JP7330077B2 - POWER DEMAND PREDICTION SYSTEM AND CONTROL METHOD FOR POWER DEMAND PREDICTION SYSTEM - Google Patents
POWER DEMAND PREDICTION SYSTEM AND CONTROL METHOD FOR POWER DEMAND PREDICTION SYSTEM Download PDFInfo
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Description
本発明は、電力需要予測システムおよび電力需要予測システムの制御方法に関する。 The present invention relates to a power demand forecasting system and a control method for the power demand forecasting system.
2016年4月にスタートした電力小売自由化による料金メニューの多様化等に伴い、建物の最適な設備運転計画を立てる上で必須となる高精度な電力需要予測システムがますます求められるようになっている。そのため、ディープラーニングなどの人工知能(AI;Artificial Intelligennce)技術を活用した新しい電力需要予測システムの開発が活発になっている。 With the diversification of price menus due to the liberalization of the electricity retail market that started in April 2016, there is an increasing demand for a highly accurate electricity demand forecasting system that is indispensable for creating optimal equipment operation plans for buildings. ing. Therefore, the development of a new power demand prediction system that utilizes artificial intelligence (AI) technology such as deep learning is active.
AI手法では、過去の実績データを用いて学習を行い、需要予測を行うモデル(学習モデル)を作成する。この需要予測を行うモデルに関して、本願出願人は、既に特許文献1(本願出願時は未公開)に示すような電力需要予測システムを提案している。 In the AI method, learning is performed using past performance data to create a model (learning model) for demand forecasting. Regarding this demand forecasting model, the applicant of the present application has already proposed a power demand forecasting system as shown in Patent Document 1 (unpublished at the time of filing of the present application).
一般的に、AI手法による予測精度は、学習に使用するデータ数に依存するため、データ数が多い方が、精度が良いとされている。しかしながら、新築の建物の場合、学習に使用可能なデータ数が少ないため、予測精度は悪い傾向にある。このため、最低1年程度(春夏秋冬)のデータ数が必要であるとされている。ある領域で学習させたモデルを別の領域に利用する「転移学習」により、少ないデータ数で学習・予測を行うことが可能であるが、予測対象建物の電力需要パターンに類次するデータを大量に集めるのが困難である。 In general, the prediction accuracy of the AI method depends on the number of data used for learning, so it is said that the larger the number of data, the better the accuracy. However, in the case of newly built buildings, the amount of data that can be used for learning is small, so the prediction accuracy tends to be poor. For this reason, it is said that the number of data for at least one year (spring, summer, autumn and winter) is required. "Transfer learning", in which a model trained in one area is used in another area, enables learning and prediction with a small amount of data. difficult to collect in
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、AI手法による電力需要予測における課題である、新築の建物において少ないデータ数で予測精度向上を実現することができる電力需要予測システムおよび電力需要予測システムの制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a problem in the power demand forecasting by the AI method, which is a power demand forecasting system and power demand forecasting system that can improve the forecasting accuracy with a small amount of data in a newly built building. It is an object of the present invention to provide a control method for a prediction system.
上記課題を解決するため、本発明の一態様は、建物の電力需要を予測する電力需要予測システムであって、前記電力需要の予測値を算出する、人工知能手法で作成された第1予測モデルと、前記電力需要の予測値を算出する、学習機能を有さない統計的手法で作成された第2予測モデルと、前記電力需要予測システムによって行われる予測を開始した後、第1所定期間における前記建物の電力需要の実績値、天気情報およびカレンダー情報を含む実績データを、前記第1予測モデルおよび前記第2予測モデルそれぞれに入力し、第1モデルおよび第2モデルを生成するモデル生成部と、前記第1モデルおよび前記第2モデルそれぞれに、前記第1所定期間より短い期間であって、予測モデルを決定する時から過去の第2所定期間の前記実績データを入力し、両モデルの出力である第1モデル予測値および第2モデル予測値のいずれか一方と、前記第2所定期間の実績値と、を所定の数式へ入力し、前記所定の数式の算出結果として出力される前記第1モデルの予測精度および前記第2モデルの予測精度それぞれを比較し、比較結果に応じて、前記第1モデルおよび前記第2モデルのいずれか一方を前記予測モデルとして決定するモデル決定部と、を有する予測モデル決定サーバと、前記第2所定期間より長い期間であって、前記電力需要の予測値を算出する予測対象日から過去の第3所定期間の前記建物の実績データと、予測対象日の天気情報およびカレンダー情報と、からなるデータを、前記予測モデルに入力し、前記予測対象日における電力需要の予測値を算出する電力需要予測部、を有する予測サーバと、を備えることを特徴とする電力需要予測システムである。 