す例では、予測値算出部１０４は、図５中（１）で示される現時点の電力需要量の実績値y(t)を電力需要量実績値管理テーブル３００から取得し、この現時点の実績値y(t)に、電力需要量の変化量ｄを加えることにより、図５中（２）で示される、現時点からｓτ時間後の電力需要量の予測値y^new _fore(t+ｓτ)を求める。

このような態様により、算出式３１０により算出される電力需要量の値が実際の値と乖離している場合であっても、正確に電力需要量の予測値を算出することが可能になる。このため本実施形態に係る電力需要量予測装置１００によれば、数十分から数時間程度の短時間先の電力需要量をより正確に予測することが可能となる。

＝＝処理の流れ＝＝
次に、図１１を参照して本実施形態に係る電力需要量予測装置１００の制御方法について説明する。図１１はその手順を示すフローチャートであり、これらのステップは、電力需要量予測装置１００の記憶装置１３０に記憶されている電力需要量予測装置制御プログラム７００をＣＰＵ１１０が実行することにより実現される。

まず電力需要量予測装置１００は、電力需要量の実績値と算出式３１０とを用いて、現時点の電力需要量の算出値と、予測対象時点の電力需要量の算出値と、を求める（S1000）。

そして電力需要量予測装置１００は、これらの各算出値の差分から、現時点から予測対象時点までの電力需要量の変化量を求める（S1010）。

そして電力需要量予測装置１００は、この変化量を、現時点の電力需要量の実績値に加えることにより、予測対象時点の電力需要量の予測値を求める（S1020）。

このような態様により、算出式３１０により算出される電力需要量の値が実際の値と乖離している場合であっても正確に電力需要量の予測値を算出することが可能になり、数十分から数時間程度の短時間先の電力需要量をより正確に予測することが可能となる。

＝＝その他の実施形態＝＝
上記のように、算出式３１０は、予測対象時点より所定時間前の電力需要量の実績値を用いて、予測対象時点における電力需要量を算出するが、現時点から予測対象時点までの時間がこの所定時間より長い場合は、予測対象時点より所定時間前の電力需要量の実績値はまだ存在しないことになる。

本実施形態に係る電力需要量予測装置１００は、その様な場合であっても予測対象時点における電力需要量の予測値を算出することができる。

この場合、変化量算出部１０３は、まず、現時点である第１タイミングの電力需要量の算出値と、現時点から所定時間後の第２タイミングの電力需要量の算出値と、の差分から、第１タイミングから第２タイミングまでの電力需要量の変化量を求める。

そして、予測値算出部１０４は、この変化量を、第１タイミングの電力需要量の実績値に加えることにより、第２タイミングの電力需要量の予測値を求める。

変化量算出部１０３は、この第２タイミングの電力需要量の予測値を電力需要量の実績値（Ａ）とみなすとともに、この第２タイミングを新たな第１タイミングとみなして、新たな第１タイミングから所定時間後の新たな第２タイミングまでの電力需要量の新たな変化量を算出式３１０を用いて求める。

予測値算出部１０４は、電力需要量のこの新たな変化量を、新たな第１タイミングの電力需要量の実績値（上記のＡ）に加えることにより、新たな第２タイミングの電力需要量の予測値を算出する。

変化量算出部１０３及び予測値算出部１０４は、上記のような処理を、新たな第２タイミングが当初の予測対象時点に到達するまで繰り返し行うことにより、予測対象時点の電力需要量の予測値を算出する。

この様子を図１２及び図１３を参照しながら説明すると、変化量算出部１０３は、算出式３１０を用いて、図１２中（５）で示す現時点である第１タイミングの電力需要量と、図１２中（６）で示す第２タイミングの電力需要量とを算出し、これらの差分ｄ１をまず求める。

そして予測値算出部１０４は、この差分ｄ１を、図１２中（１）で示す第１タイミングの電力需要量の実績値に加えることにより、図１２中（２）で示す第２タイミングの電力需要量の予測値を求める。

