KR100648296B1 - Energy Demand Forecast Method and System - Google Patents

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KR100648296B1
KR100648296B1 KR1020040043159A KR20040043159A KR100648296B1 KR 100648296 B1 KR100648296 B1 KR 100648296B1 KR 1020040043159 A KR1020040043159 A KR 1020040043159A KR 20040043159 A KR20040043159 A KR 20040043159A KR 100648296 B1 KR100648296 B1 KR 100648296B1
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Abstract

본 발명은 에너지 수요예측 방법 및 시스템에 관한 것으로, a) 이전의 비동시 최대전력 자료를 이용하여 그 지역 최대전력의 추세와 계절성을 검토하고, 이전의 동시 최대전력 자료를 이용하여 동시 최대전력의 증가율과 해당 권역에 대한 점유비를 검토하며, 최대전력의 시계열적 특성에 구조 변화를 일으킬 수 있는 요인이 발생하였는지 여부를 검토하는 단계; b) 계절변화에 따른 에너지 수요의 변동성을 모형화하는 단계; c) 실적치를 토대로 에너지 수요를 적절한 설명변수를 통하여 시간변동 계수를 갖는 공적분 모형으로 적합화하는 단계; d) 예측력을 사전에 확인할 수 있는 표본 외 예측단계; 및 e) 공적분 모형과 오차수정모형을 이용하여 예측을 실시하는 단계를 포함한다.The present invention relates to a method and system for predicting energy demand, which includes: a) reviewing trends and seasonality of local maximum power using previous non-synchronous maximum power data, and using simultaneous maximum power data to determine simultaneous maximum power. Reviewing the growth rate and the occupancy rate in the region, and examining whether there is a factor that can cause structural changes in the time series characteristics of the maximum power; b) modeling the volatility of energy demand as the seasons change; c) adapting energy demand based on performance to a cointegrating model with time variance coefficients through appropriate explanatory variables; d) an out-of-sample prediction step to confirm the predictive power in advance; And e) performing prediction using the cointegration model and the error correction model.

에너지 수요예측, 공적분, 시간오차Energy demand forecast, cointegration, time error

Description

에너지 수요예측 방법 및 시스템{Energy Demand Forecast Method and System} Energy Demand Forecast Method and System             

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 수요예측 방법을 나타낸 순서도이다.1A is a flowchart illustrating a method for predicting energy demand according to an embodiment of the present invention.

도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전국을 27지역으로 나누고 이에 대한 코드를 부여한 표이다.1B is a table dividing the whole country into 27 regions according to an embodiment of the present invention and giving a code thereof.

도 2는 본 발명의 일 실시에에 따른 과거 서울 강북 지역의 변압기 최대전력의 점유비를 나타낸 분포도이다.2 is a distribution diagram showing the occupancy ratio of the transformer maximum power in the Gangbuk region of the past Seoul according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 과거 서울 강북 지역의 분기별 비동시 직거래 최대전력과 연별 비동시 직거래 최대전력을 나타낸 분포도이다.FIG. 3 is a distribution diagram showing the quarterly non-simultaneous direct transaction maximum power and the annual non-simultaneous direct transaction maximum power in the Gangbuk area of Seoul according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 2002년 8월 서울강북 지역의 기온 분포 함수를 나타낸 것이다.Figure 4 shows the temperature distribution function of the August 2002 Seoul Gangbuk area according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 서울강북 지역 변압기 최대전력에 대한 기온 반응 함수를 추정한 결과이다.5 is a result of estimating the temperature response function for the maximum power transformer in the Seoul Gangbuk area according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 서울 강북지역의 추정된 월별 최대전력에 대한 월별 평균 기온효과를 나타낸 것이다.Figure 6 shows the monthly average temperature effect on the estimated monthly maximum power of the Gangbuk region of Seoul according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 추정한 기온 분포 함수와 기온 반응 함수로 실제 기온효과를 추정하는 과정을 그린 그림이다.7 is a diagram illustrating a process of estimating the actual temperature effect by the estimated temperature distribution function and the temperature response function according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 서울 강남 변압기 최대전력의 탄력성 추이를 나타낸 도면이다.8 is a diagram showing the elasticity trend of the maximum power of the Seoul Gangnam transformer according to an embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 서울 강북 직거래 최대전력의 탄력성 추이를 나타낸 도면이다.9 is a diagram showing the elasticity trend of the maximum power direct trading in Seoul Gangbuk according to an embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 서울 강북 변압기 최대전력의 동시/비동시 비율을 나타낸 도면이다.10 is a view showing the simultaneous / asynchronous ratio of the Seoul Gangbuk transformer maximum power according to an embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 서울 강북 지역의 공적분 모형이다.11 is a cointegration model of the Gangbuk area of Seoul according to an embodiment of the present invention.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 서울 강북 지역의 다중 회귀 모형이다.12 is a multiple regression model of the Seoul Gangbuk region according to an embodiment of the present invention.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 직거래 서울 강북 지역의 공적분 모형이다.FIG. 13 is a cointegration model of a direct trade Seoul Gangbuk region according to an embodiment of the present invention.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 직거래 서울 강북 지역의 다중 회귀 모형이다.14 is a multiple regression model of the direct trading Seoul Gangbuk region according to an embodiment of the present invention.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 서울 강북지역의 월별 변압기 최대전력 예측력 비교 모형이다.FIG. 15 is a comparison model of monthly transformer maximum power predictive power in Gangbuk, Seoul, according to an embodiment of the present invention. FIG.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 장기 전력 판매량 예측 결과이다.16 is a long-term power sales forecast result according to an embodiment of the present invention.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 장기 최대전력 예측 결과이다.17 is a long-term maximum power prediction result according to an embodiment of the present invention.

도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 서울 강북 비동시 변압기 최대전력 예측결과이다.18 is a result of predicting the maximum power of the Seoul Gangbuk asynchronous transformer according to an embodiment of the present invention.

도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 월별 비동시 변압기 최대전력 예측결과이다.19 is a monthly asynchronous transformer maximum power prediction result according to an embodiment of the present invention.

도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 서울 강북지역의 주별 변압기 최대전력 예측 결과이다.20 is a result of predicting the maximum power of the weekly transformer in the Gangbuk region of Seoul according to an embodiment of the present invention.

도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 수요예측 시스템의 전체구성도이다.21 is an overall configuration diagram of a demand forecasting system according to an embodiment of the present invention.

도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 수요예측에 필요한 각종 데이터를 저장 및 수요예측에 필요한 준비단계를 행하는 서버의 내부블록도이다.FIG. 22 is an internal block diagram of a server for storing various data required for demand forecast and performing a preparation step required for demand forecast according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 에너지 수요를 예측하는 방법에 관한 것으로, 특히 기 사용중인 지역수요예측시스템에 대한 단점들을 보완하고 보다 정확하고 신뢰성 있는 예측치를 산정하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for estimating energy demand, and more particularly, to a method for estimating a more accurate and reliable estimate and to compensate for the disadvantages of the existing demand system for local demand.

국내의 전력수요는 경제성장과 더불어 지속적으로 증가해왔으며, 여러 열악한 환경 속에서도 안정되고 신뢰성 높은 전력서비스를 제공해왔다. 전력수요의 증가추세는 최근까지 이어지고 있으며, 이에 따라 발전설비용량의 증설뿐만 아니라 전력을 수송하는 송변전설비의 증설 필요성이 절실히 제기되고 있다. 그러나 계통설비의 보강 또는 신설 등 전력사업의 투자는 사업기간이 길고 여기에 소요되는 비용이 막대하다는 점에서 국가경제적인 측면에서 최적의 투자가 필요하며, 이 때 가 장 필수적인 요소가 지역별 최대전력수요의 예측이다.Domestic power demand has been steadily increasing with economic growth, and has provided stable and reliable electric power service even in various harsh environments. The increase in electric power demand has continued until recently, and therefore, the necessity of increasing the capacity of power generation facilities as well as the transmission and transmission facilities for transporting electric power is urgently raised. However, investment in electric power business, such as reinforcement or new system, requires long investment and optimal cost in terms of national economy. In this case, the most essential factor is regional maximum electricity demand. Is a prediction.

그러나 현재까지의 지역별 최대전력수요에 대한 예측 모형은, 예측에 필요한 예측전제의 수가 너무 많고 복잡하여 실제 운영시 사용하기 어렵다는 단점을 가지고 있었다. 또한 예측하기 어렵거나 발표되는데 시간이 많이 걸리는 자료를 사용함으로써 오히려 예측력을 떨어뜨리는 결과를 가져왔다.However, to date, the forecasting model of regional maximum power demand has a disadvantage that it is difficult to use it in actual operation because the number of forecasting predicates required for forecasting is too large and complex. In addition, using data that is difficult to predict or that takes a long time to be published resulted in less predictive power.

따라서 본 발명은 이러한 배경하에서 사용자가 보다 손쉽게 이용할 수 있으며, 보다 엄밀한 예측치를 제공하는 예측 모형을 수립하는데 초점을 맞추었다.Accordingly, the present invention has focused on establishing a predictive model that can be used more easily by a user under such a background, and which provides more accurate predictions.

근래에도 지속되고 있는 전력수요의 증가 추세로 인해, 전력 송변전설비의 증설이 반드시 필요하다. 그러나 앞에서 언급한 것처럼, 송변전설비의 증설에는 오랜 시간과 대규모의 투자가 필요하기 때문에 최적의 송변전설비 증설 계획이 요구된다.Due to the continuing trend of increasing power demand, the expansion of power transmission and transmission facilities is necessary. However, as mentioned above, the expansion of transmission facilities requires a long time and a large investment, so an optimal transmission capacity expansion plan is required.

이를 위해 가장 중요한 요소는 바로 최대전력수요의 예측이다. 지역별로 엄밀하게 계산된 최대전력수요의 예측치를 바탕으로 미래의 최적 송변전설비를 도출함으로써, 비단 해당기관 뿐만이 아닌 국가적인 차원에서의 효율적 자원의 사용이 가능한 것이다.The most important factor for this is the prediction of peak power demand. By deriving the optimal transmission and substation facilities in the future based on the rigorously calculated maximum power demand forecasts for each region, it is possible to use resources efficiently at the national level as well as the relevant institutions.

그러나 지역별 최대수요의 예측은 예측 목표기간에 비해서 자료의 축적기간이 짧고, 신뢰할 수 있는 자료가 데에 어려움이 있다. 이에 본 발명에서는 기존의 자료를 축적하고 효율적으로 관리할 수 있는 DB 시스템을 갖추는 것을 중요한 목표로 설정한다.However, regional maximum demand forecasts have shorter data accumulation periods than forecast target periods and are difficult to obtain reliable data. Therefore, in the present invention, it is set as an important goal to have a DB system that can accumulate and efficiently manage existing data.

최대 13년간 축적된 자료를 이용하여 향후 14년의 장기 전력수요를 정확히 예측하는 데에는 과학적인 모형이 절실히 필요하다. 본 발명에서는 최신의 계량경제학적 기법들을 사용하여, 자료의 부족에서 오는 단점을 보완하려 했다. 이미 전력, 가스 등의 에너지 수요 예측에서 검증된 이러한 모형의 사용으로 기존의 모형들보다 훨씬 정확하고 합리적인 예측치의 도출이 가능해졌다.Scientific models are urgently needed to accurately predict long-term power demand over the next 14 years using data accumulated for up to 13 years. The present invention attempts to compensate for the shortcomings resulting from a lack of data using state-of-the-art econometric techniques. The use of these models, which have already been validated in forecasting energy demand for power and gas, has led to much more accurate and reasonable estimates than existing models.

또한 본 발명에서는 완전 자동화된 예측시스템으로 설계하고, 편리한 사용자 환경을 제공함으로써, 종래 수작업으로 예측함으로써 생길 수 있는 오류를 줄이며, 예측하는 데에 드는 시간, 인력 자원을 크게 줄일 수 있게 한다. In addition, in the present invention, by designing with a fully automated prediction system, by providing a convenient user environment, it is possible to reduce the errors that can be caused by conventional manual prediction, and to significantly reduce the time and human resources required to make predictions.

본 발명의 목적은 상기와 같이 기 사용중인 지역수요예측시스템에 대한 단점들을 보완하고 보다 정확하고 신뢰성 있는 예측치를 산정 할 수 있는 에너지 수요예측 방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.
An object of the present invention is to provide an energy demand prediction method and system that can compensate for the shortcomings of the local demand prediction system in use as described above and calculate a more accurate and reliable forecast.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 에너지 수요예측 방법은 a) 이전의 비동시 최대전력 자료를 이용하여 그 지역 최대전력의 추세와 계절성을 검토하고, 이전의 동시 최대전력 자료를 이용하여 동시 최대전력의 증가율과 해당 권역에 대한 점유비를 검토하며, 최대전력의 시계열적 특성에 구조 변화를 일으킬 수 있는 요인이 발생하였는지 여부를 검토하는 단계; b) 계절변화에 따른 에너지 수요의 변동성을 모형화하는 단계; c) 실적치를 토대로 에너지 수요를 적절한 설명변수 를 통하여 시간변동 계수를 갖는 공적분 모형으로 적합화하는 단계; d) 예측력을 사전에 확인할 수 있는 표본 외 예측단계; 및 e) 공적분 모형과 오차수정모형을 이용하여 예측을 실시하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the energy demand prediction method of the present invention a) examines the trend and seasonality of the local maximum power using previous non-synchronous maximum power data, and simultaneously uses the previous simultaneous maximum power data. Examining the rate of increase of maximum power and the occupancy ratio in the region, and examining whether there is a factor that can cause structural changes in the time series of the maximum power; b) modeling the volatility of energy demand as the seasons change; c) adapting energy demand to a cointegrating model with time variance coefficients through appropriate explanatory variables, based on performance values; d) an out-of-sample prediction step to confirm the predictive power in advance; And e) performing prediction using the cointegration model and the error correction model.

