JPWO2022070251A5 - - Google Patents

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供給率関数は、入札率Rsを入力、その入札率Rs以下の割合の入札量が、供給率関数の出力である入札価格Ps以上なら販売するという関係を示している。需要率関数は、入札率Rdを入力、その入札率Rd以下の割合の入札量が、需要率関数の出力である入札価格Pd以下なら購入するという関係を示している。 The supply rate function indicates a relationship in which a bid rate Rs is input, and if the bid amount at a rate equal to or lower than the bid rate Rs is equal to or higher than the bid price Ps, which is the output of the supply rate function, the item is sold. The demand rate function indicates a relationship in which a bid rate Rd is input, and if the bid amount at a rate equal to or lower than the bid rate Rd is equal to or lower than the bid price Pd, which is the output of the demand rate function, the item is purchased.

特許文献2のように予め関数形を決めてパラメータを適当に与える場合も同様である。また、需給曲線は入札の積み上げにより生成されるため、階段状の関数となるのに対して、スプライン補間では滑らかな補間を行うため、明確な階段がわからない。入札する市場参加者が多くなれば、同じ発電方式の電源でも全く同じ価格で入札するわけではないことから、滑らかな関数に近づいて行くことは期待できるが、価格帯に明確な区別がないため、前述のような取引参加者の知識と紐づけて考えることが難しいという課題がある。 The same applies to the case where the function form is determined in advance and the parameters are appropriately given as in Patent Document 2. In addition, since the supply and demand curve is generated by accumulating bids, it becomes a step-like function. If there are more market participants bidding, even power sources of the same generation method will not bid at exactly the same price, so it can be expected that the function will become closer to a smooth function, but there is no clear distinction between price ranges. , there is a problem that it is difficult to link it with the knowledge of trading participants as described above.

本発明によれば、取引参加者の発電コストや売電単価に関する知識に基づいて、需要曲線及び供給曲線の予測与える技術を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a technique for predicting the demand curve and the supply curve based on the trading participants' knowledge of the power generation cost and the electricity selling price.

誤差の計算逆伝播手段115は、買い総入札量、売り総入札量および約定量と約定価格からなる市場データと、約定価格と約定量の計算手段114の結果とを比較して、推定誤差を計算し、入札量推定・学習および予測手段111へのフィードバック量を計算する。 The error calculation and backpropagation means 115 compares the market data consisting of the buy total bid volume, the sell total bid volume, the execution amount and the execution price with the result of the execution price and execution amount calculation means 114 to calculate the estimated error is calculated, and the feedback amount to the bid amount estimation/learning and prediction means 111 is calculated.

表示データ生成手段117は、需要曲線データならびに供給曲線データと誤差の計算逆伝播手段115の出力から表示データを生成する。 The display data generating means 117 generates display data from the demand curve data, the supply curve data, the calculation of the error , and the output of the back propagation means 115 .

誤差の計算と逆伝播手段115では、教示データ102と約定価格と約定量の計算手段114の出力(誤差の計算と逆伝播手段115への入力183を用いて、入札量推定・学習および予測手段111の出力層118の各ノードへの誤差フィードバック量を計算し、これらのベクトル184を出力層118へフィードバックする。また、併せて学習段階での推定結果を表示するため、表示用の誤差185も計算し、表示データ生成手段117に出力する。 The error calculation and backpropagation means 115 uses the instruction data 102 and the output of the contract price and contract quantity calculation means 114 (input 183 to the error calculation and backpropagation means 115 ) to estimate/learn and predict the bid volume. The error feedback amount to each node of the output layer 118 of the means 111 is calculated, and these vectors 184 are fed back to the output layer 118 . In addition, in order to display the estimation result in the learning stage, the display error 185 is also calculated and output to the display data generation means 117 .

