JPWO2019038890A1 - Electric power demand prediction apparatus and electric power demand prediction method - Google Patents
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Abstract
電力需要ピーク予測部(3)は、線形回帰モデルに基づいて一日の電力需要のピーク値を予測する。電力需要推移予測部(6)は、非線形回帰モデルに基づいて時間帯ごとの電力需要のピーク値に対する相対値を予測する。時間帯電力需要予測部(7)は、一日の電力需要のピーク値と時間帯ごとの電力需要のピーク値に対する相対値とに基づいて、時間帯ごとの電力需要を予測する。The power demand peak prediction unit (3) predicts the peak value of the daily power demand based on the linear regression model. The power demand transition prediction unit (6) predicts a relative value with respect to the peak value of the power demand for each time zone based on the nonlinear regression model. The time zone power demand prediction unit (7) predicts the power demand for each time zone based on the peak value of the daily power demand and the relative value to the peak value of the power demand for each time zone.
Description
この発明は、工場などの電力需要を予測する電力需要予測装置および電力需要予測方法に関する。 The present invention relates to a power demand prediction apparatus and a power demand prediction method for predicting power demand in a factory or the like.
従来から、ニューラルネットワークの機械学習手法を用いて電力需要を予測する方法が知られている。例えば、特許文献1には、気象条件、曜日、平日と休日の区別、プラントの操業状態およびプラント構成機器の運転パターンなどを入力して学習されたニューラルネットワークを用いて、プラントの電力負荷を予測する方法が記載されている。 Conventionally, a method for predicting electric power demand using a machine learning method of a neural network is known. For example, Patent Document 1 predicts the power load of a plant using a neural network that is learned by inputting weather conditions, day of the week, distinction between weekdays and holidays, operation state of a plant, operation pattern of plant components, and the like. How to do is described.
工場の電力需要は製品の生産量に依存するので、工場の電力需要を予測するためには、生産計画値が必要となる。生産計画値は、工場の体制変更といった理由により大幅に変更されることがある。この場合、特許文献1に記載の予測方法では、学習範囲外のデータに対してニューラルネットワークによる外挿予測を正確に行えないという課題があった。 Since the power demand of the factory depends on the production amount of the product, a production plan value is required to predict the power demand of the factory. The production plan value may be significantly changed due to a change in the factory system. In this case, the prediction method described in Patent Literature 1 has a problem in that extrapolation prediction using a neural network cannot be performed accurately on data outside the learning range.
例えば、ニューラルネットワークの一つである、RBF(Radial Basis Function)ネットワークは、非線形関数の近似能力に優れているが、学習範囲外のデータに対しては予測関数が形成されない。このため、学習データから遠い値のデータがネットワークに入力されると、予測結果が“0”になってしまう。 For example, an RBF (Radial Basis Function) network, which is one of neural networks, is excellent in the approximation capability of a nonlinear function, but a prediction function is not formed for data outside the learning range. For this reason, when data having a value far from the learning data is input to the network, the prediction result becomes “0”.
また、RBFネットワークなどのニューラルネットワークを用いて許容される予測精度を得るためには、学習データを一定以上蓄積する必要がある。このため、生産計画が大幅に変更されると、迅速に電力需要の予測を行えない。 Further, in order to obtain an acceptable prediction accuracy using a neural network such as an RBF network, it is necessary to accumulate a certain amount of learning data. For this reason, if the production plan is changed significantly, it is impossible to quickly predict the power demand.
この発明は上記課題を解決するもので、工場の生産計画が変更された場合であっても、電力需要を時間帯ごとに予測することができ、かつ生産計画の変更に迅速に追従することができる電力需要予測装置および電力需要予測方法を得ることを目的とする。 This invention solves the above-mentioned problem, and even when the production plan of the factory is changed, the power demand can be predicted for each time zone, and the change of the production plan can be followed quickly. An object of the present invention is to obtain a power demand prediction device and a power demand prediction method.