본 발명에서 상기 단계 a)의 비동시 및 동시 최대전력 자료는 지역별 변압기 최대전력과 지역별 직거래 최대전력 정보를 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the asynchronous and simultaneous maximum power data of step a) include transformer maximum power by region and direct power maximum by region.

본 발명에서 상기 단계 b)의 계절변화에 따른 에너지 수요의 변동성을 모형화하는 단계는 b1) 주어진 기간 동안의 기온이 각 온도에서 얼마나 자주 나타났는지의 상대빈도를 결정하는 단계; b2) 전력수요가 각 온도에 반응하는 민감도를 결정하는 단계; 및 b3) 총체적 비선형적 기온효과를 모형화하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the step of modeling the variability of the energy demand according to the seasonal change of step b) comprises the steps of: b1) determining the relative frequency of how often the temperature during a given period of time appeared at each temperature; b2) determining the sensitivity of power demand to each temperature; And b3) modeling the total nonlinear temperature effect.

본 발명에서 상기 단계 c)는 c1) 장기예측 및 c2) 단기예측모형을 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the step c) preferably includes c1) long-term prediction and c2) short-term prediction model.

본 발명에서 상기 c1) 장기예측 모형은 c11) 지역별 비동시 최대전력을 예측하는 단계; c12) 단기 비동시 최대전력 예측과 장기 비동기 최대전력 예측을 통합하는 단계; 및 c13) 지역별 동시 최대전력을 예측하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. In the present invention, c1) the long-term prediction model is c11) predicting asynchronous maximum power per region; c12) incorporating short-term asynchronous peak power prediction and long-term asynchronous peak power prediction; And c13) predicting the simultaneous maximum power for each region.

본 발명에서 상기 c2) 단기 예측 모형은 c21) 월별 비동시 최대전력을 예측하는 단계; 및 c22) 주별 비동시 최대전력을 예측하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.C2) the short-term prediction model in the present invention c21) predicting the monthly non-synchronous maximum power; And c22) predicting weekly asynchronous maximum power.

본 발명에서 단계 e)에서 예측되는 전력 수요량은 장기 최대전력 수요량 및 단기 최대전력 수요량인 것이 바람직하다.In the present invention, the power demand predicted in step e) is preferably a long-term maximum power demand and a short-term maximum power demand amount.

본 발명에서 상기 장기 최대전력 수요량은 장기 비동시 변압기 최대 전력량, 장기 비동시 직거래 최대 전력량, 장기 동시 변압기 최대 전력량 및 장기 동시 직거래 최대 전력량을 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the long-term maximum power demand amount preferably includes a long-term non-simultaneous transformer maximum power amount, a long-term non-simultaneous direct trade maximum power amount, a long-term simultaneous transformer maximum power amount, and a long-term simultaneous direct-selling maximum power amount.

본 발명에서 상기 단기 최대전력 수요량은 단기 월별 변압기 최대 전력량, 단기 월별 직거래 최대 전력량, 단기 주별 변압기 최대 전력량 및 단기 주별 직거래 최대 전력량을 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the short-term maximum power demand amount may include a short-term monthly transformer maximum power, a short-term monthly direct sales maximum power, a short-term weekly transformer maximum power amount, and a short-term weekly direct sales maximum power amount.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 수요예측 방법을 나타낸 순서도이다.1A is a flowchart illustrating a method for predicting energy demand according to an embodiment of the present invention.

상기 실시예는, 장기 최대전력 수요 및 단기 최대전력 수요를 예측하는 방법을 개략적으로 나타낸 것이다.The above embodiment schematically illustrates a method for predicting long term maximum power demand and short term maximum power demand.

지역구분은 실질적인 계통계획과 연계가 가능하도록 하기 위하여 도 1b와 같이 예측대상 지역을 27개로 나누고, 상기 27개 지역의 지역별 비동시 변압기 및 직거래 최대전력, 동시 변압기 및 직거래 최대전력을 예측하는 것으로 한다. 그러나, 제주 지역의 경우 현재 직거래 수요는 없기 때문에, 직거래 최대전력은 제주 지역을 제외한 26개 지역에 대한 예측을 시행한다. 예측의 대상이 되는 위 27개의 지역에 대해, 본 발명은 장기 예측치와 단기 예측치를 제공한다. 장기와 단기 예측 모 형은 예측의 기간뿐만 아니라, 그 예측 대상도 다르다.In order to be able to link with the actual system plan, the regional classification divides the predicted area into 27 as shown in FIG. 1B, and predicts the non-synchronous transformer and direct power, simultaneous transformer, and direct power for each of the 27 areas. . However, in Jeju, there is no demand for direct sales at present, so the maximum power of direct sales is forecasted for 26 regions excluding Jeju. For the above 27 regions to be forecasted, the present invention provides long-term and short-term forecasts. Long-term and short-term forecasting models differ not only in the duration of the forecast, but also in their targets.

도 1a를 참조하여, 최대전력 수요를 예측하는 과정을 설명하면 다음과 같다.Referring to Figure 1a, the process of predicting the maximum power demand is as follows.

단계 101은 이전에 소비된 최대전력 자료를 이용하여 전력사용에 대한 시계열적 특성을 분석하는 과정이다.Step 101 is a process of analyzing time series characteristics of power usage using previously consumed maximum power data.

상기 최대전력의 시계열적 분석은 변압기 최대전력 및 직거래 최대전력에 대한 분석이 행해진다. 상기 변압기 최대전력이란 가정용 최대전력을 의미하는 것으로, 보통 가정으로 전력이 송신되기 전에는 송전 변압기를 거치게 된다. 이에 반하여, 상기 직거래 최대전력이란 큰 공장이나 대수용가에는 송전선이 변압기와는 별도로 따로 존재하는 송전선을 통해 공급되는 최대전력을 의미한다.The time series analysis of the maximum power is performed for the transformer maximum power and the direct selling maximum power. The maximum power of the transformer refers to the maximum power of the home, and usually goes through a power transmission transformer before power is transmitted to the home. On the contrary, the direct power maximum power means a maximum power supplied to a large factory or a large customer through a transmission line in which a transmission line exists separately from a transformer.

상기 최대전력에는 동시 최대전력과 비동시 최대전력이 존재한다. 상기 동시 최대전력이란 우리나라 전국의 전력수요가 최대가 되는 바로 그 시점에서의 지역별 전력수요를 말한다. 상기 비동시 최대전력이란 각 지역별로 전력수요가 최대가 될 때 그 시점의 그 지역의 전력수요를 말한다.The maximum power includes simultaneous maximum power and asynchronous maximum power. The simultaneous maximum power refers to the regional electricity demand at the point in time when the nation's electric power demand is the maximum. The asynchronous maximum power refers to the power demand of the region at the time when the power demand for each region is the maximum.

상기 분기별 비동시 최대전력 자료를 이용하여 그 지역 최대전력의 추세와 계절성을 검토한다. 그리고, 이전의 연별 동시 최대전력 자료를 이용하여 동시 최대전력의 증가율과 해당 권역에 대한 점유비를 검토한다. 아울러, 최대전력의 시계열적 특성에 구조 변화를 일으킬 수 있는 요인, 예를 들면 신도시의 건설, 변전소 신설 등의 사건이 발생했는지도 동시에 고려한다.The quarterly asynchronous maximum power data is used to examine the trend and seasonality of the regional maximum power. And, using the previous annual simultaneous maximum power data, the increase rate of the maximum simultaneous power and the occupancy rate in the region are reviewed. In addition, the factors that can cause structural changes in the time series characteristics of the maximum power, such as the construction of a new town, the construction of a substation, etc., are also considered.

상기 변압기 최대전력은 일반적으로 다음과 같은 시계열적 특징을 가지고 있다. 첫째, 대도시, 광역시와 같이 대규모의 전력 수요를 공급하고 있는 지역은 뚜렷한 계절성을 보이는 반면 그 외의 지역은 최근에 계절성이 변하거나, 분기별 편차가 커지고 있다. 이것은 광역시의 경우 여름철 냉방수요로 최대전력이 발생하는 반면 그 외 지역은 최근 증가하고 있는 난방수요로 인해 겨울철에 최대전력이 발생했기 때문이다. 둘째, 시간에 따라서 변하는 증가추세이다. 셋째, 변전소 신설로 인한 시계열상의 구조변화이다. 최대전력 시계열상에 구조변화가 나타나는 것은 신도시나 주택단지 건설 등 새로운 수요가 유입되어 최대전력의 특성이 변하기 때문이다. 직거래 최대전력은 지역 내 수용가들의 생산 활동 및 경제 여건에 큰 영향을 받으므로 변압기 최대전력에 비해 변동이 크고 불규칙적인 특성이 있다.The transformer maximum power generally has the following time series characteristics. First, regions that supply large-scale electricity demand, such as metropolitan cities and metropolitan cities, show distinct seasonality, while other regions have recently experienced seasonal changes or quarterly deviations. This is because, in case of metropolitan city, the maximum power is generated by cooling demand in summer, while in other regions, the maximum power is generated in winter due to heating demand. Second, there is an increasing trend that changes with time. Third is the structural change in time series due to the construction of substations. The structural change in the maximum power time series is due to changes in the characteristics of the maximum power due to the influx of new demands such as the construction of new cities or housing complexes. Directly traded maximum power is greatly affected by production activities and economic conditions of local customers, so it is more variable and irregular than transformer maximum power.

도 2는 본 발명의 일 실시에에 따른 과거 서울 강북 지역의 변압기 최대전력의 점유비를 나타낸 분포도이다.2 is a distribution diagram showing the occupancy ratio of the transformer maximum power in the Gangbuk region of the past Seoul according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하여, 서울 강북 지역의 분기별 비동시 최대전력 시계열을 살펴보면, 먼저 뚜렷한 계절성을 발견할 수 있다. 일년 중 3분기에 비동시 최대전력이 발생하고 있으며 이와 같은 패턴은 1991년 이후 계속해서 유지되고 있다. 그리고 1, 4 분기에 비해서 2, 3 분기의 수요가 큰 것으로 나타나 난방 수요보다는 냉방 수요의 비중이 큰 것을 알 수 있다. 다음으로 점차 감소하고 있는 증가추세이다. 연별 비동시 최대전력을 살펴보면, 1993년과 1995년에 연별 비동시 최대전력이 각각 -0.5%, -0.4 % 감소한 바 있고 2000년 이후에는 증가율도 점차 감소하고 있다. 마지막으로 살펴볼 수 있는 서울 강북 지역의 시계열적 특징은 구조 변화로 인한 최대전력의 증가이다. 1994년의 경우 비동시 최대전력 증가율은 24.7%로 1991년 이후 가장 높은 증가율을 나타냈다. 이것은 1994년에 마장 변전소가 신설되고, 그 외에도 미아, 상계, 세종로, 신촌, 원남, 휘경 등의 변전소 수요가 크게 증가한 것에 기인한다.Referring to FIG. 2, when looking at the quarterly asynchronous maximum power time series of the Gangbuk area of Seoul, first, a distinct seasonality can be found. Asynchronous peak power occurs in the third quarter of the year, and this pattern has been maintained since 1991. In addition, the demand in the second and third quarters is greater than in the first and fourth quarters, indicating that the demand for cooling is greater than the demand for heating. The next trend is an increasing trend. Looking at annual asynchronous maximum power, annual asynchronous maximum power decreased by -0.5% and -0.4% in 1993 and 1995 respectively, and since 2000, the rate of increase is gradually decreasing. Finally, the time series characteristic of Seoul's Gangbuk area is the increase in maximum power due to structural changes. In 1994, the maximum rate of asynchronous power consumption was 24.7%, the highest since 1991. This is due to the fact that the Majang substation was newly established in 1994, and the demand for substations in Mia, Sanggye, Sejong-ro, Sinchon, Wonnam, and Hwikyung was greatly increased.

한편, 서울 강북의 연별 비동시 최대전력은 1991년에 24.8%를 차지하던 비동시 최대전력 점유율이 2003년에는 17.9% 으로 떨어져 경인권 비동시 최대전력의 증가율에 비해 더 작게 증가하는 것으로 나타났다. 동시 최대전력 역시, 경인권의 동시 최대전력에 비해 더 적게 증가하고 있다.On the other hand, the annual maximum asynchronous power consumption in Gangbuk, Seoul was 24.8% in 1991, and the share of asynchronous maximum power dropped to 17.9% in 2003. Simultaneous maximum power is also increasing less than the simultaneous maximum power of Gyeongin area.

상기와 같은 방법으로 전국에 대한 지역별 과거 변압기 최대전력에 대한 정보를 수집한다.Collect the information on the maximum power of the past transformer by region for the whole country as described above.