In order to solve the above problems, one aspect of the present invention is a power demand prediction system for predicting the power demand of a building, comprising: a first prediction model created by an artificial intelligence method for calculating a predicted value of the power demand; and a second prediction model created by a statistical method without a learning function that calculates the predicted value of the power demand, and a first predetermined period after starting the prediction performed by the power demand prediction system a model generating unit that inputs actual data including actual values of power demand of the building, weather information, and calendar information to the first prediction model and the second prediction model, respectively, and generates a first model and a second model; , the performance data for a second predetermined period of time shorter than the first predetermined period and past from the time of determining the forecast model is input to each of the first model and the second model, and the output of both models Either one of the first model prediction value and the second model prediction value and the actual value of the second predetermined period are input to a predetermined formula, and the first output as a calculation result of the predetermined formula a model determination unit that compares the prediction accuracy of the first model and the prediction accuracy of the second model, and determines either one of the first model and the second model as the prediction model according to the comparison result; performance data of the building for a period longer than the second predetermined period and past a third predetermined period from the prediction target date for calculating the predicted value of the power demand, and the prediction target date a prediction server having a power demand prediction unit that inputs data consisting of weather information and calendar information into the prediction model and calculates a predicted value of power demand on the prediction target day. It is a power demand forecasting system.
また、本発明の一態様は、上記電力需要予測システムであって、前記モデル決定部は、前記第2モデルの予測精度が前記第1モデルの予測精度以下の場合、前記第2モデルを前記予測モデルとして決定し、前記第2モデルの予測精度が前記第1モデルの予測精度より大きい場合、前記第1モデルを前記予測モデルとして決定する、ことを特徴とする。 Further, according to one aspect of the present invention, in the power demand forecasting system, the model determining unit predicts the second model when the forecasting accuracy of the second model is equal to or less than the forecasting accuracy of the first model. model, and if the prediction accuracy of the second model is greater than the prediction accuracy of the first model, the first model is determined as the prediction model.
また、本発明の一態様は、上記電力需要予測システムであって、前記第3所定期間は、前記第2モデルの予測精度が前記第1モデルの予測精度より大きくなる期間である前記第1所定期間より短い期間である、ことを特徴とする。 Further, one aspect of the present invention is the power demand prediction system, wherein the third predetermined period is a period in which the prediction accuracy of the second model is greater than the prediction accuracy of the first model. The period is shorter than the period.
また、本発明の一態様は、上記電力需要予測システムであって、前記予測モデル決定サーバの前記モデル決定部は、前記第1モデルおよび前記第2モデルそれぞれに、前記第1所定期間より短い期間であって、予測モデルを決定する時から過去の第2所定期間の前記実績データを入力し、両モデルの出力である第1モデル予測値および第2モデル予測値を取得する予測値取得部と、前記第1モデル予測値または前記第2モデル予測値のいずれか一方と、前記第2所定期間の実績値と、を所定の数式へ入力し、前記第1モデルの予測精度および前記第2モデルの予測精度それぞれを前記所定の数式の算出結果として出力する予測精度算出部と、算出された前記第1モデルの予測精度および前記第2モデルの予測精度を比較し、比較結果に応じて、前記第1モデルおよび前記第2モデルのいずれか一方を予測モデルとして出力するモデル比較結果出力部と、を有することを特徴とする。 Further, according to one aspect of the present invention, in the power demand forecasting system, the model determining unit of the forecasting model determination server provides each of the first model and the second model with a period of time shorter than the first predetermined period of time. a predicted value acquisition unit that inputs the performance data for a past second predetermined period from the time the prediction model is determined, and acquires the first model predicted value and the second model predicted value that are the outputs of both models; , either the first model predicted value or the second model predicted value, and the actual value for the second predetermined period are input into a predetermined formula, and the prediction accuracy of the first model and the second model A prediction accuracy calculation unit that outputs each prediction accuracy as a calculation result of the predetermined formula, and the calculated prediction accuracy of the first model and the calculated prediction accuracy of the second model are compared, and according to the comparison result, the and a model comparison result output unit that outputs one of the first model and the second model as a prediction model.