この発明に係る電力需要予測装置は、第1の予測部、第2の予測部および第3の予測部を備えて構成される。第1の予測部は、工場における一日の電力需要のピーク値が生産計画値に対して線形に変化する線形回帰モデルに基づいて、工場における一日の電力需要のピーク値を予測する。第2の予測部は、非線形回帰モデルに基づいて、工場における時間帯ごとの電力需要のピーク値に対する相対値を予測する。第3の予測部は、第1の予測部によって予測された一日の電力需要のピーク値および第2の予測部によって予測された時間帯ごとの電力需要のピーク値に対する相対値に基づいて、時間帯ごとの電力需要を予測する。 The power demand prediction apparatus according to the present invention includes a first prediction unit, a second prediction unit, and a third prediction unit. The first prediction unit predicts the peak value of the daily power demand in the factory based on a linear regression model in which the peak value of the daily power demand in the factory changes linearly with respect to the production plan value. The second prediction unit predicts a relative value with respect to the peak value of the power demand for each time zone in the factory based on the nonlinear regression model. The third prediction unit is based on a peak value of the daily power demand predicted by the first prediction unit and a relative value to the peak value of the power demand for each time period predicted by the second prediction unit, Predict power demand by time of day.
この発明によれば、ニューラルネットワークなどの非線形回帰モデルに基づいて時間帯ごとの電力需要のピーク値に対する相対値を予測するので、上記相対値を精度よく予測することができる。上記線形回帰モデルに基づいて一日の電力需要のピーク値を予測するので、一日の電力需要のピーク値の予測値が生産計画値に対して線形に変化する。これにより、生産計画値が変更されても時間値ごとの電力需要を極端に外すことなく予測することができる。また、電力需要のピーク値は線形回帰モデルに基づくので、生産計画値が大幅に変更された場合であっても、少量の学習データで迅速に予測に必要なパラメータを学習することができる。 According to this invention, since the relative value with respect to the peak value of the power demand for each time zone is predicted based on a nonlinear regression model such as a neural network, the relative value can be predicted with high accuracy. Since the peak value of the daily power demand is predicted based on the linear regression model, the predicted value of the daily power demand peak value changes linearly with respect to the production plan value. Thereby, even if the production plan value is changed, it is possible to predict without excessively removing the power demand for each time value. In addition, since the peak value of power demand is based on a linear regression model, parameters necessary for prediction can be quickly learned with a small amount of learning data even when the production plan value is significantly changed.
以下、この発明をより詳細に説明するため、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る電力需要予測装置1の構成を示すブロック図である。電力需要予測装置1は、工場における電力需要を予測する装置であり、図1に示すように、学習用データ蓄積部2、電力需要ピーク学習部3、電力需要推移学習部4、電力需要ピーク予測部5、電力需要推移予測部6および時間帯電力需要予測部7を備える。Hereinafter, in order to describe the present invention in more detail, modes for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a power demand prediction apparatus 1 according to Embodiment 1 of the present invention. The power demand prediction device 1 is a device that predicts power demand in a factory. As shown in FIG. 1, a learning
学習用データ蓄積部2は、電力需要ピーク学習部3および電力需要推移学習部4による学習に用いられる学習用データを蓄積する。
学習用データは、工場における、消費電力、気象情報、生産計画または生産実績、曜日および時刻に関するデータの組み合わせである。The learning
The learning data is a combination of data relating to power consumption, weather information, production plan or production result, day of the week, and time in the factory.
