JP2019204459A - 電力需要予測システム、学習装置及び電力需要予測方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ケース1:過去の天気予報が当たっており、予測対象日の天気予報も当たっている。
ケース2:過去の天気予報が外れており、予測対象日の天気予報が当たっている。
ケース3:過去の天気予報が当たっており、予測対象日の天気予報が外れている。
ケース4:過去の天気予報が外れており、予測対象日の天気予報が外れている。
ケース1の場合においては、過去の天気予報が当たっていることから、過去の天気予報と過去の天気実績とが同じ天候を示すことから、実績データとして天気予報の実績を用いても天気実績を用いても、モデルが予測する内容に変化はなく、予測の精度は変わらない。
ケース2の場合においては、過去の天気予報が外れているが、予測対象日においては天気予報が当たっているため、実績データとして天気実績を用いて学習させたモデルに予測させた方が予測精度は高くなると考えられる。
ケース3の場合においては、ケース1同様に、実績データとして天気予報の実績を用いても天気実績を用いても、モデルが予測する予測の精度に変化はない。
ケース4の場合においては、過去の天気予報が外れており、尚且つ予測対象日においても天気予報が外れているため、同じような気象条件であれば同じように天気予報を外すと考えられることから、実績データとして天気予報の実績を用いて学習させたモデルに予測させた方が予測精度は高くなると考えられる。
また、本発明の一実施形態の電力需要予測方法は、第1モデル作成部が、電力需要量を変動させる要因となり得る変動要因の実績である変動要因実績データに、電力需要の実績である電力実績データを対応付けた第1学習データを用いて機械学習を実行することにより、電力需要を予測する第1モデルを生成する第1モデル生成工程と、第2モデル作成部が、前記変動要因の予測の実績である変動要因予測実績データに、前記電力実績データを対応付けた第2学習データを用いて機械学習を実行することにより、電力需要を予測する第2モデルを生成する第2モデル生成工程と、選択部が、電力需要を予測する対象となる予測対象日に応じて、前記第1モデル及び前記第2モデルの中からいずれか一つを、前記予測対象日における電力需要を予測する予測モデルとして選択する選択工程と、予測部が、前記予測モデルを用いて、前記予測対象日における電力需要を予測する予測工程を有することを特徴とする。
電力需要予測システム1は、電力需要を変動する要因となり得る変動要因データに基づいて電力需要を予測する。ここで、変動要因データは対象施設における電力需要を変動させる要因となり得る情報であり、例えば、その対象施設における天候を示す情報である。例えば、対象施設において繁忙期や閑散期があり、電力を消費する施設や装置を駆動させる頻度が時期によって異なる場合には、時間や時期を示す情報が変動要因として用いられてもよい。以下では、変動要因データとして、対象施設や対象施設が設置されえた地域における天候を用いる場合を例示して説明するが、これに限定されることはなく、変動要因データとして天候以外の情報が用いられてよい。
ここで、天候の実績を示すデータには、実際の天候として観測されたデータ、又は天気予報等で予想されたデータが用いられる。
以下の説明においては、実際の天候として観測されたデータを「天候実績データ」、天気予報等で予想されたデータを「天候予報実績データ」と称する。天候実績データ及び天候予報実績データには、天気、気温、降水量、風向き、風速、日照時間、湿度や気圧などを示す情報が含まれる。
また、天候実績データと天候予報実績データを区別しない場合には、これらのデータを単に「実績データ」と称する。
予測モデルは、学習データに基づいて、過去の様々な天候と、対象施設の電力需要との関係を学習する。予測モデルは、電力需要を予測したい日(以下、予測対象日と称する)の天候と同じか、又は似た天候を学習済みである場合、その学習済みの実績データに対応する電力実績データに基づいて現在の電力需要を予測する。
また、予測モデル生成サーバ10は、対象施設50から電力実績データを定期的(例えば、30分毎)にその電力需要が測定された日時の情報と共に取得する。
過去の天候に関する情報には、過去において実際に観測された情報と、過去において天気予報などで予想された天候の情報とを含む。
天候データ取得部300は、天候データ提供サーバ40から、予測対象日における天候の予想データを取得し、取得した天候の予想データを天候データ出力部302に出力する。天候データ出力部302は、天候の予想データを必要に応じて予測モデルに入力可能な形式に加工し、加工した予想データを予測モデル生成サーバ10に送信する。
予測結果取得部301は、天候の予想データを予測モデルに入力させた結果としての電力需要の予測値を、予測モデル生成サーバ10から取得する。予測結果出力部303は、予測モデル生成サーバ10から取得した電力需要の予測値を出力し、電力需要予測サーバ30の表示部(不図示)に表示させたり、プリンタ(不図示)に印刷させたりする。
図4に示すように、予測モデル生成サーバ10は、過去の所定の期間における天候実績データ及び電力実績データを用いて第1モデルを生成する(符号110)。また、予測モデル生成サーバ10は、過去の所定の期間における天候予報実績データ及び電力実績データを用いて第2モデルを生成する(符号112)。この例では、予測モデル生成サーバ10は、30分毎のデータを用いて、一日一回の機械学習を行うことによりモデルを構築(作成)する。予測モデル生成サーバ10は、過去の直近の天候予報実績データからモデルが予測した予測値と、過去の直近の電力実績値とを比較することにより予測精度を算出する(符号113)。そして、予測モデル生成サーバ10は、第1モデル及び第2モデルの予測精度を比較することにより、予測対象日に使用する予測モデルを決定する。