そして変化量算出部１０３は、この電力需要量の予測値を実績値とみなすとともに、第２タイミングを新たな第１タイミングとみなして、図１２中（７）で示す新たな第２タイミングの電力需要量の算出値を求め、図１２中（６）で示す新たな第１タイミングの電力需要量の算出値と、図１２中（７）で示す新たな第２タイミングの電力需要量の算出値との差分ｄ２を求める。

そして予測値算出部１０４は、この差分ｄ２を、図１２中（２）で示す新たな第１タイミングの電力需要量の実績値（実績値とみなしたもの）に加えることにより、図１２中（３）で示す新たな第２タイミングの電力需要量の予測値を求める。

変化量算出部１０３及び予測値算出部１０４は、以下、同様の処理を繰り返すことにより、図１２中（４）で示す予測対象時点の電力需要量の予測値を算出する。

このようにすれば、現時点から予測対象時点までの時間が所定時間より長い場合であっても、電力需要量予測装置１００は、予測対象時点における電力需要量の予測値を算出することができる。

以上の処理の流れを図１４に示すフローチャートを参照しながら説明する。

まず、電力需要量予測装置１００は、現時点を第１タイミングと設定する（S2000）。

そして電力需要量予測値１００は、第１タイミングの電力需要量の算出値と、現時点から所定時間後の第２タイミングの電力需要量の算出値とを算出する（S2010）。次に電力需要量予測装置１００は、これらの算出値の差分を、第１タイミングから第２タイミングまでの電力需要量の変化量として求める（S2020）。

そして電力需要量予測装置１００は、この変化量を、第１タイミングの電力需要量の実績値に加えることにより、第２タイミングの電力需要量の予測値を求める（S2030）。

続いて電力需要量予測装置１００は、第２タイミングが予測対象時点に到達したか否かを判定し（S2040）、到達している場合には、上記第２タイミングの電力需要量の予測値を予測対象時点の電力需要量の予測値として処理を終了する。

一方、第２タイミングが予測対象時点に到達していない場合には、電力需要量予測装置１００は、第２タイミングの電力需要量の予測値を電力需要量の実績値とみなすとともに（S2050）、この第２タイミングを新たな第１タイミングとみなして（S2060）、S2010に戻って、新たな第１タイミングから所定時間後の新たな第２タイミングまでの電力需要量の新たな変化量を算出式３１０を用いて求める(S2010、S2020)。

電力需要量予測装置１００は、新たな第２タイミングが当初の予測対象時点に到達するまで同様の処理を繰り返し行うことにより、予測対象時点の電力需要量の予測値を算出する。

このような態様により、現時点から予測対象時点までの時間が所定時間より長い場合であっても、電力需要量予測装置１００は、予測対象時点における電力需要量の予測値を算出することができる。

さらに上記形態の他、変化量算出部１０３及び予測値算出部１０４は、以下のような態様も可能である。

変化量算出部１０３は、現時点から予測対象時点までの時間が所定時間より長い場合は、まずは現時点である第１タイミングの電力需要量の算出値と、現時点から所定時間後の第２タイミングの電力需要量の算出値と、を求める。そして変化量算出部１０３は、第２タイミングの電力需要量の算出値を新たな第１タイミングの電力需要量の実績値とみなした上で、算出式３１０を用いて、この新たな第１タイミングから所定時間後の新たな第２タイミングの電力需要量の算出値を求める。

このようにして変化量算出部１０３は、順次、所定時間ごとに到来する新たな第２タイミングの電力需要量の算出値を求める。そして変化量算出部１０３は、新たな第２タイミングが予測対象時点に到達した際に、現時点の電力需要量の算出値と最新の第２タイミングの電力需要量の算出値との差分を、現時点から予測対象時点までの電力需要量の変化量として求める。