例えば、学習用データ蓄積部2は、工場における消費電力の学習用データとして学習用消費電力データa1を蓄積し、気象情報の学習用データとして学習用気象情報a2を蓄積し、工場における生産実績の学習用データとして学習用生産実績a3を蓄積し、曜日の学習用データとして学習用曜日情報a4を蓄積し、時刻の学習用データとして学習用時刻情報a5を蓄積する。
For example, the learning
さらに、学習用データ蓄積部2には、予測対象日の気象状態を示す当日気象情報b1、予測対象日の生産計画値を示す当日生産計画b2、予測対象日の曜日を示す当日曜日情報b3、予測対象日における時刻を示す当日時刻情報b4および予測対象日の工場における消費電力を示す当日消費電力データb5が記憶される。これらのデータは、学習用データ蓄積部2に蓄積されることにより、前述した学習用データとなる。
Further, the learning
電力需要ピーク学習部3は、学習用データ蓄積部2に蓄積されている学習用データa1〜a4に基づいて、工場における一日の電力需要のピーク値の予測に必要なパラメータcを生成する第1の学習部である。一日の電力需要のピーク値の予測に必要なパラメータcは、一日の電力需要のピーク値を線形回帰モデルで予測する予測式のパラメータである。例えば、上記予測式における説明変数の係数などである。
The power demand
上記予測式は、少なくとも工場の生産計画に依存した式であり、さらに一日の最高気温を含む気象情報に依存した式としてもよい。また、生産品によって電力需要への影響が異なることを考慮し、生産計画に関する説明変数を複数用意してもよい。
例えば、最高気温に応じて工場におけるエアコントローラの使用頻度が変化するので、これに応じて電力需要も変化する。また、生産計画値が高い場合、これに応じて電力需要も増加する。電力需要ピーク学習部3は、一日の電力需要のピーク値における、気象情報および生産計画の依存性を学習して、気象情報および生産計画の依存性が反映された上記パラメータcを生成する。The prediction formula is a formula depending on at least the production plan of the factory, and may be a formula depending on weather information including the maximum daily temperature. Further, considering that the influence on the power demand varies depending on the product, a plurality of explanatory variables related to the production plan may be prepared.
For example, since the use frequency of the air controller in a factory changes according to the maximum temperature, the power demand also changes accordingly. Further, when the production plan value is high, the power demand increases accordingly. The power demand
電力需要推移学習部4は、学習用データ蓄積部2に蓄積されている学習用データa1,a4,a5に基づいて、工場における時間帯ごとの電力需要のピーク値に対する相対値の予測に必要なパラメータdを生成する第2の学習部である。時間帯ごとの電力需要のピーク値に対する相対値の予測に必要なパラメータdは、ニューラルネットワークなどの非線形回帰モデルである予測モデルを構築するためのパラメータである。
The power demand
電力需要ピーク予測部5は、工場における一日の電力需要のピーク値が生産計画値に対して線形に変化する線形回帰モデルに基づいて、工場における一日の電力需要のピーク値を予測する第1の予測部である。
例えば、電力需要ピーク予測部5は、電力需要ピーク学習部3によって生成された上記パラメータc、予測対象日の気象状態を示す当日気象情報b1、予測対象日の生産計画値を示す当日生産計画b2、および予測対象日の曜日を示す当日曜日情報b3に基づいて、上記予測式から一日の電力需要のピーク値eを予測する。The power demand
For example, the power demand
電力需要推移予測部6は、ニューラルネットワークに代表される非線形回帰モデルに基づいて、工場における時間帯ごとの電力需要のピーク値に対する相対値fを予測する第2の予測部である。
例えば、電力需要推移予測部6は、電力需要推移学習部4によって生成された上記パラメータd、予測対象日の曜日を示す当日曜日情報b3、および予測対象日における時刻を示す当日時刻情報b4に基づいて、上記予測モデルから時間帯ごとの電力需要のピーク値に対する相対値fを予測する。The power demand
For example, the power demand
時間帯電力需要予測部7は、電力需要ピーク予測部5によって予測された一日の電力需要のピーク値eと電力需要推移予測部6によって予測された時間帯ごとの電力需要のピーク値に対する相対値fとに基づいて、工場における時間帯ごとの電力需要を予測する第3の予測部である。工場における時間帯ごとの電力需要の予測値gは、時間帯電力需要予測部7から出力される。
The time zone power
これまで、学習用データ蓄積部2、電力需要ピーク学習部3、電力需要推移学習部4、電力需要ピーク予測部5、電力需要推移予測部6および時間帯電力需要予測部7を備える電力需要予測装置1を示したが、実施の形態1に係る電力需要予測装置1は、この構成に限定されるものではない。
例えば、学習用データ蓄積部2は、電力需要予測装置1とは別に設けられた外部装置が備える構成であってもよい。
この場合、電力需要ピーク学習部3および電力需要推移学習部4は、上記外部装置から入力した学習用データを用いて学習を行うことになる。Up to now, a power demand prediction comprising a learning
For example, the learning