상기 비동시 직거래 최대전력은 비동시 변압기 최대 전력과는 달리 해당 지역에 포함된 수용가의 계약 전력에 큰 영향을 받으므로 전반적인 전력 수요보다는 그 지역 산업이 가지는 국지적인 특성에 따라 움직인다. 따라서, 장기적인 시간 추세가 비동시 변압기 최대전력처럼 증가한다고 볼 수 없으며, 계절성도 뚜렷하지 않다. 아울러, 수용가가 신설되거나 없어짐으로 인해 최대 수요가 불연속적인 움직임을 보이게 된다.Unlike the maximum power of non-simultaneous direct sales, the maximum power of non-simultaneous direct sales is greatly influenced by the contract power of the customers included in the region, and thus moves according to the local characteristics of the local industry rather than the overall power demand. Thus, long-term time trends cannot be seen to increase as asynchronous transformer maximum power, and seasonality is not apparent. In addition, the peak demand will be discontinuous due to the new or removed consumer.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 과거 서울 강북 지역의 분기별 비동시 직거래 최대전력과 연별 비동시 직거래 최대전력을 나타낸 분포도이다.FIG. 3 is a distribution diagram showing the quarterly non-simultaneous direct transaction maximum power and the annual non-simultaneous direct transaction maximum power in the Gangbuk area of Seoul according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 그 값은 무척 작고 변동폭은 크다는 것을 알 수 있다. 이것은 이 지역의 직거래 전력을 공급하는 변전소개 두 개뿐이기 때문이다. 서울 강북 지역의 경우 상계변전소와 화양변전소에서 직거래 전력이 공급된다. 그러나 상계변전소에서 공급받는 직거래 수용가인 노원 열병합 발전소의 자체 발전으로 인해 직거래 전력을 공급받지 않을 때가 자주 나타나며, 따라서 이 지역 직거래 최대전력이 심하게 변동하는 모습을 보이는 것이다.3, it can be seen that the value is very small and the variation is large. This is because there are only two substations introducing direct trade power in the region. In Gangbuk, Seoul, direct sales power is supplied from the Sanggye Substation and the Hwayang Substation. However, due to the self-development of the Nowon cogeneration plant, which is a direct sales customer supplied by the offsetting substation, it often appears that power is not supplied directly, so the maximum power of direct sales in this region is severely fluctuating.

또한 이 지역의 경우 2002년의 직거래 최대전력이 다른 해에 비해 급감하는 현상을 보이고 있다. 이는 상계변전소와 화양변전소가 모두 과소값을 가지는 데서 나타나는 현상이며, 이를 이 지역 직거래 최대전력에 있어 구조변화가 나타난 것으로 보았다. 도 3에서 나타나있듯이, 이 지역 직거래 최대전력 시계열은 특별한 추세나 계절성을 가지지 않는다.In addition, the region's peak direct trade power in 2002 has dropped significantly compared to other years. This is due to the fact that both the substation and Hwayang substations have undervalued values. As shown in FIG. 3, the local direct sales maximum power time series has no particular trend or seasonality.

상기와 같은 방법으로 전국 지역별 과거 직거래 최대전력에 대한 정보를 수집, 분석한다.Collect and analyze information on the past direct trading power by region in the country as described above.

단계 102는 지역별 기온분포함수를 추정하는 과정이다.Step 102 is a process of estimating the regional temperature distribution function.

상기 기온 분포 함수는 주어진 기간 동안의 기온이 각 온도에서 얼마나 자주 나타났는지의 상대빈도를 평활화 한 함수이다. 상기 기온 분포함수는 각 지역에 대해서 추정하는 것이 바람직하다.The temperature distribution function is a function of smoothing the relative frequency of how often the temperature during a given period of time appeared at each temperature. The temperature distribution function is preferably estimated for each region.

상기에서 취득한 지역별 최대전력 자료를 이용하여 지역별 기온분포함수를 구하기 위한 단계로서 본 발명에서는 커널 비모수적 추정 방법을 이용하여 추정한 다. 구체적으로 본 발명에서는 기온분포함수를 기온 자료로 이용하여 As a step for obtaining a regional temperature distribution function using the regional maximum power data obtained above, the present invention estimates using a kernel non-parametric estimation method. Specifically, in the present invention, using the temperature distribution function as the temperature data

Figure 112004025367595-pat00001
Figure 112004025367595-pat00001

와 같이 추정한다. 여기서

Figure 112004025367595-pat00002
는 커널이라고 부르는 함수이며,
Figure 112004025367595-pat00003
는 띠너비(bandwidth)이다. 일반적으로
Figure 112004025367595-pat00004
Figure 112004025367595-pat00005
을 만족하는 확률밀도함수이며, 본 발명에서는 정규 분포(normal distribution)의 확률밀도(probability density) 함수를 이용하고 있다.
Figure 112004025367595-pat00006
는 평활화 모수(smoothing parameter)라고 부르며, 본 발명에서는 실버만(Silverman)이 제안한 값을 사용하여 계산한다.Estimate as here
Figure 112004025367595-pat00002
Is a function called the kernel,
Figure 112004025367595-pat00003
Is the bandwidth. Generally
Figure 112004025367595-pat00004
silver
Figure 112004025367595-pat00005
Is a probability density function satisfying. In the present invention, a probability density function of a normal distribution is used.
Figure 112004025367595-pat00006
Is called a smoothing parameter, and is calculated using the value proposed by Silerman in the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 2002년 8월 서울강북 지역의 기온 분포 함수를 나타낸 것이다.Figure 4 shows the temperature distribution function of the August 2002 Seoul Gangbuk area according to an embodiment of the present invention.

상기와 같은 방법을 이용하여 전국 지역별 기온분포함수를 도출한다.Using the same method as above, the temperature distribution function of each country is derived.

단계 103은 상기 각 지역별 기온분포함수를 이용하여 지역별 수요에 가중치를 두어 전국의 기온분포함수를 추정하는 과정으로써, 한국 전체 에너지 수요에 반응하는 한국 전체의 기온분포함수를 추정하기 위해 지역별 기온분포함수를 각 지역별 수요의 비율로 가중평균하여 한국 전체의 기온분포함수를 추정한다.Step 103 is a process of estimating the national temperature distribution function by weighting the regional demand using the temperature distribution function of each region, wherein the regional temperature distribution function is estimated to estimate the temperature distribution function of Korea as a whole in response to the energy demand in Korea. The weighted average of each region's demand is estimated to estimate the temperature distribution function of Korea.

단계 104는 기온 반응함수를 추정하는 과정이다.Step 104 is a process of estimating the temperature response function.

상기 기온 반응 함수는 비선형적 기온효과를 추정하기 위해서 본 발명에서 새롭게 도입한 개념으로 전력수요가 각 온도에 반응하는 민감도를 나타내는 함수로 볼 수 있다. 기온반응함수를 추정하기 위해서 예측 모형에 들어가는 다른 변수

Figure 112004025367595-pat00007
, 를 고려하여 다음과 같은 모형을 고려한다.The temperature response function is a concept newly introduced in the present invention in order to estimate the nonlinear temperature effect, and may be viewed as a function representing the sensitivity of power demand to each temperature. Other variables that go into the predictive model to estimate the temperature response function
Figure 112004025367595-pat00007
Consider the following model, taking into account.

Figure 112004025367595-pat00008
Figure 112004025367595-pat00008

상기 식을 추정한 뒤에

Figure 112004025367595-pat00009
Figure 112004025367595-pat00010
추정치를 얻고 이를 이용하여 에너지 수요에 대한 기온반응함수(g)를 After estimating the above equation
Figure 112004025367595-pat00009
of
Figure 112004025367595-pat00010
Get an estimate and use it to calculate the temperature response function (g) for energy demand.

Figure 112004025367595-pat00011
Figure 112004025367595-pat00011

와 같이 추정한다. Estimate as

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 서울강북 지역 변압기 최대전력에 대한 기온 반응 함수를 추정한 결과이다.5 is a result of estimating the temperature response function for the maximum power transformer in the Seoul Gangbuk area according to an embodiment of the present invention.

상기 기온 반응 함수는 난방부하가 발생하는 낮은 온도와 냉방부하가 발생하는 높은 온도에서 큰 값을 갖는 U-자 형태로 나타난다. 이것은 전력수요의 온도에 대한 반응이 비선형적임을 뜻한다. 추정된 기온 반응 함수는 기온이 높거나 낮을 때에 상대적으로 높은 값을 갖는 U-자 형태를 갖는 것으로 나타났다. 이러한 U-자 형태는 기온이 높을 때와 낮을 때에 전력수요가 상대적으로 더 크게 발생하는 것을 의미하며, 이와 같은 기온 반응 함수는 여름철과 겨울철에 각각 냉방 부하와 난방 부하로 인해 전력수요가 커지는 현상을 잘 입증한다.The temperature response function is represented by a U-shape having a large value at a low temperature at which a heating load is generated and at a high temperature at which a cooling load is generated. This means that the power demand's response to temperature is nonlinear. The estimated temperature response function appears to have a U-shape with a relatively high value at high or low temperatures. This U-shape means that the demand for power is relatively higher at higher and lower temperatures, and this temperature response function indicates that the demand for power is increased due to cooling and heating loads in summer and winter, respectively. Prove well.

추정된 기온 반응 함수는 고온일 때의 값과 저온일 때의 값이 차이가 나는 비대칭적인 U-자 모습을 하고 있는데, 민감도가 기온이 낮을 때보다 높을 때가 크게 나타난다. 이는 서울강북 지역의 최대전력이 냉방부하의 효과를 난방부하의 효과보다 크게 받는 것을 의미한다.The estimated temperature response function has an asymmetric U-shape with a difference between high temperature and low temperature values, and the sensitivity is high when the temperature is low. This means that the maximum power in the Seoul Gangbuk area receives greater cooling load than heating effect.

또한 추정된 기온 반응 함수로 기온의 수준(水準; level)에 따라서 기온 변화에 대한 효과가 다르게 나타나는 현상을 설명할 수 있다. 서울강북 지역의 경우, 기온이 똑같이 1℃ 올라가더라도 전력수요는 난방부하가 발생하는 온도 근방에서 올라갈 때가 그렇지 않은 경우에 비해서 더 크게 증가한다. 추정된 기온 반응 함수에서 냉방 부하가 나타나는 온도 부근의 1℃ 사이의 민감도 차이가 그보다 작은 온도의 1℃의 차이보다 크기 때문에 측정한 기온효과는 기온의 수준에 따라서 기온 변화에 대한 효과가 달라지는 현상도 설명할 수 있다.In addition, the estimated temperature response function can explain the phenomenon in which the effect on temperature change varies depending on the level of temperature. In the Gangbuk area of Seoul, even if the temperature rises by 1 ° C, the demand for electricity increases more than when the temperature rises near the heating load. Since the difference in sensitivity between 1 ° C near the temperature at which the cooling load appears in the estimated temperature response function is greater than the difference between 1 ° C of the smaller temperature, the measured temperature effect is different from the temperature change depending on the temperature level. It can be explained.

단계 105는 총체적 비선형적 기온효과를 고려하는 단계이다.Step 105 is to consider the overall nonlinear temperature effect.

전력시계열의 계절성은 냉방부하와 난방부하로부터 기인하며, 따라서 기온 분포에 의해서 결정된다고 볼 수 있다. 이 같은 전력시계열의 계절성과 기온 분포와의 관계를 모형화하기 위해 본 발명에서는 기온 반응 함수의 개념을 도입한다.The seasonality of the power time series comes from the cooling load and the heating load, and thus can be determined by the temperature distribution. In order to model the relationship between the seasonality of the power time series and the temperature distribution, the present invention introduces the concept of the temperature response function.

구체적으로

Figure 112004025367595-pat00012
를 t시점에서의 기온 분포 함수라 하고
Figure 112004025367595-pat00013
를 기온 반응 함수라고 하면 t시점에서의 기온효과는Specifically
Figure 112004025367595-pat00012
Is the temperature distribution function at time t
Figure 112004025367595-pat00013
Is the temperature response function, the temperature effect at time t is

Figure 112004025367595-pat00014
Figure 112004025367595-pat00014

로 정의된다. 실제의 기온효과는 시점 t에서의 기온 분포 함수를 추정한 뒤에 이를 기온 반응 함수로 적분하여 구한다.Is defined as The actual temperature effect is obtained by estimating the temperature distribution function at time t and integrating it into the temperature response function.

상기 식에서 정의한 대로 추정된 기온 반응 함수를 주어진 기간의 기온 분포 함수로 적분하여 기온효과를 구하게 되는데, 추정된 월별 최대전력에 대한 월별 평균 기온효과를 나타낸 것이 도 6 이다. 도 6에 나타난 서울강북 지역의 경우, 월별 최대전력의 기온효과는 여름철과 겨울철에 높은 값을 가지며, 상대적으로 여름철의 값이 겨울철의 값보다 더 크다는 것을 알 수 있다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 추정한 기온 분포 함수와 기온 반응 함수로 실제 기온효과를 추정하는 과정을 그린 그림이다. The temperature effect is obtained by integrating the estimated temperature response function as the temperature distribution function for a given period as defined in the above equation. FIG. 6 shows the monthly average temperature effect on the estimated monthly maximum power. In the case of the Seoul Gangbuk area shown in Figure 6, the monthly maximum power temperature effect has a high value in summer and winter, it can be seen that the summer value is relatively larger than the winter value. 7 is a diagram illustrating a process of estimating the actual temperature effect by the estimated temperature distribution function and the temperature response function according to an embodiment of the present invention.