電力需要予測サーバ30は、予測対象日における天候予報データを取得する(符号310)。電力需要予測サーバ30は、取得した天候予報データを予測モデルに入力することにより、電力需要の予測値を取得する(符号311)。この例では、電力需要予測サーバ30は、一日に複数回、天候予報データを取得し、天候予報データを取得する度に電力需要を予測する。そして、電力需要予測サーバ30は、予測対象日における電力需要の予測値(予測結果)を出力する(符号312)。
次に、予測モデル生成サーバ10は、過去の所定の期間における天候予報実績データ及び電力実績データを取得する(ステップS104)。そして、予測モデル生成サーバ10は、取得したデータを用いて第2学習データを生成し(ステップS105)、生成した第2学習データを用いて、第2モデルを生成する(ステップS106)。
予測モデル生成サーバ10は、直近の期間における天候実績データ及び電力予報実績データを取得する(ステップS107)。そして、予測モデル生成サーバ10は、直近の期間における第1モデルの電力需要の第1予測値、及び第2モデルの電力需要の第2予測値を取得し(ステップS108)、取得した第1予測値の予測精度EEP1、及び第2モデルの予測精度EEP2を算出する(ステップS109)。そして、予測モデル生成サーバ10は、予測精度EEP1が、予測精度EEP2以下であるか否かを判定する(ステップS110)。
予測モデル生成サーバ10は、予測精度EEP1が、予測精度EEP2以下である場合、予測モデルを第1モデルとする(ステップS111)。一方、予測モデル生成サーバ10は、予測精度EEP1が、予測精度EEP2より大きい場合、予測モデルを第2モデルとする(ステップS112)。
Claims (6)
- 電力需要量を変動させる要因となり得る変動要因の実績である変動要因実績データに、電力需要の実績である電力実績データを対応付けた第1学習データを用いて機械学習を実行することにより、電力需要を予測する第1モデルを生成する第1モデル作成部と、
前記変動要因の予測の実績である変動要因予測実績データに、前記電力実績データを対応付けた第2学習データを用いて機械学習を実行することにより、電力需要を予測する第2モデルを生成する第2モデル作成部と、
電力需要を予測する対象となる予測対象日に応じて、前記第1モデル及び前記第2モデルの中からいずれか一つを、前記予測対象日における電力需要を予測する予測モデルとして選択する選択部と、
前記予測モデルを用いて、前記予測対象日における電力需要を予測する予測部
を備えることを特徴とする電力需要予測システム。 - 前記選択部は、前記予測対象日より前の第3期間において前記第1モデルが予測する第1予測電力需要、前記第3期間において前記第2モデルが予測する第2予測電力需要、及び前記第3期間における前記電力実績データに基づいて、前記第1モデル又は前記第2モデルのいずれかを前記予測モデルとして選択する
ことを特徴とする請求項1に記載の電力需要予測システム。 - 前記選択部は、前記第1予測電力需要の予測精度である第1予測誤り率、及び前記第2予測電力需要の予測精度である第2予測誤り率を算出し、算出した前記第1予測誤り率及び前記第2予測誤り率のうち一方が所定の閾値未満であり、他方が所定の閾値以上である場合、前記一方の予測精度で予測したモデルを前記予測モデルとして選択する
ことを特徴とする請求項2に記載の電力需要予測システム。 - 前記変動要因実績データは過去の天候に関する実績である天候実績データであり、前記変動要因予測実績データは過去の天候予報に関する実績である天候予報実績データである
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電力需要予測システム。 - 電力需要量を変動させる要因となり得る変動要因の実績である変動要因実績データに、電力需要の実績である電力実績データを対応付けた第1学習データを用いて機械学習を実行することにより、電力需要を予測する第1モデルを生成する第1モデル作成部と、
前記変動要因の予測の実績である変動要因予測実績データに、前記電力実績データを対応付けた第2学習データを用いて機械学習を実行することにより、電力需要を予測する第2モデルを生成する第2モデル作成部と、
電力需要を予測する対象となる予測対象日に応じて、前記第1モデル及び前記第2モデルの中からいずれか一つを、前記予測対象日における電力需要を予測する予測モデルとして選択する選択部と、
を備えることを特徴とする学習装置。 - 第1モデル作成部が、電力需要量を変動させる要因となり得る変動要因の実績である変動要因実績データに、電力需要の実績である電力実績データを対応付けた第1学習データを用いて機械学習を実行することにより、電力需要を予測する第1モデルを生成する第1モデル生成工程と、
第2モデル作成部が、前記変動要因の予測の実績である変動要因予測実績データに、前記電力実績データを対応付けた第2学習データを用いて機械学習を実行することにより、電力需要を予測する第2モデルを生成する第2モデル生成工程と、
選択部が、電力需要を予測する対象となる予測対象日に応じて、前記第1モデル及び前記第2モデルの中からいずれか一つを、前記予測対象日における電力需要を予測する予測モデルとして選択する選択工程と、
予測部が、前記予測モデルを用いて、前記予測対象日における電力需要を予測する予測工程
を有することを特徴とする電力需要予測方法。
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