In this case, the power demand
学習用データ蓄積部2、電力需要ピーク学習部3および電力需要推移学習部4は、電力需要予測装置1とは別に設けられた外部装置が備える構成であってもよい。
この場合、電力需要ピーク予測部5および電力需要推移予測部6は、外部装置から入力した上記パラメータc、を用いて予測を行う。
すなわち、実施の形態1に係る電力需要予測装置1は、電力需要ピーク予測部5、電力需要推移予測部6および時間帯電力需要予測部7を備えていればよく、学習用データ蓄積部2、電力需要ピーク学習部3および電力需要推移学習部4がない構成であってもよい。The learning
In this case, the power demand
That is, the power demand prediction apparatus 1 according to Embodiment 1 only needs to include the power demand
図2Aは、電力需要予測装置1の機能を実現するハードウェア構成を示すブロック図である。図2Bは、電力需要予測装置1の機能を実現するソフトウェアを実行するハードウェア構成を示すブロック図である。
電力需要予測装置1における、学習用データ蓄積部2、電力需要ピーク学習部3、電力需要推移学習部4、電力需要ピーク予測部5、電力需要推移予測部6および時間帯電力需要予測部7のそれぞれの機能は、処理回路により実現される。
すなわち、電力需要予測装置1は、図3から図8までに示すフローチャートのそれぞれの処理を実行するための処理回路を備える。
処理回路は、専用のハードウェアであっても、メモリに記憶されたプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)であってもよい。FIG. 2A is a block diagram illustrating a hardware configuration that realizes the function of the power demand prediction apparatus 1. FIG. 2B is a block diagram illustrating a hardware configuration that executes software that implements the functions of the power demand prediction apparatus 1.
In the power demand prediction device 1, the learning
That is, the power demand prediction apparatus 1 includes a processing circuit for executing each process of the flowcharts shown in FIGS.
The processing circuit may be dedicated hardware or a CPU (Central Processing Unit) that executes a program stored in the memory.
処理回路が図2Aに示す専用のハードウェアである場合、処理回路100は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field−Programmable Gate Array)またはこれらを組み合わせたものが該当する。
学習用データ蓄積部2、電力需要ピーク学習部3、電力需要推移学習部4、電力需要ピーク予測部5、電力需要推移予測部6および時間帯電力需要予測部7のそれぞれの機能を別々の処理回路で実現してもよいし、これらの機能をまとめて1つの処理回路で実現してもよい。When the processing circuit is the dedicated hardware shown in FIG. 2A, the
Each function of learning
処理回路が図2Bに示すプロセッサ101である場合、学習用データ蓄積部2、電力需要ピーク学習部3、電力需要推移学習部4、電力需要ピーク予測部5、電力需要推移予測部6および時間帯電力需要予測部7のそれぞれの機能は、ソフトウェア、ファームウェアまたはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ102に記憶される。
When the processing circuit is the
プロセッサ101は、メモリ102に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、学習用データ蓄積部2、電力需要ピーク学習部3、電力需要推移学習部4、電力需要ピーク予測部5、電力需要推移予測部6および時間帯電力需要予測部7のそれぞれの機能を実現する。すなわち、電力需要予測装置1は、プロセッサ101により実行されるとき、図3から図8までに示すフローチャートのそれぞれの処理が結果的に実行されるプログラムを記憶するためのメモリ102を備える。
これらのプログラムは、学習用データ蓄積部2、電力需要ピーク学習部3、電力需要推移学習部4、電力需要ピーク予測部5、電力需要推移予測部6および時間帯電力需要予測部7の手順または方法を、コンピュータに実行させるものである。The
These programs include the procedures of the learning
メモリ102には、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically−EPROM)などの不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、DVDなどが該当する。
The
学習用データ蓄積部2、電力需要ピーク学習部3、電力需要推移学習部4、電力需要ピーク予測部5、電力需要推移予測部6および時間帯電力需要予測部7のそれぞれの機能について一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。
例えば、学習用データ蓄積部2、電力需要ピーク学習部3および電力需要推移学習部4については、専用のハードウェアとしての処理回路100でその機能を実現し、電力需要ピーク予測部5、電力需要推移予測部6および時間帯電力需要予測部7については、プロセッサ101がメモリ102に記憶されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現してもよい。
このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組み合わせによって上記機能のそれぞれを実現することができる。A part of each function of the learning
For example, the learning
Thus, the processing circuit can realize each of the above functions by hardware, software, firmware, or a combination thereof.
次に動作について説明する。
図3は、電力需要ピーク学習部3の動作を示すフローチャートである。
まず、電力需要ピーク学習部3は、工場における、消費電力、気象情報、生産計画または生産実績、および曜日に関するデータの組み合わせを、学習用データ蓄積部2から読み出す。例えば、電力需要ピーク学習部3は、学習用消費電力データa1、学習用気象情報a2、学習用生産実績a3および学習用曜日情報a4を、学習用データ蓄積部2から読み出す。Next, the operation will be described.
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the power demand
First, the power demand
電力需要ピーク学習部3は、学習用データ蓄積部2から読み出したデータa1〜a4に基づいて、一日の電力需要のピーク値を、線形回帰モデルに基づいて予測するために必要なパラメータcを生成する(ステップST1)。
電力需要ピーク学習部3は、生成したパラメータcを電力需要ピーク予測部5に出力する(ステップST2)。Based on the data a1 to a4 read from the learning
The power demand
図4は、電力需要推移学習部4の動作を示すフローチャートである。
まず、電力需要推移学習部4は、工場における、消費電力、曜日、および時刻に関するデータの組み合わせを、学習用データ蓄積部2から読み出す。例えば、電力需要推移学習部4は、学習用消費電力データa1、学習用気象情報a2、学習用曜日情報a4、および学習用時刻情報a5を、学習用データ蓄積部2から読み出す。FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the power demand
First, the power demand
電力需要推移学習部4は、学習用データ蓄積部2から読み出したデータa2,a4,a5に基づいて、時間帯ごとの電力需要のピーク値に対する相対値fを、非線形回帰モデルに基づいて予測するために必要なパラメータdを生成する(ステップST1a)。
Based on the data a2, a4, and a5 read from the learning
例えば、電力需要推移学習部4は、学習用時刻情報a5を入力することで、交替勤務で作業者が交替するときに生産が一時的にストップして工場における消費電力が減少する、といった工場における電力需要の時刻依存性を学習する。
For example, in the factory where the power demand
また、電力需要推移学習部4は、学習用曜日情報a4を入力することで、週初めは前日の深夜勤務がないので工場における早朝の消費電力が低い、または、週末は翌日の深夜勤務がないので工場における深夜の消費電力が低い、といった工場における電力需要の曜日依存性を学習する。
In addition, the power demand
電力需要推移学習部4は、生成したパラメータdを電力需要推移予測部6に出力する(ステップST2a)。
The power demand
図5は、電力需要ピーク予測部5の動作を示すフローチャートである。
電力需要ピーク予測部5は、一日の電力需要のピーク値の予測に必要なパラメータc、予測対象日の気象情報、曜日および生産計画に基づいて、工場における一日の電力需要のピーク値eを予測する(ステップST1b)。FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the power demand
The power demand
電力需要ピーク予測部5は、上記線形回帰モデルに基づく予測式を用いて、一日の電力需要のピーク値eを予測する。上記予測式は、例えば気象情報および生産計画に依存した式である。ただし、工場では、一般に休日にあたる土曜日の生産計画値が“0”であっても、実際には生産が行われて消費電力が大きくなったという場合もある。この場合、上記予測式に対して気象情報のみを用いて電力需要を予測することになってしまう。
The power demand
そこで、電力需要ピーク予測部5は、曜日に応じて上記予測式を切り替えてもよい。
例えば、気象情報および生産計画に依存した予測式に加え、気象情報、生産計画および曜日に依存した予測式を電力需要ピーク予測部5に設定しておく。これにより、電力需要ピーク予測部5は、曜日に応じた予測式を用いて電力需要のピーク値を予測することで、前述したような生産計画にはない電力需要のピーク値を予測することができる。Therefore, the power demand
For example, in addition to the prediction formula depending on the weather information and the production plan, the prediction formula depending on the weather information, the production plan and the day of the week is set in the power demand
電力需要ピーク予測部5は、前述のようにして予測した一日の電力需要のピーク値eを時間帯電力需要予測部7に出力する(ステップST2b)。
図6は、実施の形態1における一日の電力需要のピーク値予測の概要を示すグラフである。図6において、データAは、工場における一日の電力需要の実績値を示すデータである。電力需要ピーク予測部5は、データAの最大値Bである電力需要のピーク値eを予測する。The power demand