본 발명에서 개발한 모형에서는 해당 시점의 기온 분포 함수를 이용해서 기온효과를 측정하는 반면, 기존의 전력시계열 예측 모형에서는 평균이나 최고, 최저 기온만을 이용한다. 평균 기온만을 이용하여 전력수요를 예측하는 모형으로는 기온 분포에 의한 기온효과를 제대로 측정할 수 없다. 평균 기온은 같아도 일교차가 큰 날이 작은 날에 비해 상대적으로 더 큰 전력수요가 발생하고, 따라서 평균 기온만으로는 전력수요를 정확하게 예측할 수 없기 때문이다. 또한, 평균 기온 이외에 최 고, 최저 기온을 이용하는 경우에는 평균 기온만을 이용할 때보다 해당 기간의 기온 분포의 효과를 더 잘 측정할 수 있지만, 이 모형도 한 순간의 기온이 높거나 낮을 때에는 필연적으로 그 효과를 과대 측정하게 된다. 이에 반해 본 발명에서 개발한 모형은 기온 분포를 이용하기 때문에 보다 정확한 기온효과를 측정할 수 있다.In the model developed in the present invention, the temperature effect is measured using the temperature distribution function at the corresponding time point, whereas in the conventional power time series prediction model, only the average, the highest and the lowest temperature are used. The model that predicts the power demand using only average temperature cannot measure the temperature effect due to the temperature distribution properly. Even though the average temperature is the same, the day with the large daily cross is relatively higher than the day with the smallest day, so the average temperature alone cannot accurately predict the power demand. In addition, if you use the highest and lowest temperatures in addition to the average temperature, you can better measure the effect of the temperature distribution over the period than if you are using the average temperature alone, but this model inevitably applies when the temperature is high or low for a moment. The effect is overestimated. On the contrary, the model developed in the present invention can measure the temperature effect more accurately because it uses the temperature distribution.

단계 106은 실적치를 토대로 에너지 수요를 기온효과, 경제변수 등의 적절한 설명변수를 통하여 시간변동 계수를 갖는 공적분 모형으로 적합하는 과정이다.Step 106 is a process of fitting energy demand as a cointegrating model with time variance coefficients through appropriate explanatory variables such as temperature effects and economic variables, based on performance values.

많은 경제 시계열들은 단위근(unit root)을 갖는 것으로 알려져 있으며, 전력수요 시계열도 이와 매우 비슷한 모습을 보이고 있다. 단위근을 갖는 시계열은 정상 시계열과는 다른 성질을 가지고 있기 때문에 보통의 회귀 모형으로 분석하게 되면 잘못된 결과가 나오게 된다. 따라서 단위근을 갖는 전력 시계열의 경우 공적분 모형과 오차수정모형을 이용하여 시계열 모형을 설정하고 분석하는 것이 합당하다. Many economic time series are known to have a unit root, and power demand time series are very similar. Because time series with unit roots have different properties from normal time series, analysis with a normal regression model gives incorrect results. Therefore, in case of power time series with unit root, it is reasonable to set and analyze time series model using cointegration model and error correction model.

본 발명은 단위근을 갖는 시계열 사이의 관계를 다음과 같은 시간변동계수를 갖는 공적분 회귀모형으로 설정하고 추정한다. The present invention sets and estimates the relationship between time series having unit roots as a cointegrating regression model having the following time variation coefficients.

Figure 112004025367595-pat00015
Figure 112004025367595-pat00015

여기서

Figure 112004025367595-pat00016
는 에너지 수요를 나타내며,
Figure 112004025367595-pat00017
는 에너지 수요를 설명하기 위한 설명변수로서의 경제변수이며 이 때
Figure 112004025367595-pat00018
는 정상시계열이 된다. 이와 같이 추 정된 공적분 모형은 에너지 수요와 다른 변수들 사이의 장기균형(longrun equilibrium) 관계를 나타낸다. here
Figure 112004025367595-pat00016
Represents energy demand,
Figure 112004025367595-pat00017
Is an economic variable as an explanatory variable for explaining energy demand.
Figure 112004025367595-pat00018
Becomes the normal time series. The estimated cointegration model represents a longrun equilibrium relationship between energy demand and other variables.

본 발명에서는 공적분 관계를 갖는 에너지 수요 시계열의 단기 동태적 관계를 함께 고려한 오차수정모형을 이용한다. In the present invention, an error correction model that takes into account the short-term dynamic relationship of the energy demand time series having the cointegration relationship is used.

Figure 112004025367595-pat00019
Figure 112004025367595-pat00019

본 발명에서는 에너지 수요와 경제 변수의 장기적으로 안정적인 관계를 공적분 관계로 모형화하고, 그들의 관계는 시간의 흐름에 따라 변하는 것을 반영하여 시간변동계수를 사용한다. 위의 공적분 모형에서

Figure 112004025367595-pat00020
가 이에 해당한다. 이는 긴 기간동안 분석하게 되는 경우 시간의 흐름에 따라 전력기술의 진보, 경제의 성장정도, 전력정책, 소비자 성향 변화 등으로 말미암아 탄력성이 변하는 것이 일반적이므로 이를 모형에 반영한 것이다. 탄력성의 변화를 반영하지 못하는 기존의 고정계수를 갖는 예측 모형In the present invention, the long-term stable relationship between energy demand and economic variables is modeled as a cointegration relationship, and their relationship is used to reflect the change over time. In the cointegration model above
Figure 112004025367595-pat00020
Is equivalent to this. This is reflected in the model as the elasticity changes due to the progress of power technology, economic growth, power policy, and consumer tendency over time when analyzed for a long period of time. Predictive Models with Existing Fixed Coefficients That Do Not Reflect Changes in Elasticity

Figure 112004025367595-pat00021
Figure 112004025367595-pat00021

의 경우 이를 탄력성의 변화를 반영할 수 없어 예측 정확도도 시간변동계수에 비해 떨어질 수 밖에 없다.In this case, this cannot reflect the change in elasticity, so the prediction accuracy is inferior to the time variation coefficient.

본 단계에서 장기 최대전력수요 및 단기 최대전력수요를 예측한다. 상기 장기 최대전력 수요량은 장기 비동시 변압기 최대 전력량, 장기 비동시 직거래 최대 전력량, 장기 동시 변압기 최대 전력량 및 장기 동시 직거래 최대 전력량을 포함하고, 상기 단기 최대전력 수요량은 단기 월별 변압기 최대 전력량, 단기 월별 직거래 최대 전력량, 단기 주별 변압기 최대 전력량 및 단기 주별 직거래 최대 전력량을 포함한다.In this step, we forecast long-term peak power demand and short-term peak power demand. The long-term maximum power demand includes the maximum long-term asynchronous transformer maximum power, the long-term non-simultaneous direct trade maximum power, the long-term simultaneous transformer maximum power and the long-term simultaneous direct trade maximum power, and the short-term maximum power demand is the short-term monthly transformer maximum power and short-term monthly direct trade. Includes maximum power, short-term weekly transformer maximum and short-term weekly direct power.

상기 장기 예측 모형은 크게 세 부분으로 구성되어 있다. 첫째는 지역별 비동시 최대전력 예측 모형이다. 이 모형은 지역별 비동시 최대전력과 전국 총 전력 판매량간의 장기 균형 관계를 분석하여 지역별 비동시 최대전력 예측치를 제시한다. 두번째는 단기 비동시 최대전력 예측과 장기 비동시 최대전력 예측을 통합하는 장단기 연계이다. 장단기 연계를 거쳐 산출된 비동시 최대전력 예측치는 단기 변동과 장기 추세를 모두 반영한 예측치로써 보다 정확한 예측력을 제공한다. 마지막으로 세 번째는 지역별 동시 최대전력 예측 모형이다. 이 모형은 전국의 동시 최대전력 예측치를 동시/비동시 비율을 이용하여 지역별 동시 최대전력 예측치로 변환한다.The long-term prediction model consists of three parts. The first is regional non-synchronous maximum power prediction model. This model analyzes the long-term equilibrium relationship between regional asynchronous maximum power and total national electricity sales, and provides regional asynchronous maximum power forecasts. The second is a short and long term link that integrates short-term asynchronous peak power forecasts with long-term asynchronous peak power forecasts. The asynchronous maximum power forecast, calculated through short and long term linkage, provides more accurate forecasting by reflecting both short-term fluctuations and long-term trends. Finally, the third is the regional simultaneous maximum power forecasting model. This model converts the nation's simultaneous peak power forecasts into regional peak peak power estimates using the simultaneous / non-simultaneous ratios.

상기 비동시 최대전력 중 비동시 변압기 최대전력 예측 모형은 지역별로 연별 변압기 최대 전력을 예측하는 것이 목표이다. 이를 예측하기 위해서 분기별 지역별 변압기 최대 전력, 분기별 전국 총 판매량, 그리고 분기별 더미변수를 이용한다.The asynchronous transformer peak power prediction model among the asynchronous peak powers aims to predict the annual maximum transformer power by region. To predict this, we use the quarterly regional transformer maximum power, quarterly national total sales, and quarterly dummy variables.

특히 상기 비동시 변압기 최대 전력은 주로 가정용 및 상업용 전력이 대부분이기 때문에 비동시 직거래 최대 전력에 비해 온도와 경제 상황에 큰 영향을 받는 다. 예를 들어, 외환 위기를 겪었던 지난 98년에는 대부분의 지역에서 비동시 변압기 최대전력이 감소하거나 증가율이 둔화되었다. 또한 많은 강수량으로 인해 여름철의 기온이 이례적으로 낮았던 지난 2003년에도 대부분 지역에서 비동시 변압기 최대전력의 증가율이 크게 둔화된 것으로 나타났다. 전술한 바와 같이 비동시 변압기 최대전력 예측 모형은 이와 같은 영향을 전국 총 판매량을 통해 모형에 반영한다.In particular, since the maximum power of the asynchronous transformer is mainly home and commercial power, the maximum power of the asynchronous transformer is significantly affected by temperature and economic conditions compared to the asynchronous direct power. In 1998, for example, during the financial crisis, the maximum power of asynchronous transformers decreased or slowed in most regions. In addition, in 2003, when the summer temperatures were unusually low due to heavy precipitation, the maximum rate of increase in the maximum power of asynchronous transformers was found to have slowed significantly in most regions. As described above, the asynchronous transformer peak power prediction model reflects this effect in the model through the national total sales volume.

지역별 비동시 변압기 최대전력 예측 모형은Regional asynchronous transformer maximum power prediction model

Figure 112004025367595-pat00022
Figure 112004025367595-pat00022

와 같은 공적분 모형으로 지역별 비동시 변압기 최대 전력과 전국 총 판매량 간의 장기 균형관계를 설정한다. 여기서

Figure 112004025367595-pat00023
는 지역별 비동시 최대전력을 나타내고
Figure 112004025367595-pat00024
는 전국 총 판매량을 나타낸다.
Figure 112004025367595-pat00025
는 분기별 더미이며
Figure 112004025367595-pat00026
로써 지역 구분을 나타내고,
Figure 112004025367595-pat00027
는 최대전력 시계열 상의 구조변화를 반영하기 위한 더미변수이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 서울 강남 변압기 최대전력의 탄력성 추이를 나타낸 도면이다.A cointegration model like this establishes a long-term equilibrium relationship between regional asynchronous transformer maximum power and gross national sales. here
Figure 112004025367595-pat00023
Represents the maximum asynchronous power by region.
Figure 112004025367595-pat00024
Represents the national total sales.
Figure 112004025367595-pat00025
Is a quarterly pile
Figure 112004025367595-pat00026
To represent regional divisions,
Figure 112004025367595-pat00027
Is a dummy variable to reflect the structural change on the maximum power time series. 8 is a diagram showing the elasticity trend of the maximum power of the Seoul Gangnam transformer according to an embodiment of the present invention.

비동시 직거래 최대전력 예측 모형은 지역별로 연별 직거래 최대 전력을 예측하는 것이 목표이다. 이를 예측하기 위해서 분기별 지역별 직거래 최대 전력, 분 기별 전국 총 판매량, 그리고 분기별 더미변수를 이용한다.The asynchronous direct power forecast model aims to predict annual direct peak power by region. To forecast this, we use the quarterly regional direct trading power, the quarterly national total sales volume, and the quarterly dummy variable.

비동시 직거래 최대 전력은 산업용 전력이 대부분이므로 온도보다는 그 지역 내의 산업 생산, 투자 등에 큰 영향을 받는다. 신규 투자나, 산업 동향 등은 직거래 예측에 있어 중요한 변수가 될 수 있지만, 그러한 변수들을 실제로 예측하는 것은 거의 불가능한 일이므로 지역마다 직거래 최대전력이 가지는 장기 추세를 중점적으로 분석한다.Since the maximum amount of non-simultaneous direct sales is mostly industrial power, it is more influenced by industrial production and investment in the area than by temperature. While new investments and industry trends can be important variables in predicting direct deals, it's almost impossible to predict those variables in practice, so we focus on analyzing the long-term trends of regional direct peak power.

상기 비동시 직거래 최대전력에 대한 예측모형은 상기 비동시 변압기 최대전력의 모형과 동일하다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 서울 강북 직거래 최대전력의 탄력성 추이를 나타낸 도면이다.The prediction model for the asynchronous direct power is the same as the model of the asynchronous transformer maximum power. 9 is a diagram showing the elasticity trend of the maximum power direct trading in Seoul Gangbuk according to an embodiment of the present invention.

장단기 연계를 위해서 본 발명은 장기 예측치와 단기 예측치를 일정한 비율로 가중 평균하는 방법을 사용한다. 여기에서 장기 예측치란 지역별 비동시 최대전력 예측 모형 중 비동시 변압기 최대전력 예측 모형이 제공하는 예측결과를 말하는 것이며, 단기 예측치란 앞으로 논할 단기 예측 모형 중 월별 변압기 비동시 최대전력 예측 모형으로부터 산출되는 연별 예측 결과를 말한다.In order to link the short and long term, the present invention uses a method of weighted averaging long-term and short-term predictions at a constant ratio. Here, the long-term forecast refers to the prediction results provided by the asynchronous transformer peak power prediction model among regional asynchronous peak power forecast models, and the short-term forecast is the annual calculation calculated from the monthly transformer asynchronous peak power prediction model among the short-term forecast models discussed in the future. Say the prediction result.