この様子を図１５及び図１６を参照しながら説明すると、変化量算出部１０３は、算出式３１０を用いて、図１５中（３）で示す現時点である第１タイミングの電力需要量と、図１５中（４）で示す第２タイミングの電力需要量とを算出する。

そして変化量算出部１０３は、第２タイミングの電力需要量の算出値を新たな第１タイミングの電力需要量の実績値とみなした上で、算出式３１０を用いて、この新たな第１タイミングから所定時間後の、図１５中（５）で示す新たな第２タイミングの電力需要量の算出値を求める。

そして変化量算出部１０３は、図１５中（６）で示すように、新たな第２タイミングが予測対象時点に到達した際に、図１５中（３）で示す現時点の電力需要量の算出値と、図１５中（６）で示す最新の第２タイミングの電力需要量の算出値との差分ｄを、現時点から予測対象時点までの電力需要量の変化量ｄとして求める。

そして予測値算出部１０４は、この変化量ｄを、図１５中（１）で示す現時点の電力需要量の実績値に加えることにより、図１５中（２）で示す予測対象時点の電力需要量の予測値を求める。

このような態様によっても、現時点から予測対象時点までの時間が所定時間より長い場合であっても、電力需要量予測装置１００は、予測対象時点における電力需要量の予測値を算出することができる。

以上の処理の流れを図１７に示すフローチャートを参照しながら説明する。

まず、電力需要量予測装置１００は、現時点を第１タイミングと設定する（S3000）。

そして電力需要量予測値１００は、算出式３１０を用いて、第１タイミングの電力需要量の算出値を求め（S3010）、さらに、現時点から所定時間後の第２タイミングの電力需要量の算出値を求める（S3015）。

続いて電力需要量予測装置１００は、第２タイミングが予測対象時点に到達したか否かを判定し（S3020）、到達していない場合には、第２タイミングの電力需要量の算出値を実績値とみなすとともに（S3030）、第２タイミングを新たな第１タイミングとみなした上で（S3040）、S3015に戻って、再度、算出式３１０を用いて、新たな第１タイミングから所定時間後の新たな第２タイミングの電力需要量の算出値を求める（S3015）。

S3020において、新たな第２タイミングが予測対象時点に到達した場合には（S3020）、電力需要量予測装置１００は、現時点の電力需要量の算出値と、最新の第２タイミングの電力需要量の算出値との差分を、現時点から予測対象時点までの電力需要量の変化量として求める（S3050）。

そして電力需要量予測装置１００は、この変化量を、現時点の電力需要量の実績値に加えることにより、予測対象時点の電力需要量の予測値を求める（S3060）。

このような態様により、現時点から予測対象時点までの時間が所定時間より長い場合であっても、電力需要量予測装置１００は、予測対象時点における電力需要量の予測値を算出することができる。

以上、本実施形態に係る電力需要量予測装置１００、電力需要量予測装置の制御方法及びプログラムについて説明したが、本実施形態に係る電力需要量予測装置１００、電力需要量予測装置の制御方法及びプログラムによれば、数十分から数時間程度の短時間先の電力需要量をより正確に予測することが可能となる。

なお上述した実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。

１００ 電力需要量予測装置
１０１ 実績値記憶部
１０２ 算出式記憶部
１０３ 変化量算出部
１０４ 予測値算出部
１０５ 基準気温記憶部
１０６ 基準降水量記憶部
１１０ ＣＰＵ
１２０ メモリ
１３０ 記憶装置
１４０ 記録媒体読取装置
１５０ 通信装置
１６０ 入力装置
１７０ 出力装置
３００ 電力需要量実績値管理テーブル
３１０ 算出式
３２０ 基準気温
３３０ 基準降水量
７００ 電力需要量予測装置制御プログラム
８００ 記録媒体

Claims (9)