式(3-1)は、約定量推定値esbidsを需要曲線が、約定価格推定値espriceを供給曲線が決定するケースを指し、そのようなケースを、条件付ける式をif ∃i,k以下で記述している。図形的にこの条件を説明すると、需要曲線の価格軸に水平な部分と供給曲線の価格軸に垂直な部分が交差する条件を示している。数式的にはi-1番目の需要入札ステップの価格帯の最大値とi番目の需要入札ステップの価格帯の最大値の間にk番目の供給入札ステップの価格帯の最小値があって、i番目の需要入札ステップまでの入札量が、k番目の供給入札ステップまでの入札量よりも小さく、k-1番目の供給入札ステップまでの入札量よりも大きくなるようなkとiがあるとき、そのような条件が成立すると判断すればよいことを示している。 Equation (3-1) refers to the case where the contract quantity estimate esbids is determined by the demand curve and the contract price estimate esprice is determined by the supply curve. Described. To explain this condition graphically, it shows the condition where the portion of the demand curve that is horizontal to the price axis and the portion of the supply curve that is perpendicular to the price axis intersect. mathematically, the minimum value of the price range of the k-th supply bid step is between the maximum value of the price range of the i-1th demand bid step and the maximum value of the price range of the i-th demand bid step, When there is k and i such that the bid volume up to the i-th demand bid step is less than the bid volume up to the k-th supply bid step and greater than the bid volume up to the k-1-th supply bid step , indicates that it is sufficient to determine that such a condition holds.

式(3-2)は、約定量推定値esbidsを供給曲線が、約定価格推定値espriceを需要曲線が決定するケースを指し、if ∃i,k以下は、そのような条件が成立する状況を数式で記述したものである。図形的には、供給曲線の価格軸に水平な部分と供給曲線の価格軸に垂直な部分が交差する条件を示している。 Equation (3-2) refers to the case where the supply curve determines the contract volume estimate esbids and the contract price estimate esprice is determined by the demand curve. It is described by a formula. Graphically, it shows the condition where the part of the supply curve that is horizontal to the price axis and the part of the supply curve that is perpendicular to the price axis intersect.

実績値(約定量excbidsに対する推定約定量(約定量推定値esbidsの差は、供給入札ステップ(供給入札ステップ171~175)の内、約定価格より低い最小入札額(価格帯最小値)を持つステップ(供給入札ステップ172~175)の推定に問題があると考えることができるので、この領域を示すステップ、すなわち、式(1)の値が1となる部分に一様にフィードバックを掛けるのが最も単純な誤差補正方法となる。式(4)はこのような誤差補正ベクトルの計算式を表している。 The difference between the actual value (contract amount excbids ) and the estimated contract amount (contract amount estimated value esbids ) is the minimum bid amount (price range minimum value) lower than the contract price in the supply bidding steps (supply bidding steps 171 to 175). Since it can be considered that there is a problem in estimating the step (supply bidding steps 172 to 175) with which the value of Eq. is the simplest error correction method. Equation (4) expresses the calculation of such an error correction vector.

なお、市場パターンクラスタ学習手段802および市場パターンクラスタ予測手段902として、決定木を利用した場合、ある気象予報値を与えた時、そのデータセットが決定木のどのリーフに該当するかを判定して、想定されるクラスタを決めることになる。しかし、通常、どのリーフも、100%クラスタAとかクラスBと云うことはないため、確率的にクラスタAが60%、クラスタCが20%、クラスタDが10%などと云った予測となる。ニューラルネットワークの場合にも、クラス分類問題では出力層にソフトマックス関数を使って一つのクラスタに決めるが、その入力段階では、クラスタAが60%、Bが5%などと云った決定木と似たような結果を持つ。そのため、複数のクラスタにそれぞれの確率で属していると考えて、複数の入札支援装置(811、812、813)を同時に実行するようにしてもよい。その場合、市場パターンクラスタ予測手段902から予測時の表示データ生成手段917への出力(予測結果931には、気象予報データから発生すると想定されるクラスタの識別情報とその発生確率の情報を与える。 When a decision tree is used as the market pattern cluster learning means 802 and the market pattern cluster prediction means 902, when a certain weather forecast value is given, it is determined which leaf of the decision tree the data set corresponds to. , will determine the expected clusters. However, since any leaf is usually not 100% cluster A or class B, it is probabilistically predicted that cluster A is 60%, cluster C is 20%, cluster D is 10%, and so on. In the case of neural networks as well, in the class classification problem, a softmax function is used in the output layer to determine one cluster. have similar results. Therefore, it is possible to simultaneously execute a plurality of bid support devices (811, 812, 813) considering that they belong to a plurality of clusters with respective probabilities. In that case, the output from the market pattern cluster prediction means 902 to the display data generation means 917 at the time of prediction (prediction result 931 ) is provided with identification information of clusters assumed to occur from the weather forecast data and information on their occurrence probability. .