장기 예측치와 단기 예측치를 가중 평균하는 비율은 다음 표와 같다.The ratio of weighted average of long-term and short-term forecasts is shown in the following table.

연도year 단기예측결과Short-term Prediction Results 장기예측결과Long-term Prediction Results 2004년2004 100%100% 0%0% 2005년2005's 50%50% 50%50% 2006년2006's 0%0% 100%100%

한편 비동시 직거래 예측을 위해서는 비동시 직거래의 장기 예측치와 단기 예측치를 연계하지 않았다. 비동시 직거래의 경우 비동시 변압기과 달리 판매량과 기온의 영향 이외에 그 지역의 산업 생산, 경기 등에 큰 영향을 받으므로 단기적으로 매우 불규칙한 모습을 보인다. 또한, 직거래 수용가가 발생하면 단기간에 큰 수요가 발생하고, 반대로 수용가가 사라지면 수요가 소멸하므로 모형에서 가정하고 있는 단기 변동만으로 설명할 수 없는 부분이 매우 컸다. 따라서 단기 변동을 반영하고 있는 단기 예측치가 장기 추세를 나타내는 장기 예측치에 비해 보다 정확한 예측력을 가진다고 볼 수 없다. 결국, 비동시 직거래 최대전력을 위한 장기 예측치는 장기 예측 모형에서 산출되는 예측 결과만 제공하는 것이 더 합리적이라고 판단한다.On the other hand, we did not link short-term forecasts with long-term forecasts for non-simultaneous direct transactions. Unlike non-simultaneous transformers, non-simultaneous direct sales are very irregular in the short run because they are affected by industrial production and economic conditions in the region, in addition to sales volume and temperature. In addition, if there is a direct consumer price, there is a big demand in the short term. On the contrary, when the consumer disappears, the demand disappears, so the short-term fluctuation assumed in the model is very large. Therefore, short-term forecasts that reflect short-term changes do not have more accurate predictive power than long-term forecasts that represent long-term trends. As a result, it is more reasonable to provide long-term forecasts for asynchronous co-occurrence maximum power only with forecasts that are calculated from long-term forecasting models.

장단기 연계를 거치면 최종적인 지역별 비동시 변압기 및 직거래 최대전력 예측치를 얻게 된다. 이 예측치는 지역별 동시 최대전력 예측치를 얻는데 사용된다.Short- and long-term linkages yield final regional asynchronous transformers and direct power peak estimates. This estimate is used to obtain regional maximum peak power estimates.

비동시 최대전력 모형이 지역별로 각각 비동시 최대전력과 전국 총 판매량간의 관계를 분석한 이른바 Bottom-up 방식이라면, 동시 최대전력 모형은 전국 동시 최대전력 예측치를 각각의 지역별로 분배하는 이른바 Top-down 방식이다. 동시 최대전력 모형이 이와 같은 형태를 취하는 이유는, 첫째, 지역별 동시 최대전력이 연중 전국의 최대 수요가 가장 클 때의 지역별 전력 수요를 의미하므로 전국 예측을 지역별로 나누는 것이 합리적이기 때문이다. 둘째로, 지역별로 동시 최대전력의 예측 결과는 항상 비동시 최대전력 보다 작아야 하는데 지역별로 모형할 경우 이와 같은 제약 조건을 만족시키기 어렵다. 셋째, 연도별로 한번씩 발생하는 동시 최대 전력을 모형하기 위해서는 장기 데이터가 필요한데 반해, 가용한 데이터는 1994년부터 2003년의 10년 기간뿐이었다. 그러므로 동시 최대전력 예측 결과를 합리적인 방법으로 제시하기 위해서는 전국 동시 최대전력 예측 결과를 지역별로 나누되 비동시 최대전력 예측 결과보다 작은 값이 나오도록 동시/비동시 비율을 사용하는 것이 적당하다.If the asynchronous maximum power model is the so-called bottom-up method that analyzes the relationship between the asynchronous maximum power and the total national sales volume for each region, the simultaneous maximum power model distributes the national simultaneous maximum power forecast to each region. That's the way. The simultaneous maximum power model takes this form because, first, it is reasonable to divide the national forecast by region since regional simultaneous maximum power means regional power demand when the nation's maximum demand is highest throughout the year. Second, the results of the simultaneous maximum power prediction by region should always be smaller than the non-simultaneous maximum power, but it is difficult to meet such constraints when modeled by region. Third, long-term data are needed to model the simultaneous maximum power generated once per year, whereas the only available data was the 10-year period from 1994 to 2003. Therefore, in order to present the results of the simultaneous maximum power prediction in a reasonable way, it is appropriate to use the simultaneous / asynchronous ratio so that the national maximum power prediction results are divided by region but smaller than the asynchronous maximum power prediction result.

2004년부터 2017년까지 14년 동안의 27개 지역별 동시 최대전력 예측치를 제공하기 위해 동시 최대전력 예측 모형은 지역별 동시/비동시 비율을 이용하여 비동시 최대전력 예측치로부터 동시 최대전력 예측치를 산정한다. 동시/비동시 비율은 과거 실적치로부터 구하되 동시/비동시 비율이 안정화 되고 있는 최근 3년의 평균 동시/비동시 비율을 사용한다. 이와 같이 구한 동시/비동시 비율은 전국 동시 최대전력 예측치를 지역별 동시 최대전력 예측치로 분배하는데 사용한다. 구체적으로 동시 최대전력 예측치의 분배 비율은 비동시 최대전력 예측치의 점유비에 각 지역별 동시/비동시 비율을 곱하고 이 비율들의 합이 1이 되도록 재조정해 준 값이 된다.In order to provide 27 regional maximum peak power forecasts for 14 years from 2004 to 2017, the simultaneous peak power prediction model calculates simultaneous peak power forecasts from asynchronous peak power forecasts using regional simultaneous / asynchronous rates. Simultaneous / non-simultaneous ratios are derived from past performance but use the average three-year average concurrent / asynchronous ratios for which the simultaneous / asynchronous ratios have stabilized. The simultaneous / non-simultaneous ratios thus obtained are used to distribute the national maximum power forecasts to regional maximum power projections. Specifically, the distribution ratio of the simultaneous maximum power forecasts is the value obtained by multiplying the occupancy ratio of the non-simultaneous maximum power forecasts by the region's simultaneous / non-simultaneous ratios and resuming the sum of these ratios to 1.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 서울 강북 변압기 최대전력의 동시/비동시 비율을 나타낸 도면이다.10 is a view showing the simultaneous / asynchronous ratio of the Seoul Gangbuk transformer maximum power according to an embodiment of the present invention.

단기 최대전력은 월별 비동시 최대전력과 주별 비동시 최대전력을 예측한다.Short-term peak power forecasts monthly asynchronous peak power and weekly asynchronous peak power.

상기 월별 비동시 최대전력은 월별 예측 모형은 향후 24개월 동안의 월별 비 동시 최대전력의 예측치를 제공한다. 변전소별 월별 최대전력 자료를 기초로, 이를 27개 지역별로 각각 더하여 해당 지역의 월별 비동시 최대전력 자료를 생성하여 이용한다. 이러한 월별 최대전력 자료는 1998년부터 2003년까지 존재하며, 이를 바탕으로 예측치를 시산한다.The monthly asynchronous maximum power, the monthly prediction model provides a prediction of the monthly non-synchronous maximum power for the next 24 months. Based on the monthly maximum power data by substation, it is added to each of 27 regions to generate and use the monthly asynchronous maximum power data of the region. These monthly maximum power data exist from 1998 to 2003, and based on these estimates.

본 발명의 월별 예측 모형에서는 월별 최대전력을 표준화된 월별 판매량과 기온효과를 이용하여 예측한다. 표준화된 월별 판매량은 월별 판매량 예측치를 이용하여 산정된다. 이때 기초가 되는 월별 판매량의 실적치와 예측치는‘한국 전력 거래소 단기 전력수요예측 정보공개(2004.2)’의 자료 중 판매량 자료를 사용하는 것이 바람직하다. 기온효과는 기상청에서 발표하는 27개 지역의 한 시간별 기온 자료를 이용하여 기온 분포 함수와 기온 반응 함수를 추정한 뒤에 제 3장의 2절에서 설명한 과정에 따라 측정된다.In the monthly prediction model of the present invention, the maximum monthly power is predicted using the standardized monthly sales volume and the temperature effect. Standardized monthly sales volume is estimated using monthly sales forecasts. At this time, it is preferable to use the sales volume data from the data of the Korea Electric Power Exchange Short-Term Electricity Demand Forecast Information Disclosure (2004.2). The temperature effect is measured according to the process described in Section 2 of Chapter 3 after estimating the temperature distribution function and the temperature response function using hourly temperature data from 27 regions.

월별 최대전력 예측 모형은 표준화된 월별 판매량, 기온효과와 최대전력 사이의 공적분 관계를 추정하는 공적분 모형을 이용한다. 특히 시간의 흐름에 따라 이들의 관계가 변화할 것으로 보아 시간변동계수를 사용한다. 장기 균형 관계를 의미하는 공적분 관계를 추정한 뒤에 단기 동태적인 관계를 함께 고려한 오차 수정 모형을 이용하여 최종 예측치를 구한다.The monthly maximum power forecasting model uses a standardized integral model that estimates the relationship between the standardized monthly sales volume, the temperature effect and the maximum integral power. In particular, we use the coefficient of variation in time as their relationship will change over time. After estimating the cointegration relationship that represents the long-term equilibrium relationship, the final prediction is obtained by using an error correction model that takes into account the short-term dynamic relationship.

상기 월별 최대전력은 월별 변압기 최대전력과 월별 직거래 최대전력을 포함한다.The monthly maximum power includes a monthly transformer maximum power and monthly direct sales maximum power.

상기 월별 변압기 최대전력을 예측하기 위해서To predict the monthly transformer maximum power

Figure 112004025367595-pat00028
Figure 112004025367595-pat00028

와 같은 공적분 모형으로 정태적 균형 관계를 설정한다. 여기서

Figure 112004025367595-pat00029
는 각 지역의 월별 비동시 변압기 최대전력이고,
Figure 112004025367595-pat00030
는 지역별 총체적 비선형적 기온효과를 나타내며,
Figure 112004025367595-pat00031
는 표준화된 월별 판매량을 나타내는 변수이다.
Figure 112004025367595-pat00032
은 예측의 대상이 되는 각 지역을 나타낸다. 특히 일부 지역의 경우, 이 모형의 균형관계가 시간에 따라서 변하는 것으로 보아
Figure 112004025367595-pat00033
의 계수
Figure 112004025367595-pat00034
를 시간변동계수로 설정한다.
Figure 112004025367595-pat00035
는 최대전력의 판매량에 대한 탄력성을 의미하므로, 시간에 따라서 탄력성이 변하는 것을 모형화한 것으로 볼 수 있다.We set up a static equilibrium relationship with a cointegration model such as here
Figure 112004025367595-pat00029
Is the maximum power of monthly asynchronous transformers in each region,
Figure 112004025367595-pat00030
Represents the total nonlinear temperature effect by region,
Figure 112004025367595-pat00031
Is a variable representing standardized monthly sales volume.
Figure 112004025367595-pat00032
Represents each region to be predicted. Especially in some regions, the equilibrium of this model changes over time.
Figure 112004025367595-pat00033
Coefficient of
Figure 112004025367595-pat00034
Is set as the time variation coefficient.
Figure 112004025367595-pat00035
Since the elasticity of the maximum power sales volume, it can be seen that the elasticity changes over time modeled.

지역별 월별 직거래 최대전력은 그 특성에 있어 지역마다 큰 편차를 보인다. 특히 월별 변압기 최대전력과는 달리 특별한 계절성이 발견되지 않는 지역이 많고, 최대전력이 시간의 흐름에 따라 감소하는 지역도 발견된다. 이러한 현상은 소수의 직거래 수용가의 수요 패턴에 직접적으로 영향을 받는 직거래 최대전력의 특성에서 기인하는 것으로 보인다. 특히 신규 수용가의 신설이나 수용가 내부의 자체 발전에 의한 수요변화 등이 직거래 최대전력을 심하게 변하게 하는 요인들이다.The regional monthly maximum direct sales power varies greatly from region to region. In particular, unlike monthly transformer peak power, there are many areas where no special seasonality is found, and there are also areas where the peak power decreases with time. This phenomenon appears to be attributable to the characteristics of peak direct power, which is directly affected by the demand pattern of a small number of direct customers. In particular, the creation of new customers or changes in demand caused by internal development of customers are factors that significantly change the maximum power of direct trading.

이러한 이유로 인해 월별 직거래 최대전력의 경우, 변압기 최대전력 모형에 서처럼 모든 지역에 걸쳐 기온효과와 표준화된 월별 판매량을 사용하여 예측하는 것은 합리적이지 못하다. 오히려 각 지역의 특성에 맞는 변수를 모형에 선택적으로 반영함으로써 예측력의 제고가 가능하다.For this reason, it is not reasonable to predict monthly direct peak power using temperature effects and standardized monthly sales across all regions, as in the transformer peak power model. Rather, it is possible to enhance the predictive power by selectively reflecting variables suitable to the characteristics of each region in the model.