また、本発明の一態様は、上記電力需要予測システムであって、前記予測サーバの前記電力需要予測部は、前記第2所定期間より長い期間であって、前記電力需要の予測値を算出する予測対象日から過去の第3所定期間の前記建物の実績データと、予測対象日の天気情報およびカレンダー情報と、からなるデータを取得するデータ取得部と、前記データ取得部が取得したデータを、前記予測モデルに入力し、前記予測対象日における電力需要の予測値を算出する電力需要算出部と、を有することを特徴とする。 Further, one aspect of the present invention is the power demand prediction system, wherein the power demand prediction unit of the prediction server calculates the predicted value of the power demand for a period longer than the second predetermined period. a data acquisition unit for acquiring data consisting of performance data of the building for a third predetermined period in the past from the prediction target date and weather information and calendar information for the prediction target date; and a power demand calculation unit that inputs to the prediction model and calculates a predicted value of power demand on the prediction target day.
また、本発明の一態様は、前記電力需要の予測値を算出する、人工知能手法で作成された第1予測モデルと、前記電力需要の予測値を算出する、学習機能を有さない統計的手法で作成された第2予測モデルと、を有する予測モデル決定サーバは、モデル生成部が、前記電力需要予測システムによって行われる予測を開始した後、第1所定期間における前記建物の電力需要の実績値、天気情報およびカレンダー情報を含む実績データを、前記第1予測モデルおよび前記第2予測モデルそれぞれに入力し、第1モデルおよび第2モデルを生成する工程と、モデル決定部が、前記第1モデルおよび前記第2モデルそれぞれに、前記第1所定期間より短い期間であって、予測モデルを決定する時から過去の第2所定期間の前記実績データを入力し、両モデルの出力である第1モデル予測値および第2モデル予測値のいずれか一方と、前記第2所定期間の実績値と、を所定の数式へ入力し、前記所定の数式の算出結果として出力される前記第1モデルの予測精度および前記第2モデルの予測精度それぞれを比較し、比較結果に応じて、前記第1モデルおよび前記第2モデルのいずれか一方を前記予測モデルとして決定する工程と、を有し、予測サーバは、電力需要予測部が、前記第2所定期間より長い期間であって、前記電力需要の予測値を算出する予測対象日から過去の第3所定期間の前記建物の実績データと、予測対象日の天気情報およびカレンダー情報と、からなるデータを、前記予測モデルに入力し、前記予測対象日における電力需要の予測値を算出する工程、を有することを特徴とする電力需要予測システムの制御方法である。 Further, according to one aspect of the present invention, a first prediction model created by an artificial intelligence method, which calculates the predicted value of the power demand, and a statistical model without a learning function, which calculates the predicted value of the power demand a second forecast model created by the method, and a forecast model determination server that calculates the actual power demand of the building for a first predetermined period after the model generation unit starts the forecast performed by the power demand forecast system; a step of inputting performance data including values, weather information and calendar information into the first prediction model and the second prediction model respectively to generate the first model and the second model; The performance data for a period shorter than the first predetermined period and past the second predetermined period from the time of determining the prediction model is input to each of the model and the second model, and the first Either one of the model predicted value and the second model predicted value and the actual value for the second predetermined period are input to a predetermined formula, and the prediction of the first model output as the calculation result of the predetermined formula comparing the accuracy and the prediction accuracy of the second model, and determining either one of the first model and the second model as the prediction model according to the comparison result, wherein the prediction server the actual data of the building for a period longer than the second predetermined period and a past third predetermined period from the prediction target date for which the predicted value of the power demand is calculated, and the prediction target date; inputting data consisting of weather information and calendar information into the prediction model to calculate a predicted value of power demand for the prediction target day. .
本発明によれば、電力需要予測システムは、第1所定期間の建物の実績データが少ない場合であっても、比較結果に応じて、第2モデルを予測モデルとして決定するので、新築の建物において少ないデータ数で予測対象日における予測精度向上を実現することができる。 According to the present invention, the power demand forecasting system determines the second model as the forecasting model according to the comparison result even when the actual data of the building in the first predetermined period is small. It is possible to improve the prediction accuracy on the prediction target day with a small number of data.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る電力需要予測システムの構成例を示す構成図である。また、図2は、図1に示す電力需要予測システムの動作を説明するための模式図である。
図1に示す本発明の一実施形態に係る電力需要予測システム10は、図2に示すように、AI手法と統計的手法の2つのモデルを用意した上で、両方の予測精度を比較し、精度の良いモデルを選択する電力需要予測システムである。
ここで、予測モデル決定サーバにおいて、AI手法による予測モデル(第1予測モデル)は、「特願2018-221456号」に記載されたモデルなどを、統計的手法による予測モデル(第2予測モデル)は、「特願2014-74239号(特許第6372684号公報)」に記載されたモデルなどを用いる。
統計的手法による予測モデルは、過去直近の実績データ(天気情報、カレンダー情報)の中から予測対象日の天気情報、カレンダー情報と類似する日の電力需要の実績値を抽出し、天気情報、カレンダー情報に基づく重み付け平均(加重平均)により電力需要の予測値を計算する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration example of a power demand prediction system according to one embodiment of the present invention. Moreover, FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the operation of the power demand prediction system shown in FIG.