FIG. 6 is a graph showing an overview of the peak value prediction of the daily power demand in the first embodiment. In FIG. 6, data A is data indicating the actual value of the daily power demand in the factory. The power demand
図7は、電力需要推移予測部6の動作を示すフローチャートである。
電力需要推移予測部6は、工場における、時間帯ごとの電力需要のピーク値に対する相対値の予測に必要なパラメータd、予測対象日の曜日および時刻に基づいて、時間帯ごとの電力需要のピーク値に対する相対値fを予測する(ステップST1c)。FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the power demand
The power demand
電力需要推移予測部6は、ニューラルネットワークなどの非線形回帰モデルに基づいて時間帯ごとの電力需要のピーク値に対する相対値fを予測する。
例えば、相対値fは、一日の電力需要のピーク値に対する時間帯ごとの割合であっても差分であってもよい。The power demand
For example, the relative value f may be a ratio or a difference for each time period with respect to the peak value of the daily power demand.
電力需要推移予測部6は、前述のようにして予測した時間帯ごとの電力需要のピーク値に対する相対値fを時間帯電力需要予測部7に出力する(ステップST2c)。
The power demand
図8は、時間帯電力需要予測部7の動作を示すフローチャートである。
時間帯電力需要予測部7は、電力需要ピーク予測部5によって予測された一日の電力需要のピーク値e、および、電力需要推移予測部6によって予測された時間帯ごとの電力需要のピーク値に対する相対値fに基づいて、工場における時間帯ごとの電力需要を予測する(ステップST1d)。FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the time zone power
The time period power
図9は、実施の形態1における時間帯ごとの電力需要予測の概要を示すグラフである。図9において、データA1は、工場における一日の電力需要の実績値を示すデータである。時間帯電力需要予測部7は、一日の電力需要の予測値データB1を予測する。
FIG. 9 is a graph showing an outline of power demand prediction for each time zone in the first embodiment. In FIG. 9, data A1 is data indicating the actual value of the daily power demand in the factory. The time zone power
例えば、時間帯ごとの電力需要のピーク値に対する相対値fが、電力需要のピーク値に対する時間帯ごとの割合である場合、時間帯電力需要予測部7は、時間帯ごとの相対値fをピーク値に乗じることで、時間帯ごとの電力需要の予測値gを算出する。
For example, when the relative value f with respect to the peak value of the power demand for each time zone is a ratio for each time zone with respect to the peak value of the power demand, the time zone power
また、時間帯ごとの電力需要のピーク値に対する相対値fが、電力需要のピーク値に対する時間帯ごとの差分である場合、時間帯電力需要予測部7は、時間帯ごとの相対値fをピーク値から減じることで、時間帯ごとの電力需要の予測値gを算出する。
時間帯電力需要予測部7は、時間帯ごとの電力需要の予測値gを表示モニタなどの出力装置に出力する(ステップST2d)。これにより、電力需要の管理者は、工場における時間帯ごとの電力需要の予測値gを確認することができる。Moreover, when the relative value f with respect to the peak value of the power demand for each time zone is a difference for each time zone with respect to the peak value of the power demand, the time zone power
The time zone power
以上のように、実施の形態1に係る電力需要予測装置1は、ニューラルネットワークに代表される非線形回帰モデルによって時間帯ごとの電力需要のピーク値に対する相対値fを予測するので、相対値fを精度よく予測することができる。工場の生産計画値に対する線形回帰モデルによって一日の電力需要のピーク値eを予測するので、一日の電力需要のピーク値eの予測値が生産計画値に対して線形に変化する。これにより、生産計画値が変更されても時間値ごとの電力需要を極端に外すことなく予測することができる。