1. 電力需要量の予測値を求める電力需要量予測装置であって、
   電力需要量の実績値を記憶する実績値記憶部と、
   基準時点より所定時間前の電力需要量の実績値と、前記基準時点における日射量と、を用いて、前記基準時点における電力需要量を算出する算出式を記憶する算出式記憶部と、
   前記電力需要量の実績値と、前記日射量と、前記算出式とを用いて、現時点及び予測対象時点の電力需要量をそれぞれ算出し、各算出値の差分から、現時点から予測対象時点までの電力需要量の変化量を求める変化量算出部と、
   前記変化量を、現時点の電力需要量の実績値に加えることにより、予測対象時点の電力需要量の予測値を求める予測値算出部と、
   を備える電力需要量予測装置。
2. 請求項１に記載の電力需要量予測装置であって、
   前記変化量算出部は、現時点から予測対象時点までの時間が前記所定時間より長い場合は、現時点である第１タイミングの電力需要量の算出値と、現時点から前記所定時間後の第２タイミングの電力需要量の算出値と、の差分から、前記第１タイミングから前記第２タイミングまでの電力需要量の変化量を求め、
   前記予測値算出部は、前記変化量を、前記第１タイミングの電力需要量の実績値に加えることにより、前記第２タイミングの電力需要量の予測値を求め、
   前記変化量算出部は、前記第２タイミングの電力需要量の予測値が算出される毎に、当該予測値を電力需要量の実績値とみなすとともに、前記第２タイミングを新たな前記第１タイミングとみなして、新たな前記第１タイミングから新たな前記第２タイミングまでの電力需要量の新たな変化量を求め、
   前記予測値算出部は、新たな前記第２タイミングが予測対象時点に到達するまで、電力需要量の前記新たな変化量を、前記新たな第１タイミングの電力需要量の実績値に加えることにより、前記新たな第２タイミングの電力需要量の予測値を算出する、電力需要量予測装置。
3. 請求項１に記載の電力需要量予測装置であって、
   前記変化量算出部は、現時点から予測対象時点までの時間が前記所定時間より長い場合は、現時点である第１タイミングの電力需要量の算出値と、現時点から前記所定時間後の第２タイミングの電力需要量の算出値と、を求め、前記第２タイミングの電力需要量の算出値を実績値とみなすとともに、前記第２タイミングを新たな前記第１タイミングとみなして、新たな前記第２タイミングが予測対象時点に到達するまで、順次、新たな前記第２タイミングの電力需要量の算出値を求め、現時点の電力需要量の算出値と予測対象時点の電力需要量の算出値との差分を、現時点から予測対象時点までの電力需要量の変化量として求める、電力需要量予測装置。
4. 請求項１～３のいずれかに記載の電力需要量予測装置であって、
   気温が変動しても電力需要量が変動しにくいような気温の範囲である不感帯の下限値を表す第１基準気温と、前記不感帯の上限値を表す第２基準気温と、を記憶する基準気温記憶部と、
   をさらに備えるとともに、
   前記算出式は、前記基準時点より前記所定時間前の電力需要量の実績値、及び前記日射量の他に、前記基準時点での気温が前記第１基準気温以上の場合は０となり前記第１基準気温未満の場合は前記第１基準気温と気温との差に応じた値となる第１気温指数、及び、前記基準時点での気温が前記第２基準気温以下の場合は０となり前記第２基準気温より大きい場合は前記第２基準気温と気温との差に応じた値となる第２気温指数、を用いて、前記基準時点における電力需要量を算出するものであり、
   前記変化量算出部は、前記電力需要量の実績値と、前記日射量と、前記第１気温指数と、前記第２気温指数と、前記算出式とを用いて、現時点の電力需要量の算出値と予測対象時点の電力需要量の算出値とを求め、前記各算出値の差分から、現時点から予測対象時点までの電力需要量の変化量を求める、電力需要量予測装置。
5. 請求項１に記載の電力需要量予測装置であって、