본 발명의 26개 지역의 월별 직거래 최대전력 예측 모형은 기온효과에 영향을 받는 지역과 그렇지 않은 지역으로 나누며, 직거래 수용가의 신설이나 폐지 또는 직거래 수용가 내부의 자체 발전으로 인해 해당 지역의 직거래 최대전력이 급격하게 변화하는 지역과 그렇지 않은 지역으로 나눈다. 또한 서울강북이나 경기북서 지역과 같이 직거래 최대전력의 값이 작고 변동이 심한 지역은 따로 모형화하여 예측치를 시산한다.The monthly direct trade maximum power prediction model of 26 regions of the present invention is divided into regions affected by the temperature effect and regions not affected by the temperature effect. Divide into rapidly changing areas and areas that do not. In addition, regions with small and fluctuating direct trading power, such as the Seoul Gangbuk or Gyeonggi Northwest regions, are modeled separately to estimate the forecasts.

상기 주별 예측 모형은 향후 104주 동안의 주별 비동시 최대전력의 예측치를 제공한다. 주별 비동시 최대전력의 실적치는 각 변전소의 일별 최대전력 자료로부터 얻는다. 일별 최대전력 자료로부터 주별 최대를 구하고, 이를 해당 지역 내의 모든 변전소에 대해 더하면 지역별로 주별 비동시 최대전력을 자료를 생성할 수 있다.The weekly forecast model provides a forecast of weekly asynchronous maximum power for the next 104 weeks. Performance of the weekly asynchronous maximum power is obtained from the daily maximum power data of each substation. If we obtain the weekly maximum from the daily maximum power data and add it to all substations in the area, we can generate the data for the weekly asynchronous maximum power for each region.

월별 자료가 1998년에서부터 2003년까지 존재함에 비해, 현재 사용 가능한 일별 자료는 1999년부터 2002년까지이다. 또한 자료의 결손이 심하고 과대값을 갖는 자료가 많이 발견되는 등의 문제점도 발견된다. 이러한 일별 자료를 바탕으로 월별 최대전력 자료를 생성하여 월별 최대전력 예측 모형에서 사용하는 자료와 비교한 결과, 두 자료 사이에는 큰 차이가 발생한다. 이와 같이 자료의 신뢰성이 현 저히 떨어지는 것이 주별 최대전력 예측 모형의 가장 큰 난점이다.While monthly data existed from 1998 to 2003, currently available daily data are from 1999 to 2002. There are also problems such as severe data deficiency and many data with excessive values. Based on these daily data, the monthly maximum power data is generated and compared with the data used in the monthly maximum power prediction model. As a result, there is a big difference between the two data. The extremely low reliability of the data is the biggest difficulty of the weekly maximum power forecasting model.

월별 최대전력 자료와 주별 최대전력 자료 가운데 더 신뢰성 있는 자료는 월별 최대전력 자료이다. 따라서 일별 최대전력 자료에서 생성한 월별 최대전력이 기존의 월별 최대전력 자료의 값과 일치하도록 수정하는 방식을 택하여 자료를 생성한다. The more reliable of the monthly maximum power data and the weekly maximum power data is the monthly maximum power data. Therefore, the monthly maximum power generated from the daily maximum power data is modified to match the value of the existing monthly maximum power data.

본 발명의 주별 예측 모형에서는 주별 최대전력을 표준화된 주별 판매량, 기온효과와 명절, 하계휴가와 같은 특수일의 효과를 이용하여 예측한다. 표준화된 주별 판매량은 월별 판매량 예측치를 이용하여 제 3장의 3절에서 설명한 과정에 따라 산정되며, 기온효과는 기상청에서 발표하는 27개 지역의 한 시간별 기온자료를 이용하여 기온 분포 함수와 기온 반응 함수를 추정한 뒤에 측정된다. 명절 효과와 하계휴가 효과는 각각 설과 추석이 속해 있는 주와 하계 집중휴가 기간에 주별 최대전력이 작게 나타나는 현상을 설명하기 위해서 추가한 것이다.In the weekly prediction model of the present invention, the weekly maximum power is predicted using standardized weekly sales volume, temperature effects, and special days such as holidays and summer holidays. The standardized weekly sales volume is calculated using the monthly sales forecasts according to the process described in Section 3 of Chapter 3, and the temperature effect is calculated using the temperature distribution function and the temperature response function using hourly temperature data from 27 regions. It is measured after estimation. The holiday effect and summer vacation effect were added to explain the phenomenon that the maximum power of each week is small during the week and summer intensive vacation periods where New Year and Chuseok belong.

본 발명의 주별 예측 모형은 표준화된 주별 판매량, 기온효과, 하계휴가, 명절 등과 같은 특수일 효과와 전력수요 사이의 공적분 관계를 추정하는 공적분 모형을 이용한다. 장기 균형 관계를 의미하는 공적분 관계를 추정한 뒤에 단기 동태적인 관계를 함께 고려한 오차 수정 모형을 이용하여 최종 예측치를 구한다.The weekly prediction model of the present invention uses a cointegration model for estimating the cointegration relationship between power demand and special day effects such as standardized weekly sales volume, temperature effects, summer holidays, and holidays. After estimating the cointegration relationship that represents the long-term equilibrium relationship, the final prediction is obtained by using an error correction model that takes into account the short-term dynamic relationship.

상기 주별 모형 가운데 변압기 최대전력은 모든 지역에 걸쳐서 증가하는 추세를 보이며, 뚜렷한 계절성을 보이는 것으로 나타난다. 이와 함께 명절이나 하계휴가가 속해 있는 주의 최대전력이 감소하는 현상을 보인다. 이를 모형에 반영하기 위해서 주별 변압기 최대전력 예측 모형에서는 표준화된 주별 판매량, 기온효과와 하계휴가, 명절 효과를 이용한다.Among the weekly models, the transformer maximum power tends to increase across all regions, with distinct seasonality. In addition, the maximum power of the state where the holiday or summer vacation belongs is decreasing. To reflect this in the model, the weekly transformer peak power prediction model uses standardized weekly sales volume, temperature effects, summer vacation, and holiday effects.

특히 명절 효과는 명절 당일이 화요일이거나 수요일인 경우와 그 이외인 경우로 나누어서 분석한다. 공식적으로 정하는 명절 휴일일수와 상관없이 명절 효과는 명절 당일을 중심으로 명절 이전 이틀과 명절 이후 사흘 동안에 걸러서 나타나므로 명절 당일이 화요일이나 수요일인 경우에는 명절로 인해 최대전력이 감소하는 일이 그 주 전체에 걸쳐서 발생하며, 따라서 그 중의 최대 전력은 크게 떨어진다. 반면에 명절 당일이 화요일이나 수요일 이외의 날인 경우에는 명절효과가 두 주에 나뉘어져서 나타나게 되므로 최대전력이 감소하는 폭은 상대적으로 작게 나타난다.In particular, the holiday effect is analyzed by dividing the day of the holiday on Tuesday or Wednesday and other cases. Irrespective of the officially determined holiday days, the holiday effect appears every two days before the holiday and three days after the holiday. Over and therefore the maximum power among them drops significantly. On the other hand, if the holiday day is other than Tuesday or Wednesday, the holiday effect is divided into two weeks, so the maximum power decrease is relatively small.

27개 지역의 주별 변압기 최대전력을 예측하기 위해서To estimate the weekly transformer maximum power in 27 regions

Figure 112004025367595-pat00036
Figure 112004025367595-pat00036

와 같은 공적분 모형으로 정태적 장기 균형 관계를 설정한다. 여기서

Figure 112004025367595-pat00037
은 예측 대상이 되는 각 지역을 나타낸다.
Figure 112004025367595-pat00038
는 각 지역의 주별 변압기 최대전력이고,
Figure 112004025367595-pat00039
는 표준화된 주별 판매량이다.
Figure 112004025367595-pat00040
Figure 112004025367595-pat00041
는 명절 효과를 나타내는 변수이며, 각각 명절 당일이 화요일이거나 수요일일 때와 그 이외의 날일 때의 변수이다.
Figure 112004025367595-pat00042
는 하계휴가 더미변수이다. 일부 지역의 경우, 이 모형의 균형 관계가 시간에 따라서 변하는 것으로 보아
Figure 112004025367595-pat00043
의 계수
Figure 112004025367595-pat00044
를 시간변동계수로 설정한다.We establish a static long-term equilibrium relationship with a cointegration model such as here
Figure 112004025367595-pat00037
Represents each region to be predicted.
Figure 112004025367595-pat00038
Is the maximum power of the state transformer in each region,
Figure 112004025367595-pat00039
Is the standardized weekly sales volume.
Figure 112004025367595-pat00040
Wow
Figure 112004025367595-pat00041
Are variables representing the holiday effect, respectively, when the holiday day is on Tuesday or Wednesday and on other days.
Figure 112004025367595-pat00042
Is a summer vacation dummy variable. For some regions, the balance of this model changes over time.
Figure 112004025367595-pat00043
Coefficient of
Figure 112004025367595-pat00044
Is set as the time variation coefficient.

주별 직거래 최대전력은 월별 직거래 최대전력과 마찬가지로 지역마다 그 특성이 크게 다르다. 이것은 소수의 수용가에 의해 최대전력이 결정되어지는 직거래의 수요 특성으로부터 기인한다. 따라서 주별 직거래 최대전력 예측 모형은 월별 직거래 예측모형에서처럼 각 지역의 특성에 맞는 변수를 모형에 선택적으로 반영하여 예측하는 것이 합리적이다.The maximum weekly direct power, as with the monthly direct direct power, varies significantly from region to region. This is due to the demand characteristics of direct deals, where the maximum power is determined by a few consumers. Therefore, it is reasonable to forecast the weekly direct trading maximum power forecasting model by selectively reflecting variables suitable for the characteristics of each region in the model as in the monthly direct trading forecasting model.

단계 107은 예측력을 사전에 확인할 수 있는 표본 외 예측 과정이다. Step 107 is an out-of-sample prediction process that can confirm the predictive power in advance.

예를 들어, 2003년 12월까지의 자료를 토대로 2004년의 월별 전력수요를 예측하고자 하는 경우, 2003년 6월까지만의 자료를 토대로 2003년 7월부터 12월의 전력수요 예측치를 공적분 모형과 오차수정모형을 통하여 구하고 이를 전력수요의 실적치와 비교하여 예측의 정확도를 사전에 확인하는 단계이다. 장기적인 균형관계를 나타내는 공적분 모형과 단기의 동태적인 관계를 나타내는 오차수정 모형을 이용하여 미리 예측력에 대한 확인을 실시할 수 있다. For example, if you want to forecast the monthly power demand in 2004 based on the data from December 2003, you can estimate the power demand forecast from July 2003 to December based on the data from June 2003 only. It is a step to confirm the accuracy of the forecast in advance by obtaining the revised model and comparing it with the performance value of the electric power demand. The predictive power can be confirmed in advance by using the cointegration model showing the long-term equilibrium relationship and the error correction model showing the dynamic relationship of the short-term.

비동시 최대전력 예측 모형은 전국 총 판매량 자료와 분기별 더미를 이용하여 지역별 비동시 최대전력을 예측한다. 특히 본 발명은 전국 총 판매량에 대한 지역별 비동시 최대전력의 탄력성을 추정하기 위해 시간변동 계수를 가지는 공적분 모형을 가정한다. 이에 반해 기존의 전력 수요 예측 모형은 다중 회귀 모형을 이용한다. 공적분 모형을 통한 예측력의 제고 효과를 입증하기 위해서 비동시 최대전력 예측 모형에서 나온 표본외 예측치의 평균 오차율과 다중 회귀 모형에서 나온 표본외 예측치의 평균 오차율을 비교한다.The asynchronous maximum power forecast model predicts regional asynchronous maximum power using the national total sales data and quarterly dummy. In particular, the present invention assumes a cointegration model having a time variation coefficient in order to estimate the elasticity of asynchronous maximum power for each region for the total national sales. In contrast, existing power demand forecasting models use multiple regression models. To demonstrate the effect of improving the predictive power through the cointegration model, the mean error rate of the out-of-sample predictions from the asynchronous maximum power prediction model is compared with the mean error rate of the out-of-sample predictions from the multiple regression model.

예측력 비교를 위해 이용한 다중 회귀 모형은The multiple regression model used to compare the predictive power

Figure 112004025367595-pat00045
Figure 112004025367595-pat00045

와 같이 표현된다. 여기서

Figure 112004025367595-pat00046
는 전국 총 전력 판매량이며
Figure 112004025367595-pat00047
는 분기별 더미이다. 이 모형은 비동시 최대전력 예측 모형이 사용하는 설명 변수를 그대로 사용하되 단위근 시계열임을 감안하여 각 변수를 차분하여 사용한다. 파라미터의 추정을 위해서는 최소 자승 추정법 (OLS:Ordinary Least Squares)을 사용한다.It is expressed as here
Figure 112004025367595-pat00046
Is the national total electricity sales
Figure 112004025367595-pat00047
Is a quarterly pile. In this model, the explanatory variables used by the asynchronous maximum power prediction model are used as they are, but each variable is differentially used in consideration of the unit root time series. To estimate the parameters, least squares estimation (OLS) is used.