また、電力需要のピーク値は線形回帰モデルに基づくので、生産計画値が大幅に変更された場合であっても、少量の学習データで迅速に予測に必要なパラメータを学習することができる。As described above, the power demand prediction apparatus 1 according to the first embodiment predicts the relative value f with respect to the peak value of the power demand for each time zone using a nonlinear regression model typified by a neural network. Predict with high accuracy. Since the peak value e of the daily power demand is predicted by the linear regression model with respect to the production plan value of the factory, the predicted value of the peak value e of the daily power demand changes linearly with respect to the production plan value. Thereby, even if the production plan value is changed, it is possible to predict without excessively removing the power demand for each time value.
In addition, since the peak value of power demand is based on a linear regression model, parameters necessary for prediction can be quickly learned with a small amount of learning data even when the production plan value is significantly changed.
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and any component of the embodiment can be modified or any component of the embodiment can be omitted within the scope of the present invention.
この発明に係る電力需要予測装置は、工場の生産計画が変更された場合であっても、電力需要を時間帯ごとに予測することができ、かつ生産計画の変更に迅速に追従することができるので、各種の工場設備における電力需要の予測装置に利用することができる。 The power demand prediction apparatus according to the present invention can predict the power demand for each time zone and can quickly follow the change of the production plan even when the production plan of the factory is changed. Therefore, it can be used for a power demand prediction device in various factory facilities.
1 電力需要予測装置、2 学習用データ蓄積部、3 電力需要ピーク学習部、4 電力需要推移学習部、5 電力需要ピーク予測部、6 電力需要推移予測部、7 時間帯電力需要予測部、100 処理回路、101 プロセッサ、102 メモリ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power demand prediction apparatus, 2 Data storage part for learning, 3 Power demand peak learning part, 4 Power demand transition learning part, 5 Power demand peak prediction part, 6 Power demand transition prediction part, 7 Time zone power demand prediction part, 100 Processing circuit, 101 processor, 102 memory.
Claims (4)
非線形回帰モデルに基づいて、前記工場における時間帯ごとの電力需要のピーク値に対する相対値を予測する第2の予測部と、
前記第1の予測部によって予測された一日の電力需要のピーク値および前記第2の予測部によって予測された時間帯ごとの電力需要のピーク値に対する相対値に基づいて、前記工場における時間帯ごとの電力需要を予測する第3の予測部と
を備えたことを特徴とする電力需要予測装置。A first prediction unit that predicts a peak value of the daily power demand in the factory based on a linear regression model in which the peak value of the daily power demand in the factory changes linearly with respect to the production plan value;
A second prediction unit that predicts a relative value with respect to a peak value of power demand for each time zone in the factory based on a nonlinear regression model;
Based on the peak value of daily power demand predicted by the first prediction unit and the relative value to the peak value of power demand for each time zone predicted by the second prediction unit, the time zone in the factory A power demand prediction apparatus comprising: a third prediction unit that predicts power demand for each.