The power
Here, in the prediction model determination server, the prediction model (first prediction model) by the AI method is a prediction model (second prediction model) by a statistical method, such as the model described in "Japanese Patent Application No. 2018-221456" uses the model described in “Japanese Patent Application No. 2014-74239 (Patent No. 6372684)”.
A forecasting model based on a statistical method extracts the weather information for the forecast target date from the most recent actual data (weather information, calendar information), and the actual values of electricity demand for days similar to the calendar information. A forecast of power demand is calculated by an informed weighted average (weighted average).
ここで、図4は、図1に示す電力需要予測システムが第1予測モデルを用いた場合の予測値と実績値を示す図である。また、図5は、図1に示す電力需要予測システムが第2予測モデルを用いた場合の予測値と実績値を示す図である。いずれの図においても、横軸は時間(30分単位のコマ数であって、一日は48コマで表されている)、縦軸は、電力の実績値、予測値である。図4は、過去4年間のデータを学習し、学習モデルを作成した場合のAI手法による電力の実績値、予測値を示す図であり、夏季2週間(平日のみ)での電力の実績値と予測値を示している。一方、図5は、過去2週間のデータを使用して、予測値を算出した場合の統計的手法による電力の実績値、予測値を示す図であり、夏季2週間(平日のみ)での電力の実績値と予測値を示している。図4に示すように、AI手法による予測誤差(EEP; Expected Error Percentage)は、4年間のデータ数により作成した第1予測モデルを用いているので、予測精度2.888%となっている。一方、統計的手法による予測誤差(EEP)は、過去2週間のデータにより作成した第2予測モデルを用いているので、予測精度4.334%と、AI手法による予測精度2.888%と比べて低い値となっている。
しかしながら、AI手法とは異なり、統計的手法には学習機能がない(学習のためのデータが必要ない)ため、過去2週間~1ヶ月程度(電力需要予測システムによって行われる予測を開始した後、第1所定期間)のデータ数で十分な精度が得られる。そのため、実績データ(学習に使用するデータ数)が少ない場合、AI手法より、統計的手法の方が、精度が良い。
また、統計的手法は、過去直近の実績データのみを使用して予測を実施するため(AI手法の学習のように過年度(電力需要予測システムによって行われる予測を開始した後、第1所定期間の)データを使用しないため)、直近において設備の運用方法の変更などにより、電力需要パターンが変化した(1年前とは異なる)場合においても即座に対応できる。
Here, FIG. 4 is a diagram showing predicted values and actual values when the power demand prediction system shown in FIG. 1 uses the first prediction model. FIG. 5 is a diagram showing predicted values and actual values when the power demand prediction system shown in FIG. 1 uses the second prediction model. In both figures, the horizontal axis is time (the number of frames in 30-minute units, with 48 frames per day), and the vertical axis is the actual and predicted power values. Fig. 4 is a diagram showing the actual and predicted values of power consumption by the AI method when learning data for the past four years and creating a learning model. Estimated values are shown. On the other hand, FIG. 5 is a diagram showing actual values and predicted values of electric power by a statistical method when the predicted values are calculated using data for the past two weeks. shows the actual and predicted values of As shown in FIG. 4, the prediction error (EEP; Expected Error Percentage) by the AI method is a prediction accuracy of 2.888% because the first prediction model created from the number of data for four years is used. On the other hand, the prediction error (EEP) by the statistical method uses the second prediction model created from the data of the past two weeks, so the prediction accuracy is 4.334%, compared to the prediction accuracy of 2.888% by the AI method. low value.
However, unlike the AI method, the statistical method does not have a learning function (no data is required for learning). Sufficient accuracy can be obtained with the number of data for the first predetermined period). Therefore, when the actual data (number of data used for learning) is small, the statistical method is more accurate than the AI method.
In addition, since the statistical method uses only the most recent past performance data to make predictions (similar to AI method learning, past years (after starting the prediction made by the power demand forecasting system, ) data is not used), it is possible to respond immediately even if the power demand pattern changes (different from one year ago) due to changes in facility operation methods, etc.