비동시 변압기 최대전력 예측 모형의 예측력을 평가하기 위해서 1991년 1분기부터 2003년 4분기까지의 자료 중에서 1991년 1분기부터 2001년 4분기까지의 자료로 모형을 추정한 뒤에 2002년 1분기부터 2015년 4분기까지 예측하고 2002년, 2003년에 대한 평균 예측 오차율을 비교한다.To evaluate the predictive power of the asynchronous transformer peak power prediction model, the model was estimated from the first quarter of 1991 to the fourth quarter of 2001 from the first quarter of 1991 to the fourth quarter of 2003, and then the first quarter of 2015 to 2015. Forecast by the fourth quarter of year and compare the average forecast error rates for 2002 and 2003.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 서울 강북 지역의 공적분 모형이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 서울 강북 지역의 다중 회귀 모형이다.FIG. 11 is a cointegration model of the Seoul Gangbuk area according to an embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a multiple regression model of the Seoul Gangbuk area according to an embodiment of the present invention.

비동시 직거래 최대전력 예측 모형의 예측력을 평가하기 위해서 1991년 1분 기부터 2003년 4분기까지의 자료 중에서 1991년 1분기부터 2001년 4분기까지의 자료로 모형을 추정한 뒤에 2002년 1분기부터 2015년 4분기까지 예측하고 2002년, 2003년에 대한 평균 예측 오차율을 비교한다.In order to evaluate the predictive power of the Asynchronous Direct Selling Power Prediction Model, the model was estimated from the first quarter of 1991 to the fourth quarter of 2001 from the first quarter of 1991 to the fourth quarter of 2003. Forecast by the fourth quarter of 2015 and compare the average forecast error rates for 2002 and 2003.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 직거래 서울 강북 지역의 공적분 모형이고, 도 14는 직거래 서울 강북 지역의 다중 회귀 모형이다.FIG. 13 is a cointegration model of a direct trade Seoul Gangbuk region according to an embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a multiple regression model of a direct trade Seoul Gangbuk region.

동시 최대전력 예측 모형의 예측력을 검증하기 위해서 장단기 연계를 통해 산정한 비동시 최대전력 예측치를 동시 최대전력 예측치로 변환한다.In order to verify the predictive power of the simultaneous maximum power prediction model, the asynchronous maximum power prediction value calculated through short and long term linkage is converted into the simultaneous maximum power prediction value.

비동시 변압기 최대전력 예측치를 동시 변압기 최대전력 예측치로 변환하기 위해서는 2001년의 동시/비동시 비율을 이용한다. 동시/비동시 비율을 계산하기 위해 2001년의 자료만 사용한 이유는, 1999년 이후 일부 지역이 심야 전력의 증가로 인해 동시/비동시 비율이 급변했기 때문이다. To convert the asynchronous transformer peak power estimates to the simultaneous transformer peak power estimates, use the 2001 simultaneous / asynchronous ratio. The reason for using only 2001 data to calculate the concurrent / asynchronous ratios is that since 1999, some regions have experienced rapid changes in the simultaneous / asynchronous ratios due to the increase in midnight power.

동시 직거래 최대전력을 예측할 때에는 동시 변압기 최대전력을 예측할 때와는 달리 1999년부터의 동시/비동시 평균 비율을 이용한다. 이것은 직거래 최대전력의 동시/비동시 비율이 변압기 최대전력의 그것과는 상이한 모습을 보이기 때문이다.When estimating the simultaneous direct peak power, the simultaneous / asynchronous average ratio since 1999 is used, unlike when estimating the simultaneous transformer maximum power. This is because the simultaneous / asynchronous ratio of direct power peaks is different from that of transformer maximum power.

동시 최대전력이 발생하는 시점은 일반적으로 7월 혹은 8월의 여름철이지만, 직거래의 비동시 최대전력이 발생하는 시점은 직거래 수용가의 생산 활동 및 지역 경제 여건 등에 따라 매우 상이하다. 따라서 지역별로 동시/비동시 비율을 살펴보면 평균적인 동시/비동시 비율 및 그 변화의 패턴이 일정하지 않음을 발견할 수 있 다.The timing of simultaneous peak power generation is generally in the summer of July or August, but the timing of non-simultaneous peak power of direct deals is very different depending on the production activity of local direct customers and local economic conditions. Thus, if we look at the concurrent / asynchronous ratios by region, we find that the average concurrent / asynchronous ratio and the pattern of change are not constant.

본 발명에서의 단기 예측 모형은 전력시계열의 장기 균형관계를 공적분 모형으로 설정하고, 장기 균형관계와 함께 단기 동태적 관계를 모형화하기 위해 공적분 및 오차수정모형을 이용한다. 이에 반해 기존의 최대전력 예측 모형은 자기 회귀 모형(autoregressive model)이나 동적 회귀 모형(dynamic regression model)을 이용한다. 공적분 및 오차 수정모형을 통한 예측력의 제고 효과를 입증하기 위해서 본 발명의 단기 예측 모형에서 나온 표본 외 예측치의 평균 오차율과 자기 회귀 모형과 동적 회귀 모형에서 나온 표본 외 예측치의 평균 오차율을 비교한다.In the present invention, the short-term prediction model sets the long-term balance relationship of the power time series as the cointegration model, and uses the cointegration and error correction model to model the short-term dynamic relationship with the long-term balance relationship. In contrast, the existing maximum power prediction model uses an autoregressive model or a dynamic regression model. To demonstrate the effect of improving the predictive power through the cointegration and error correction model, the average error rate of the out-of-sample predictions from the short-term prediction model of the present invention is compared with the mean error rate of the out-of-sample predictions from the autoregressive and dynamic regression models.

예측력 비교를 위해 이용된 자기 회귀 모형은The autoregressive model used to compare predictive power

Figure 112004025367595-pat00048
Figure 112004025367595-pat00048

와 같이 표현된다. 이 모형은 시점 t의 최대전력

Figure 112004025367595-pat00049
를 설명하기 위해서 최대전력의 시차변수
Figure 112004025367595-pat00050
를 이용하여 회귀 분석하는 모형이므로, 자기 회귀 모형이라고 부르며 시차변수의 차수인 p를 이용하여 AR(p)라고 표현한다.It is expressed as This model is the maximum power at time t
Figure 112004025367595-pat00049
Parallax variable of maximum power to explain
Figure 112004025367595-pat00050
Since it is a model for regression analysis using, it is called autoregressive model and is expressed as AR (p) using p, which is the order of parallax variables.

동적 회귀 모형은Dynamic regression model

Figure 112004025367595-pat00051
Figure 112004025367595-pat00051

와 같이 표현된다. 이 모형은 시점 t의 최대전력

Figure 112004025367595-pat00052
를 설명하기 위해서 최대전력 의 시차변수
Figure 112004025367595-pat00053
뿐만 아니라 t시점의 설명 변수
Figure 112004025367595-pat00054
를 이용하여 회귀 분석하는 모형이다. 여기서 설명 변수
Figure 112004025367595-pat00055
는 본 발명의 예측 모형에서 사용하는 변수를 그대로 사용하고 시차변수의 차수 p는 자기 회귀 모형의 p을 이용한다.It is expressed as This model is the maximum power at time t
Figure 112004025367595-pat00052
Parallax variable of maximum power to explain
Figure 112004025367595-pat00053
As well as the explanatory variable at time t
Figure 112004025367595-pat00054
Regression analysis model using. Description variable here
Figure 112004025367595-pat00055
Denotes the variable used in the predictive model of the present invention as it is, and the order p of the parallax variable uses the p of the autoregressive model.

월별 비동시 변압기 최대전력 예측 모형의 예측력을 검증하기 위해서 1998년 1월부터 2003년 12월까지의 자료를 이용한다. 이 자료 중에서 1998년 1월부터 2002년 12월까지의 자료로 모형을 추정한 뒤에, 2003년 1월부터 12개월간의 월별 변압기 최대전력을 예측하고 예측 오차율을 비교한다.Data from January 1998 to December 2003 are used to verify the predictive power of the monthly asynchronous transformer peak power prediction model. After estimating the model from January 1998 to December 2002, the model predicts the monthly maximum power of the transformer for 12 months from January 2003 and compares the predicted error rate.

본 발명이 공적분 및 오차 수정 모형을 이용함으로써 얻는 예측력 제고 효과를 측정하기 위해서, 공적분 및 오차수정모형에서 얻은 예측치의 평균 오차율과 자기 회귀 모형과 동적 회귀 모형에서 얻은 예측치의 평균 오차율을 비교한다. 여기서 시차변수의 차수 는 AIC(Akaike Information Criterion)에 의하여 13으로 한다.In order to measure the effect of improving the predictive power obtained by using the cointegrating and error correcting models, the mean error rate of the predicted values obtained from the cointegrated and error correcting models is compared with the mean error rate of the predicted values obtained from the autoregressive and dynamic regression models. The order of parallax is set to 13 by AIC (Akaike Information Criterion).

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 서울 강북지역의 월별 변압기 최대전력 예측력 비교 모형이다.FIG. 15 is a comparison model of monthly transformer maximum power predictive power in Gangbuk, Seoul, according to an embodiment of the present invention. FIG.

월별 비동시 직거래 최대전력 예측 모형의 예측력을 검증하기 위해서 1998년 1월부터 2003년 12월까지의 자료를 이용한다. 이 자료 중에서 1998년 1월부터 2002년 12월까지의 자료로 모형을 추정한 뒤에, 2003년 1월부터 12개월간의 월별 직거래 최대전력을 예측하고 예측 오차율을 비교한다. The data from January 1998 to December 2003 are used to verify the predictive power of the monthly asynchronous direct power forecast model. After estimating the model from January 1998 to December 2002, we estimate the monthly direct sales peak power for 12 months from January 2003 and compare the predicted error rate.

공적분 및 오차 수정 모형을 이용함으로써 얻는 예측력 제고 효과를 측정하 기 위해서, 공적분 및 오차수정모형에서 얻은 예측치의 평균 오차율과 자기 회귀 모형과 동적 회귀 모형에서 얻은 예측치의 평균 오차율을 비교한다. 여기서 시차변수의 차수, 는 변압기에서와 마찬가지로 13으로 한다.To measure the effect of improving the predictive power by using the cointegration and error correction model, the mean error rate of the predictions obtained from the cointegration and error correction model is compared with the mean error rate of the predictions obtained from the autoregressive and dynamic regression models. Here, the order of the parallax variable is 13 as in the transformer.

주별 비동시 변압기 최대전력 예측 모형의 예측력을 검증하기 위해서 1999년 1월 첫째 주부터 2002년 12월 넷째주까지의 자료를 이용한다. 이 자료 중에서 1999년 1월 첫째 주부터 2002년 5월 넷째 주까지의 자료로 모형을 추정한 뒤에, 2002년 6월 첫째 주부터 31주간의 주별 변압기 최대전력을 예측하고 예측 오차율을 산정한다. Data from the first week of January 1999 to the fourth week of December 2002 are used to verify the predictive power of the weekly asynchronous transformer peak power prediction model. After estimating the model from the first week of January 1999 to the fourth week of May 2002, we estimate the maximum transformer weekly power from the first week of June 2002 to 31 weeks and calculate the prediction error rate.

주별 비동시 직거래 최대전력 예측 모형의 예측력을 검증하기 위해서 1999년 1월 첫째 주부터 2002년 12월 넷째 주까지의 자료를 이용한다. 이 자료 중에서 1999년 1월 첫째 주부터 2002년 5월 넷째 주까지의 자료로 모형을 추정한 뒤에, 2002년 6월 첫째 주부터 31주간의 주별 직거래 최대전력을 예측하고 예측 오차율을 산정한다.Data from the first week of January 1999 to the fourth week of December 2002 are used to verify the predictive power of the weekly non-concurrent direct-current peak power forecasting model. After estimating the model from the first week of January 1999 to the fourth week of May 2002, we estimate the maximum weekly direct power for the first week of June 2002 and 31 weeks and calculate the forecast error rate.

단계 108은 공적분 모형과 오차수정모형을 이용하여 예측을 실시하는 단계이다. 앞서 소개한 공적분 모형과 오차수정모형을 이용하여 실적치를 토대로 장기균형관계과 단기동태 관계를 추정하고 이를 토대로 미래의 전력수요를 예측하는 단계이다. 이 때, 기온효과의 경우, 지금까지의 기온 데이터를 바탕으로 평균 기온효과를 추정하여 설명변수로 사용하게 된다.In step 108, prediction is performed using a cointegration model and an error correction model. It is a step of estimating long-term equilibrium and short-term dynamic relations based on the results using the cointegration model and error correction model introduced above, and predicting future electric power demand. In this case, in the case of the temperature effect, the average temperature effect is estimated based on the temperature data so far and used as an explanatory variable.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 장기 전력 판매량 예측 결과이고, 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 장기 최대전력 예측 결과이며, 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 서울 강북 비동시 변압기 최대전력 예측결과이고, 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 월별 비동시 변압기 최대전력 예측결과이며, 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 서울 강북지역의 주별 변압기 최대전력 예측 결과이다.FIG. 16 is a long-term power sales forecast result according to an embodiment of the present invention, FIG. 17 is a long-term maximum power prediction result according to an embodiment of the present invention, and FIG. 18 is a Seoul Gangbuk ratio according to an embodiment of the present invention. Simultaneous transformer maximum power prediction result, Figure 19 is a monthly non-synchronous transformer maximum power prediction result according to an embodiment of the present invention, Figure 20 is the weekly transformer maximum power prediction result of the Gangbuk area of Seoul according to an embodiment of the present invention to be.

도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 수요예측 전체 시스템 구성도이다.21 is a block diagram showing the overall demand forecasting system according to an embodiment of the present invention.