前記工場における、消費電力、曜日、および時刻に関するデータの組み合わせに基づいて、時間帯ごとの電力需要のピーク値に対する相対値の予測に必要なパラメータを生成する第2の学習部とを備え、
前記第1の予測部は、前記第1の学習部によって生成されたパラメータ、予測対象日の気象情報、曜日および生産計画に基づいて、一日の電力需要のピーク値を予測し、
前記第2の予測部は、前記第2の学習部によって生成されたパラメータ、予測対象日の曜日および時刻に基づいて、時間帯ごとの電力需要のピーク値に対する相対値を予測すること
を特徴とする請求項1記載の電力需要予測装置。A first learning unit that generates a parameter necessary for predicting a peak value of a daily power demand based on a combination of power consumption, weather information, a production plan or production result, and data relating to a day of the week in the factory;
A second learning unit that generates a parameter necessary for predicting a relative value with respect to a peak value of power demand for each time zone based on a combination of data on power consumption, day of the week, and time in the factory;
The first prediction unit predicts a peak value of a daily power demand based on the parameters generated by the first learning unit, weather information on a prediction target day, day of the week, and production plan,
The second predicting unit predicts a relative value with respect to a peak value of power demand for each time zone based on the parameter generated by the second learning unit, the day of the week and the time of prediction. The power demand prediction apparatus according to claim 1.
前記第1の学習部は、前記学習用データ蓄積部から読み出した、前記工場における、消費電力、気象情報、生産計画または生産実績、および曜日に関するデータの組み合わせに基づいて、一日の電力需要のピーク値の予測に必要なパラメータを生成し、
前記第2の学習部は、前記学習用データ蓄積部から読み出した、前記工場における、消費電力、曜日、および時刻に関するデータの組み合わせに基づいて、時間帯ごとの電力需要のピーク値に対する相対値の予測に必要なパラメータを生成すること
を特徴とする請求項2記載の電力需要予測装置。A learning data storage unit for storing a combination of data relating to power consumption, weather information, production plan or production results, day of the week and time in the factory,
The first learning unit reads the power demand of the day based on a combination of power consumption, weather information, a production plan or production result, and data relating to a day of the week read from the learning data storage unit. Generate the parameters needed to predict peak values,
The second learning unit reads a relative value with respect to a peak value of power demand for each time zone based on a combination of data related to power consumption, day of the week, and time in the factory read from the learning data storage unit. The parameter required for prediction is produced | generated. The electric power demand prediction apparatus of Claim 2 characterized by the above-mentioned.
第2の予測部が、非線形回帰モデルによって前記工場における時間帯ごとの電力需要のピーク値に対する相対値を予測するステップと、
第3の予測部が、前記第1の予測部によって予測された一日の電力需要のピーク値および前記第2の予測部によって予測された時間帯ごとの電力需要のピーク値に対する相対値に基づいて、時間帯ごとの電力需要を予測するステップと
を備えたことを特徴とする電力需要予測方法。A first prediction unit predicting a peak value of the daily power demand in the factory based on a linear regression model in which the peak value of the daily power demand in the factory changes linearly with respect to the production plan value; When,
A second predicting unit predicting a relative value with respect to a peak value of power demand for each time zone in the factory by a non-linear regression model;
The third prediction unit is based on the peak value of the daily power demand predicted by the first prediction unit and the relative value with respect to the peak value of the power demand for each time zone predicted by the second prediction unit. A method for predicting power demand for each time period.
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