すなわち、電力需要予測システム10における予測モデル決定サーバ20は、図1に示すように、電力需要の予測値を算出する、人工知能手法で作成された第1予測モデル111(図2に示す予測モデル1)と、電力需要の予測値を算出する、学習機能を有さない統計的手法で作成された第2予測モデル112(図2に示す予測モデル2)と、を有する。
また、予測モデル決定サーバ20は、モデル生成部21を有する。モデル生成部21は、電力需要予測システム10によって行われる予測を開始した後、第1所定期間における建物の電力需要の実績値、天気情報およびカレンダー情報を含む実績データ(図2に示すデータ)を、第1予測モデル111および第2予測モデル112それぞれに入力し、それぞれのモデルに使われている係数が第1所定期間に対応して変更される第1モデル11および第2モデル12を生成する。
That is, as shown in FIG. 1, the prediction
The predictive
図2に示すように、両方のモデルに過去直近(第2所定期間;例えば、1週間分)の実績データ(電力需要、天気情報、カレンダー情報)を入力し、予測を実施する。
すなわち、予測モデル決定サーバ20は、予測値取得部22を有する。予測値取得部22は、第1モデル11および第2モデル12それぞれに、第1所定期間より短い期間であって、予測モデルを決定する時から過去の第2所定期間の実績データを入力し、両モデルの出力である第1モデル予測値および第2モデル予測値を取得する。
As shown in FIG. 2, both models are input with actual data (power demand, weather information, calendar information) for the most recent past (second predetermined period; for example, for one week) to make predictions.
That is, the prediction
図2に示すように、予測精度を比較(例えば、第2所定期間=1週間に1回)するため、例えば下記式に示すEEPを計算し、EEPが良いモデルを採用する。 As shown in FIG. 2, in order to compare prediction accuracy (for example, second predetermined period=once a week), for example, EEP shown in the following formula is calculated and a model with good EEP is adopted.
なお、上記式(1)においてypは、予測値であり、ydは、実績値であり、yd.maxは、最大実績値であり、nは、データ数である。
すなわち、予測モデル決定サーバ20は、図1に示すように、予測精度算出部23を有する。予測精度算出部23は、第1モデル予測値または第2モデル予測値のいずれか一方と、第2所定期間の実績値と、を上記式(1)(所定の数式)へ入力し、第1モデル11の予測精度および第2モデル12の予測精度それぞれを上記式(1)の算出結果として出力する。
また、予測モデル決定サーバ20は、モデル比較結果出力部24を有する。モデル比較結果出力部24は、算出された第1モデル11の予測精度および第2モデル12の予測精度を比較し、比較結果に応じて、第1モデル11および第2モデル12のいずれか一方を予測モデルとして出力する。
具体的には、モデル比較結果出力部24は、第2モデル12の予測精度が第1モデル11の予測精度以下の場合、第2モデル12を予測モデルとして決定し、第2モデル12の予測精度が第1モデル11の予測精度より大きい場合、第1モデル11を予測モデルとして決定する。
In the above formula (1), yp is the predicted value, yd is the actual value, and yd. max is the maximum actual value, and n is the number of data.
That is, the prediction
The predictive
Specifically, when the prediction accuracy of the second model 12 is equal to or lower than the prediction accuracy of the first model 11, the model comparison
すなわち、電力需要予測システム10における予測モデル決定サーバ20は、図1に示すように、予測値取得部22、予測精度算出部23、およびモデル比較結果出力部24を含んで構成されるモデル決定部30を有している。モデル決定部30は、第1モデル11および第2モデル12それぞれに、第1所定期間より短い期間であって、予測モデルを決定する時から過去の第2所定期間の実績データを入力し、両モデルの出力である第1モデル予測値および第2モデル予測値のいずれか一方と、第2所定期間の実績値と、を式(1)へ入力し、式(1)の算出結果として出力される第1モデル11の予測精度および第2モデル12の予測精度それぞれを比較し、比較結果に応じて、第1モデル11および第2モデル12のいずれか一方を予測モデルとして決定する。
That is, as shown in FIG. 1, the prediction
予測サーバは、図2に示すように、過去直近(第3所定期間:例えば、1ヶ月)の実績データ(電力需要、天気情報、カレンダー情報)と予測対象日の天気情報、カレンダー情報を取得する。
すなわち、予測サーバ40は、図1に示すように、データ取得部41を有している。データ取得部41は、第2所定期間より長い期間であって、電力需要の予測値を算出する予測対象日から過去の第3所定期間の建物の実績データと、予測対象日の天気情報およびカレンダー情報と、からなるデータを取得する。なお、第3所定期間が、第2モデル12の予測精度が第1モデル11の予測精度より大きくなる期間である第1所定期間より短い期間である場合、第2モデル12が予測モデルとして決定されるので、新築の建物において少ないデータ数で予測対象日における予測精度向上を実現することができる。
As shown in FIG. 2, the prediction server acquires actual data (power demand, weather information, calendar information) for the most recent past (third predetermined period: for example, one month) and weather information and calendar information for the prediction target day. .