   前記算出式は、前記基準時点より前記所定時間前の電力需要量の実績値と、前記基準時点における日射量と、を用いて、前記基準時点における電力需要量を算出する第１算出式と、前記基準時点より前記所定時間前の電力需要量の実績値を用いて前記基準時点における電力需要量を算出する第２算出式と、を含み、
   前記変化量算出部は、前記基準時点が昼間の時間帯に含まれる場合には、前記電力需要量の実績値と、前記日射量と、前記第１算出式とを用いて、現時点の電力需要量の算出値と予測対象時点の電力需要量の算出値とを求め、前記基準時点が夜間の時間帯に含まれる場合には、前記電力需要量の実績値と、前記第２算出式とを用いて、現時点の電力需要量の算出値と予測対象時点の電力需要量の算出値とを求める、電力需要量予測装置。
6. 請求項１～３のいずれかに記載の電力需要量予測装置であって、
   降水量がそれ以上増加しても電力需要量が変動しにくくなるような降水量の値である基準降水量を記憶する基準降水量記憶部と、
   をさらに備えるとともに、
   前記算出式は、前記基準時点より前記所定時間前の電力需要量の実績値、及び前記日射量の他に、前記基準時点における降水量と前記基準降水量との小さい方の値である降水量指数を用いて、前記基準時点における電力需要量を算出するものであり、
   前記変化量算出部は、前記電力需要量の実績値と、前記日射量と、前記降水量指数と、前記算出式とを用いて、現時点の電力需要量の算出値と予測対象時点の電力需要量の算出値とを求め、前記各算出値の差分から、現時点から予測対象時点までの電力需要量の変化量を求める、電力需要量予測装置。
7. 請求項６に記載の電力需要量予測装置であって、
   前記算出式は、前記基準時点より前記所定時間前の電力需要量の実績値と、前記日射量と、前記基準時点における前記降水量指数と、を用いて、前記基準時点における電力需要量を算出する第３算出式と、前記基準時点より前記所定時間前の電力需要量の実績値を用いて前記基準時点における電力需要量を算出する第４算出式と、を含み、
   前記変化量算出部は、前記基準時点が昼間の時間帯に含まれる場合には、前記電力需要量の実績値と、前記日射量と、前記降水量指数と、前記第３算出式とを用いて、現時点の電力需要量の算出値と予測対象時点の電力需要量の算出値とを求め、前記基準時点が夜間の時間帯に含まれる場合には、前記電力需要量の実績値と、前記第４算出式とを用いて、現時点の電力需要量の算出値と予測対象時点の電力需要量の算出値とを求める、電力需要量予測装置。
8. 電力需要量の予測値を求める電力需要量予測装置の制御方法であって、
   前記電力需要量予測装置が、
   基準時点より所定時間前の電力需要量の実績値と、前記基準時点における日射量と、を用いて、前記基準時点における電力需要量を算出する算出式を記憶し、
   前記電力需要量の実績値と、前記日射量と、前記算出式とを用いて、現時点及び予測対象時点の電力需要量をそれぞれ算出し、各算出値の差分から、現時点から予測対象時点までの電力需要量の変化量を求め、
   前記変化量を現時点の電力需要量の実績値に加えることにより、予測対象時点の電力需要量の予測値を求める、
   電力需要量予測装置の制御方法。
9. 電力需要量の予測値を求めるコンピュータに、
   基準時点より所定時間前の電力需要量の実績値と、前記基準時点における日射量と、を用いて、前記基準時点における電力需要量を算出する算出式を記憶する機能と、
   前記電力需要量の実績値と、前記日射量と、前記算出式とを用いて、現時点及び予測対象時点の電力需要量をそれぞれ算出し、各算出値の差分から、現時点から予測対象時点までの電力需要量の変化量を求める機能と、
   前記変化量を現時点の電力需要量の実績値に加えることにより、予測対象時点の電力需要量の予測値を求める機能と、
   を実現するためのプログラム。

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