教示データ1102として、売入札価格と売入札量、買入札価格と買入札量が使用できるので、それぞれの入札価格数を合計した数の出力層1118を持つニューラルネットワークで入札量学習・予測手段1111を構成する教示データ1102に含まれる複数の需要入札価格に対応する需要入札量予測値1131~1135、複数の供給入札価格に対応する供給入札量予測値1141~1145を用いて、需要曲線構成手段112および供給曲線構成手段113で需要曲線データ181と供給曲線データ182を生成し、表示データ生成手段1117と誤差の計算と逆伝播手段1115の入力とする。 As the teaching data 1102, the sell bid price and sell bid volume, the buy bid price and the buy bid volume can be used. Demand curve constructing means using demand bid volume forecast values 1131 to 1135 corresponding to a plurality of demand bid prices and supply bid volume forecast values 1141 to 1145 corresponding to a plurality of supply bid prices included in teaching data 1102 constituting 112 and supply curve constructing means 113 generate demand curve data 181 and supply curve data 182 , which are input to display data generating means 1117 and error calculation and backpropagation means 1115 .

図12は、入札量学習・予測手段1111の代わりに各価格帯に対する入札量の学習および予測を、別々の入札量学習・予測手段1211a~1211jで構成する実施例である。ここまでの実施形態では、単一のニューラルネットワークで構成する例を示してきたが、この実施形態では、例えばそれぞれをサポートベクター回帰や線形回帰などの手段で構成することができる。もちろんニューラルネットワークで回帰することもできる。各価格帯専用の学習を行うため、第1実施形態のような実現方式に比べて精度の高い予測が可能となる。なお、誤差の計算と逆伝播手段1215の処理自体は図11の実施例と同じであるが、逆伝播はそれぞれの入札量学習・予測手段1211a~1211jに別々に戻すように構成する必要がある(1284a~j)。 FIG. 12 shows an embodiment in which, instead of the bid amount learning/predicting means 1111, separate bid amount learning/predicting means 1211a to 1211j are used to learn and predict the bid amounts for each price range. In the embodiments so far, an example of configuring with a single neural network has been shown, but in this embodiment, for example, each can be configured by means of support vector regression, linear regression, or the like. Of course, it is also possible to regress with a neural network. Since learning is performed exclusively for each price range, it is possible to make highly accurate predictions compared to the implementation method of the first embodiment. The calculation of the error and the processing of the backpropagation means 1215 are the same as in the embodiment of FIG. 11, but the backpropagation must be configured to return to the respective bid amount learning/prediction means 1211a to 1211j separately. (1284a-j).

約定実績データ学習・予測手段1401は、気象予報や日時からなる学習入力に対して、約定実績データ予測結果1402を計算して出力する。誤差の計算と逆伝播手段1415では、教示データ102と約定実績データ予測結果1402の同じ項目同士の誤差1484を計算し、約定実績データ学習・予測手段1401に逆伝播する。 Contract performance data learning/prediction means 1401 calculates and outputs contract performance data prediction results 1402 for learning inputs including weather forecasts and dates. The error calculation and backpropagation means 1415 calculates the error 1484 between the same items in the teaching data 102 and the contract performance data prediction result 1402 and back propagates it to the contract performance data learning/prediction means 1401 .