That is, the
予測サーバは、図2に示すように、上記で決定した予測モデルに取得したデータを入力し、予測を実施する。
すなわち、予測サーバ40は、図1に示すように、電力需要算出部42を有している。電力需要算出部42は、データ取得部41が取得したデータを、予測モデルに入力し、予測対象日における電力需要の予測値を算出する。
また、予測サーバ40は、予測結果を出力する予測結果出力部43を有していてもよい。予測結果出力部43は、例えば、電力需要算出部42が算出した電力需要の予測値を、図1において図示していない建物の運転管理装置に出力する。運転管理装置は、例えば、特許第5822207号公報に記載の運転管理装置であって、建物の最適な設備運転計画を立てる装置である。予測モデル決定サーバ20は、運転管理装置から、建物に消費された需要電力の実績値を取り込む。また、予測結果出力部43は、電力需要予測値を運転管理装置へ出力する。
The prediction server, as shown in FIG. 2, inputs the obtained data into the prediction model determined above and performs prediction.
That is, the
The
すなわち、予測サーバ40は、図1に示すように、データ取得部41、電力需要算出部42、および予測結果出力部43を含んで構成される電力需要予測部50を有している。電力需要予測部50は、第2所定期間より長い期間であって、電力需要の予測値を算出する予測対象日から過去の第3所定期間の建物の実績データと、予測対象日の天気情報およびカレンダー情報と、からなるデータを、予測モデルに入力し、予測対象日における電力需要の予測値を算出する。
That is, the
次に、図3を参照して、図1に示す電力需要予測システムの動作例について説明する。図3は、図1に示す電力需要予測システムの動作例を示すフローチャートである。
実績値の取り込みを行う(ステップST1)。
具体的には、モデル生成部21は、電力需要予測システム10によって行われる予測を開始した後、第1所定期間における建物の電力需要の実績値、天気情報およびカレンダー情報を含む実績データ(図2に示すデータ)を、取り込む。
Next, an operation example of the power demand prediction system shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flow chart showing an operation example of the power demand prediction system shown in FIG.
Actual values are taken in (step ST1).
Specifically, after starting the prediction performed by the power
第1モデル、および第2モデルの生成を行う。(ステップST2)。
具体的には、モデル生成部21は、実績データを、第1予測モデル111および第2予測モデル112それぞれに入力し、それぞれのモデルに使われている係数が第1所定期間に対応して変更される第1モデル11および第2モデル12を生成する。
A first model and a second model are generated. (Step ST2).
Specifically, the
第1モデル予測値および第2モデル予測値を取得する(ステップST3)。
具体的には、予測値取得部22は、第1モデル11および第2モデル12それぞれに、第1所定期間より短い期間であって、予測モデルを決定する時から過去の第2所定期間の実績データを入力し、両モデルの出力である第1モデル予測値および第2モデル予測値を取得する。
A first model predicted value and a second model predicted value are obtained (step ST3).
Specifically, the predicted
第1モデルの予測精度および第2モデルの予測精度の算出を行う(ステップST4)。
具体的には、予測精度算出部23は、第1モデル予測値または第2モデル予測値のいずれか一方と、第2所定期間の実績値と、を上記式(1)へ入力し、第1モデル11の予測精度および第2モデル12の予測精度それぞれを上記式(1)の算出結果として出力する。
The prediction accuracy of the first model and the prediction accuracy of the second model are calculated (step ST4).
Specifically, the prediction
第1モデルの予測精度および第2モデルの予測精度が「第1モデルの予測精度≧第2モデルの予測精度」を満たすか否かの比較を行う(ステップST5)。
具体的には、モデル比較結果出力部24は、第1モデルの予測精度および第2モデルの予測精度を比較し、比較結果に応じて(ステップST5-Yes、ステップST5-No)、第1モデルおよび第2モデルのいずれか一方を予測モデルとして出力する。
A comparison is made as to whether or not the prediction accuracy of the first model and the prediction accuracy of the second model satisfy "prediction accuracy of the first model≧prediction accuracy of the second model" (step ST5).