상기 실시예에서, 수요예측 전체 시스템은 실적치 및 데이터를 저장하는 서버, 수요예측에 필요한 각종 데이터를 저장하고 수요예측에 필요한 준비단계를 행하는 서버, 상기 데이터를 이용하여 수요예측을 실시하는 클라이언트 및 상기 수요예측결과를 전송 받는 관련업체서버를 포함한다.In the above embodiment, the overall demand forecasting system includes a server for storing performance values and data, a server for storing various data required for demand forecasting and performing a preparation step necessary for demand forecasting, a client for performing demand forecasting using the data, and the Includes the vendor's server that receives the demand forecast results.

상기 실시예는, 클라이언트에서 각종 서버로부터 수요예측에 필요한 각종 데이터를 전송 받아 수요예측 후 관련업체서버에 전송하는 시스템을 개략적으로 나타낸 것이다.The above embodiment schematically illustrates a system in which a client receives various data necessary for demand forecast from various servers and transmits the data to a related company server after the demand forecast.

도 21을 참조하면, 상기 수요예측에 필요한 각종 데이터를 저장하고 수요예측에 필요한 준비단계를 행하는 서버는 도 22에서 도시된 바와 같이 수요예측에 필요한 엔진을 탑재한다. Referring to FIG. 21, a server storing various data necessary for the demand forecast and performing a preparation step necessary for the demand forecast includes a engine required for the demand forecast as shown in FIG. 22.

상기 엔진에는 라이브러리부, 모듈부, 데이터메니저 및 산술부를 포함한다. 상기 라이브러리는 이미 상술한바 있는 공적분 라이브러리, 오차수정 라이브러리를 포함하고, 상기 모듈부는 기온분포함수모듈, 기온반응함수모듈, 기온효과모듈, 시간변동계수모듈을 포함하며, 상기 산술부는 산술논리장치와 계산논리장치를 포함한 다.The engine includes a library unit, a module unit, a data manager and an arithmetic unit. The library includes the co-integration library and the error correction library described above, and the module unit includes a temperature distribution function module, a temperature response function module, a temperature effect module, and a time variation coefficient module. Contains logic

상기 수요예측에 필요한 각종 데이터를 저장하고 수요예측에 필요한 준비단계를 행하는 서버는 상기 수요예측 전체 시스템은 실적치 및 데이터를 저장하는 서버에서 수년전의 전력소비량 및 이와 관련된 데이터를 전송 받아 이를 이용하여 전력예측에 필요한 각종 함수 및 이에 필요한 예비동작을 한다. 즉, 공적분 라이브러리와 오차수정 라이브러리를 이용하여 기온분포함수와 기온반응함수, 기온효과 및 시간변동계수와 관련된 함수를 미리 세팅하고 상기 데이터베이스 메니저는 상기 라이브러리와 상기 산술부의 산술논리장치와 계산논리장치를 이용하여 연동된다.The server for storing the various data necessary for the demand forecast and performing the preparation steps required for the demand forecast, the entire demand forecast system receives power consumption and related data from several years ago from the server storing the performance value and data Various functions necessary for prediction and preliminary operations necessary for it are performed. That is, the function of temperature distribution function, temperature response function, temperature effect, and time variation coefficient is preset using the cointegrating library and the error correction library, and the database manager uses the arithmetic logic device and the calculation logic device of the library and the arithmetic unit. It is linked with.

상기 클라이언트는 상기 수요예측에 필요한 각종 데이터를 저장하고 수요예측에 필요한 준비단계를 행하는 서버에서 각종 준비된 함수 및 데이터를 전송 받고 추가적인 데이터를 입력하여 수요예측을 실시한다. 상기 추가적인 자료에는 기상청 기온자료, 각국 경제 및 전력, 가스자료 등이 포함되는 것이 바람직하다.The client receives various prepared functions and data from a server that stores various data necessary for the demand forecast and performs a preparation step required for the demand forecast, and inputs additional data to perform the demand forecast. The additional data is preferably included in the meteorological office temperature data, national economy and power, gas data.

상기 클라이언트에 의해 도출된 수요예측결과는 상기 관련업체서버와 상기 실적치 및 데이터서버로 전송된다.The demand prediction result derived by the client is transmitted to the related company server, the performance value and the data server.

상기 관련업체서버는 전력을 생산하는 업체가 되는 것이 바람직하다. 상기 수요예측결과를 전송 받은 관련업체는 이를 전력생산의 기초자료로 이용하게 된다.The related company server is preferably a company that produces power. Relevant companies that receive the demand forecast results use it as basic data for power generation.

상기 수요예측결과를 전송받은 실적치 및 데이터서버는 이미 상술한 바와 같이 예측하고자 하는 현재시간보다 몇년전의 수요예측을 행한 후 그 결과를 실적치와 비교한다. 상기 비교결과는 오차수정에 이용된다. 즉, 현재가 2004년이라고 가정하면 2000년까지의 실적치와 데이터를 이용하여 2001년~2003년의 전력수요량을 예측한 후 실제 2001년~2003년까지 소비된 전력량과 비교를 하여 오차를 측정한다.The performance value and the data server which received the demand forecasting result perform a demand forecast several years before the current time to be predicted as described above, and then compare the result with the performance value. The comparison result is used for error correction. In other words, assuming that the current year is 2004, the power demand from 2001 to 2003 is predicted using the performance values and data from 2000, and the error is measured by comparing with the actual power consumption from 2001 to 2003.

상기 수정 결과는 상술한 바와 같이 상기 수요예측에 필요한 각종 데이터를 저장 및 수요예측에 필요한 준비단계를 행하는 서버로 전송된다.As described above, the result of the correction is transmitted to a server that stores various data necessary for the demand forecast and performs a preparation step required for the demand forecast.

상기 수요예측시스템은 수요 예측 결과를 한번 구한 것으로 끝나는 것이 아니라, 현장의 수요 예측 담당자와 결과에 대한 분석을 하고, 분석에 대한 결과를 다시 반영하여 개선된 결과를 이끌어낸다. 일방적인 결과의 도출이 아니라, 수요 예측 시스템과 현장의 담당자와의 양방향 소통이 가능하다.The demand forecasting system does not end with obtaining a demand forecasting result, but analyzes the result with a demand forecasting person in the field, and reflects the result of the analysis to derive an improved result. Instead of unilaterally producing results, two-way communication between demand forecasting systems and field personnel is possible.

도출된 예측 결과를 수요 예측 담당자가 예측 범위별로 비율을 두어 예측 결과를 수정하여 확인할 수 있다. 이는 결과에 대한 현장 담당자의 의견을 좀 더 반영하자는 의미이고, 이를 수행함으로써 좀 더 정확한 예측 결과를 도출할 수 있다.The derived forecast results can be confirmed by modifying the forecast results by the ratio of the forecast forecaster by the forecast range. This means to reflect more on-site opinions of the results, and by doing this, more accurate prediction results can be obtained.

에너지 수요 예측은 수요 예측 결과 그 자체만으로도 독립적인 시스템을 구성할 수 있지만, 업계의 기존 시스템과의 연계가 필요할 경우도 있다. 이 경우 수요 예측 결과가 저장되어 있는 D/B Table만을 공유하면 되므로, 타 시스템과 간단하면서도 효율적으로 연계할 수 있다.Energy demand forecasting can form an independent system by itself as a result of demand forecasting, but it may need to be linked to existing systems in the industry. In this case, since only the D / B table that stores the demand forecast result needs to be shared, it can be easily and efficiently linked with other systems.

전력 및 가스의 급작스런 가격 폭등이나 급작스런 기온의 변화 등 전혀 예상하지 못한 사건이 생겼을 경우, 기존의 모형을 그대로 적용할 경우 예측 결과가 제대로 나오지 않는 경우가 있다. 이렇게 전혀 예상하지 못한 사건을 시나리오로 만들어서 모형의 설명변수로 넣어 예측을 하여 미리 대처할 수 있다.When unexpected events occur, such as sudden price spikes in power and gas, or sudden changes in temperature, the forecasting results may not be correct if the existing models are applied. Such unexpected events can be made into scenarios, put into model explanatory variables, and predicted.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기 술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, but those skilled in the art can variously modify and modify the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. It will be appreciated that it can be changed.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 자동화된 예측시스템으로 설계하고, 편리한 사용자 환경을 제공함으로써, 종래 수작업으로 예측함으로써 생길 수 있는 오류를 줄이고, 예측하는 데에 드는 시간, 인력 자원을 크게 줄일 수 있다.As described above, according to the present invention, by designing with an automated prediction system and providing a convenient user environment, it is possible to reduce errors that can be caused by conventional manual prediction, and to greatly reduce the time and manpower resources required for prediction. .

Claims (10)

a) 이전의 비동시 최대전력 자료를 이용하여 그 지역 최대전력의 추세와 계절성을 검토하고, 이전의 동시 최대전력 자료를 이용하여 동시 최대전력의 증가율과 해당 권역에 대한 점유비를 검토하며, 최대전력의 시계열적 특성에 구조 변화를 일으킬 수 있는 요인이 발생하였는지 여부를 검토하는 단계;a) Review the trends and seasonality of the regional maximum power using previous non-synchronous maximum power data, review the rate of increase in concurrent maximum power and the occupancy rates in the region using previous simultaneous maximum power data, and Examining whether or not a factor that causes a structural change has occurred in the time series characteristic of? b) 계절변화에 따른 에너지 수요의 변동성을 모형화하는 단계;b) modeling the volatility of energy demand as the seasons change; c) 실적치를 토대로 에너지 수요를 적절한 설명변수를 통하여 장기예측 및 단기예측 모델을 시간변동 계수를 갖는 공적분 모형으로 적합화하는 단계;c) adapting energy demand based on performance to long-term and short-term forecasting models with a covariance model with time-varying coefficients through appropriate explanatory variables; d) 예측력을 사전에 확인할 수 있는 표본 외 예측단계; 및 d) an out-of-sample prediction step to confirm the predictive power in advance; And e) 공적분 모형과 오차수정모형을 이용하여 예측을 실시하는 단계를 포함하는 에너지 수요예측 방법.e) an energy demand prediction method comprising performing prediction using a cointegration model and an error correction model. 제 1항에 있어서, 상기 단계 a)의 비동시 및 동시 최대전력 자료는 지역별 변압기 최대전력과 지역별 직거래 최대전력 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 수요예측 방법.2. The method of claim 1, wherein the asynchronous and simultaneous maximum power data of step a) includes transformer maximum power by region and direct current maximum power by region. 제 1항에 있어서, 상기 단계 b)의 계절변화에 따른 에너지 수요의 변동성을 모형화하는 단계는The method of claim 1, wherein the step of modeling the variability of energy demand according to the seasonal change of step b) b1) 주어진 기간 동안의 기온이 각 온도에서 얼마나 자주 나타났는지의 상대 빈도를 결정하는 단계;b1) determining the relative frequency of how often the temperature for a given time period appears at each temperature; b2) 전력수요가 각 온도에 반응하는 민감도를 결정하는 단계;b2) determining the sensitivity of power demand to each temperature; b4) 총체적 비선형적 기온효과를 모형화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 수요예측 방법.b4) modeling the total nonlinear temperature effect. 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 c1) 장기예측 모형은According to claim 1, wherein c1) long-term prediction model is c11) 지역별 비동시 최대전력을 예측하는 단계;c11) predicting asynchronous maximum power per region; c12) 단기 비동시 최대전력 예측과 장기 비동기 최대전력 예측을 통합하는 단계; 및c12) incorporating short-term asynchronous peak power prediction and long-term asynchronous peak power prediction; And c13) 지역별 동시 최대전력을 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 수요예측 방법.c13) A method for predicting energy demand comprising the step of predicting the simultaneous maximum power for each region. 제 1항에 있어서, 상기 c2) 단기 예측 모형은 The method of claim 1, wherein c2) the short-term prediction model c21) 월별 비동시 최대전력을 예측하는 단계; 및c21) predicting monthly asynchronous maximum power; And c22) 주별 비동시 최대전력을 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 수요예측 방법.c22) A method for predicting energy demand comprising estimating weekly asynchronous maximum power. 제 1항에 있어서, 단계 e)에서 예측되는 전력 수요량은The power demand of claim 1, wherein 장기 최대전력 수요량 및 단기 최대전력 수요량인 것을 특징으로 하는 에너지 수요예측 방법.Energy demand prediction method, characterized in that the long-term maximum power demand and the short-term maximum power demand. 제 7항에 있어서, 상기 장기 최대전력 수요량은8. The method of claim 7, wherein the long-term maximum power demand is 장기 비동시 변압기 최대 전력량, 장기 비동시 직거래 최대 전력량, 장기 동시 변압기 최대 전력량 및 장기 동시 직거래 최대 전력량을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 수요예측 방법.An energy demand prediction method comprising a long-term non-synchronous transformer maximum power, a long-term non-simultaneous direct sales maximum power, a long-term simultaneous transformer maximum power amount and a long-term simultaneous direct sales maximum power amount. 제 7항에 있어서, 상기 단기 최대전력 수요량은8. The method of claim 7, wherein the short term maximum power demand is 단기 월별 변압기 최대 전력량, 단기 월별 직거래 최대 전력량, 단기 주별 변압기 최대 전력량 및 단기 주별 직거래 최대 전력량을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 수요예측 방법.An energy demand prediction method comprising a short-term monthly transformer maximum power, a short-term monthly direct trade power, a short-term weekly transformer maximum power, and a short-term weekly direct power maximum power. 삭제delete
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