前記(1)~(4)と、図1との対応関係は、(1)は、入札量推定・学習および予測手段111に対応し、(2)は、需要曲線構成手段112、供給曲線構成手段113に対応し、(3)は誤差の計算と逆伝播手段115に対応し、(4)は、ベクトル184を出力層118へフィードバックすることに対応する。すなわち、本実施形態において、学習手段とは、入札量推定・学習および予測手段111、要曲線構成手段112、供給曲線構成手段113、誤差の計算と逆伝播手段115を含めたものである。 The correspondence between (1) to (4) above and FIG. (3) corresponds to error computation and backpropagation means 115; (4) corresponds to feeding back vector 184 to output layer 118; That is, in this embodiment, the learning means includes the bid amount estimation/learning and forecasting means 111, the demand curve constructing means 112, the supply curve constructing means 113, and the error calculation and backpropagation means 115.

また、第2実施形態に係る電力市場取引支援プラットフォームであって、市場の状態を、エリア価格を用いて有限個に分類する分類手段(例えば、クラスタリング手段801)と、有限個の市場状態毎に、過去の対応する時刻の気象予報値ないし実績値を入力として、気象予報値ないし実績値と入札価格帯の入札量との関係を学習する有限個の第1の学習手段(例えば、入札支援装置811,812,813)と、過去の気象予報値と日時と市場の分断状態の関係を学習する第2の学習手段(例えば、市場パターンクラスタ学習手段802)と、気象の予報値から第2の学習手段の学習結果を用いて、予報値に対応する市場状態を1つないし複数予測する第1の予測手段(例えば、市場パターンクラスタ気象予報実績選択手段803)と、を有し、第1の予測手段の予測結果に対応する一つないし複数の市場状態について、気象予報値および日時と入札価格帯の入札量の関係を学習した第1の学習手段の学習結果の一つないし複数を用いて、気象の予報値から需要曲線の各価格帯の入札量と供給曲線の各価格帯の入札量の推定を行うことを特徴とする。 Further, in the power market trading support platform according to the second embodiment, a classification means (for example, clustering means 801) for classifying the state of the market into a finite number using the area price, and each finite number of market states , a finite number of first learning means (e.g., bidding support device 811, 812, 813), a second learning means (for example, market pattern cluster learning means 802) for learning the relationship between past weather forecast values, the date and time, and the state of division of the market, and a second learning means from the weather forecast values a first prediction means (for example, market pattern cluster weather forecast performance selection means 803) for predicting one or more market conditions corresponding to forecast values using the learning result of the learning means ; Using one or more of the learning results of the first learning means for learning the weather forecast value and the relationship between the date and time and the bid volume in the bid price range for one or more market conditions corresponding to the prediction result of the prediction means 2. The method is characterized by estimating the bidding volume for each price band on the demand curve and the bidding volume for each price band on the supply curve from weather forecast values.