Specifically, the model comparison
第2モデルを予測モデルとして決定する(ステップST6)。
具体的には、モデル比較結果出力部24は、第2モデル12の予測精度が第1モデル11の予測精度以下の場合(ステップST5-Yes)、第2モデル12を予測モデルとして決定する(ステップST6)。
A second model is determined as a prediction model (step ST6).
Specifically, when the prediction accuracy of the second model 12 is equal to or lower than the prediction accuracy of the first model 11 (step ST5-Yes), the model comparison
第1モデルを予測モデルとして決定する(ステップST7)。
一方、モデル比較結果出力部24は、第2モデル12の予測精度が第1モデル11の予測精度より大きい場合(ステップST5-No)、第1モデル11を予測モデルとして決定する。
A first model is determined as a prediction model (step ST7).
On the other hand, when the prediction accuracy of the second model 12 is higher than the prediction accuracy of the first model 11 (step ST5-No), the model comparison
過去直近の実績データと予測対象日の天気情報、カレンダー情報からなるデータを取得する(ステップST8)。
具体的には、データ取得部41は、第2所定期間より長い期間であって、電力需要の予測値を算出する予測対象日から過去の第3所定期間の建物の実績データと、予測対象日の天気情報およびカレンダー情報と、からなるデータを取得する。
Acquire data consisting of past performance data, weather information for the forecast target day, and calendar information (step ST8).
Specifically, the
決定した予測モデルに取得したデータを入力し、予測を実施する(ステップST9)。
具体的には、電力需要算出部42は、データ取得部41が取得したデータを、予測モデル(ステップST6で決定された第2モデル12、ステップST7で決定された第1モデル11のうちのいずれか一方のモデル)に入力し、予測対象日における電力需要の予測値を算出する。
The acquired data is input to the determined prediction model, and prediction is performed (step ST9).
Specifically, the power
以上のように、本発明の電力需要予測システム10をオフィスビルなどの建物に適用することにより、以下のことが期待できる。
データ数の少ない新築建物や電力需要パターンの変化による予測精度の悪化を防ぐことができる。
また、建物の設備運転計画の精度は予測精度に依存するため、上記の場合においても、高い精度を有する設備運転計画を立案することができ、建物の省エネ・節電に寄与することができる。
As described above, the following can be expected by applying the power
It is possible to prevent deterioration of prediction accuracy due to new buildings with little data and changes in power demand patterns.
In addition, since the accuracy of the building equipment operation plan depends on the prediction accuracy, even in the above case, it is possible to formulate a highly accurate equipment operation plan, which contributes to energy saving and power saving of the building.
上述した実施形態における電力需要予測システム10をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、FPGA(Field Programmable Gate Array)等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
The power
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 Although the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design and the like are included within the scope of the gist of the present invention.
10…電力需要予測システム、11…第1モデル、12…第2モデル、20…予測モデル決定サーバ、21…モデル生成部、22…予測値取得部、23…予測精度算出部、24…モデル比較結果出力部、30…モデル決定部、40…予測サーバ、41…データ取得部、42…電力需要算出部、43…予測結果出力部、50…電力需要予測部、111…第1予測モデル、112…第2予測モデル
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記電力需要の予測値を算出する、人工知能手法で作成された第1予測モデルと、
前記電力需要の予測値を算出する、学習機能を有さない統計的手法で作成された第2予測モデルと、
前記電力需要予測システムによって行われる予測を開始した後、第1所定期間における前記建物の電力需要の実績値、天気情報およびカレンダー情報を含む実績データを、前記第1予測モデルおよび前記第2予測モデルそれぞれに入力し、第1モデルおよび第2モデルを生成するモデル生成部と、
前記第1モデルおよび前記第2モデルそれぞれに、前記第1所定期間より短い期間であって、予測モデルを決定する時から過去の第2所定期間の前記実績データを入力し、両モデルの出力である第1モデル予測値および第2モデル予測値のいずれか一方と、前記第2所定期間の実績値と、を所定の数式へ入力し、前記所定の数式の算出結果として出力される前記第1モデルの予測精度および前記第2モデルの予測精度それぞれを比較し、比較結果に応じて、前記第1モデルおよび前記第2モデルのいずれか一方を前記予測モデルとして決定するモデル決定部と、
を有する予測モデル決定サーバと、
前記第2所定期間より長い期間であって、前記電力需要の予測値を算出する予測対象日から過去の第3所定期間の前記建物の実績データと、予測対象日の天気情報およびカレンダー情報と、からなるデータを、前記予測モデルに入力し、前記予測対象日における電力需要の予測値を算出する電力需要予測部、
を有する予測サーバと、
を備えることを特徴とする電力需要予測システム。 A power demand forecasting system for predicting the power demand of a building,
A first prediction model created by an artificial intelligence method that calculates the predicted value of the power demand;
a second prediction model created by a statistical method without a learning function, which calculates the predicted value of the power demand;
After starting the prediction performed by the power demand prediction system, the actual data including the actual value of the power demand of the building in a first predetermined period, weather information and calendar information are applied to the first prediction model and the second prediction model. a model generation unit that inputs to each and generates a first model and a second model;