100,500 入札支援装置
101 学習入力
102 教示データ
111 入札量推定・学習および予測手段(モデル、学習手段)
112 需要曲線構成手段(学習手段)
113 供給曲線構成手段(学習手段)
114 約定価格と約定量の計算手段
115 誤差の計算と逆伝播手段(学習手段)
117,517 表示データ生成手段
118 出力層
119 表示装置
120 入力手段
121~125 需要曲線の価格帯
131~135,141~145 出力
151~155 供給曲線の価格帯
161~165 需要入札ステップ
171~175 供給入札ステップ
410,710 表示画面(表示手段)
411 需給曲線推定結果
412 価格帯設定部
413 価格帯確認部
415 ユーザ
420,720 記憶リソース
421,721 計算リソース
422,722 学習モデルデータベース
423,723 ユーザプレファレンスデータベース
424,724 市場約定結果データベース
430,730 気象予報サービス
440,740 電力市場システム
501 予測入力
511 入札量予測手段(入札量の予測を行う手段)
512 需要曲線構成手段
513 供給曲線構成手段
710 表示画面(ユーザ環境の表示手段)
711 予測結果
712 気象予報データ
713 設定部
714 設備容量情報
715 ユーザ
718 入力部
725 発電機情報データベース
750 発電設備
760 ウェブサイト
800,900 入札支援システム
801 クラスタリング手段(分類手段)
802 市場パターンクラスタ学習手段(第2の学習手段)
803 市場パターンクラスタ気象予報実績選択手段(第1の予測手段)
804 入力手段
811,812,813 入札支援装置(第1の学習手段)
821 気象予報実績データ
822 クラスタリングデータ
903 需給曲線予測手段選択手段
1400,1500 入札支援システム
1401 約定実績データ学習・予測手段(第3の学習手段)
1402,1502 約定実績データ予測結果
1484 誤差
1415 誤差の計算と逆伝播手段
1501 約定実績データ予測手段
1515 ユーザ
100,500 bid support device 101 learning input 102 teaching data 111 bid amount estimation/learning and prediction means (model, learning means)
112 demand curve construction means (learning means)
113 supply curve construction means (learning means)
114 Calculation means for execution price and execution amount 115 Error calculation and backpropagation means (learning means)
117,517 Display data generation means 118 Output layer 119 Display device 120 Input means 121-125 Price range of demand curve 131-135, 141-145 Output 151-155 Price range of supply curve 161-165 Demand bidding step 171-175 Supply Bidding step 410, 710 Display screen (display means)
411 Supply and demand curve estimation result 412 Price range setting unit 413 Price range confirmation unit 415 User 420,720 Storage resource 421,721 Calculation resource 422,722 Learning model database 423,723 User preference database 424,724 Market execution result database 430,730 Weather forecast service 440,740 Power market system 501 Prediction input 511 Bid amount prediction means (means for predicting bid amount)
512 demand curve constructing means 513 supply curve constructing means 710 display screen (display means for user environment)
711 Prediction result 712 Weather forecast data 713 Setting unit 714 Equipment capacity information 715 User 718 Input unit 725 Generator information database 750 Power generation facility 760 Website 800, 900 Bidding support system 801 Clustering means (classifying means)
802 Market pattern cluster learning means (second learning means)
803 Market pattern cluster weather forecast performance selection means (first prediction means)
804 Input means 811, 812, 813 Bid support device (first learning means)
821 weather forecast performance data 822 clustering data 903 supply and demand curve prediction means selection means 1400, 1500 bidding support system
1401 contract performance data learning/predicting means (third learning means)
1402, 1502 contract performance data prediction result 1484 error 1415 error calculation and backpropagation means 1501 contract performance data prediction means 1515 user

Claims (1)

請求項3から請求項6のいずれか1項に記載の電力市場取引支援プラットフォームであって、
市場の状態を、エリア価格を用いて有限個に分類する分類手段と、
前記有限個の市場状態毎に、過去の対応する時刻の気象予報値ないし実績値を入力として、気象予報値ないし実績値と入札価格帯の入札量との関係を学習する有限個の第1の学習手段と、
過去の気象予報値と日時と市場の分断状態の関係を学習する第2の学習手段と、
気象の予報値から第2の学習手段の学習結果を用いて、予報値に対応する市場状態を1つないし複数予測する第1の予測手段と、を有し、
前記第1の予測手段の予測結果に対応する一つないし複数の市場状態について、気象予報値および日時と入札価格帯の入札量の関係を学習した前記第1の学習手段の学習結果の一つないし複数を用いて、気象の予報値から需要曲線の各価格帯の入札量と供給曲線の各価格帯の入札量の推定を行う
ことを特徴とする電力市場取引支援プラットフォーム。
The power market trading support platform according to any one of claims 3 to 6,
Classification means for classifying market conditions into a finite number using area prices;
For each of the finite number of market conditions, a finite number of first market conditions are input, and the relationship between the weather forecast value or actual value and the bid amount in the bid price range is learned. a means of learning;
a second learning means for learning the relationship between the past weather forecast values, the date and time, and the segmented state of the market;
a first prediction means for predicting one or more market conditions corresponding to the weather forecast values using the learning results of the second learning means from the weather forecast values ;
one or more of the learning results of the first learning means for learning the relationship between the weather forecast value, the date and time, and the bid volume in the bid price range for one or more market conditions corresponding to the prediction result of the first prediction means; An electric power market transaction support platform characterized by estimating the bidding volume for each price band on the demand curve and the bidding volume for each price band on the supply curve from weather forecast values, using a plurality of data.
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