The performance data for a second predetermined period of time shorter than the first predetermined period and in the past from the time of determining the forecast model is input to each of the first model and the second model, and the output of both models is Either one of the first model prediction value and the second model prediction value and the actual value of the second predetermined period are input to a predetermined formula, and the first model output as the calculation result of the predetermined formula a model determination unit that compares the prediction accuracy of the model and the prediction accuracy of the second model, and determines either one of the first model and the second model as the prediction model according to the comparison result;
a predictive model determination server having
Performance data of the building for a period longer than the second predetermined period and a past third predetermined period from the prediction target date for calculating the predicted value of power demand, weather information and calendar information for the prediction target date; A power demand forecasting unit that inputs data consisting of
a prediction server having
A power demand forecasting system comprising:
前記第2モデルの予測精度が前記第1モデルの予測精度以下の場合、前記第2モデルを前記予測モデルとして決定し、
前記第2モデルの予測精度が前記第1モデルの予測精度より大きい場合、前記第1モデルを前記予測モデルとして決定する、
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。 The model determination unit
if the prediction accuracy of the second model is equal to or less than the prediction accuracy of the first model, determining the second model as the prediction model;
if the prediction accuracy of the second model is greater than the prediction accuracy of the first model, determining the first model as the prediction model;
The power demand forecasting system according to claim 1, characterized by:
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電力需要予測システム。 The third predetermined period is a period shorter than the first predetermined period during which the prediction accuracy of the second model is greater than the prediction accuracy of the first model.
3. The power demand forecasting system according to claim 1 or 2, characterized in that:
前記第1モデルおよび前記第2モデルそれぞれに、前記第1所定期間より短い期間であって、予測モデルを決定する時から過去の第2所定期間の前記実績データを入力し、両モデルの出力である第1モデル予測値および第2モデル予測値を取得する予測値取得部と、
前記第1モデル予測値または前記第2モデル予測値のいずれか一方と、前記第2所定期間の実績値と、を所定の数式へ入力し、前記第1モデルの予測精度および前記第2モデルの予測精度それぞれを前記所定の数式の算出結果として出力する予測精度算出部と、
算出された前記第1モデルの予測精度および前記第2モデルの予測精度を比較し、比較結果に応じて、前記第1モデルおよび前記第2モデルのいずれか一方を予測モデルとして出力するモデル比較結果出力部と、
を有す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。 The model determination unit of the prediction model determination server,
The performance data for a second predetermined period of time shorter than the first predetermined period and in the past from the time of determining the forecast model is input to each of the first model and the second model, and the output of both models is a predicted value acquisition unit that acquires certain first model predicted values and second model predicted values;
Either the first model predicted value or the second model predicted value and the actual value of the second predetermined period are input into a predetermined formula, and the prediction accuracy of the first model and the prediction accuracy of the second model A prediction accuracy calculation unit that outputs each prediction accuracy as a calculation result of the predetermined formula;
A model comparison result of comparing the calculated prediction accuracy of the first model and the calculated prediction accuracy of the second model, and outputting one of the first model and the second model as a prediction model according to the comparison result. an output unit;
The power demand forecasting system according to any one of claims 1 to 3, characterized by comprising:
前記第2所定期間より長い期間であって、前記電力需要の予測値を算出する予測対象日から過去の第3所定期間の前記建物の実績データと、予測対象日の天気情報およびカレンダー情報と、からなるデータを取得するデータ取得部と、
前記データ取得部が取得したデータを、前記予測モデルに入力し、前記予測対象日における電力需要の予測値を算出する電力需要算出部と、
を有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の電力需要予測システム。 The power demand forecasting unit of the forecasting server,
Performance data of the building for a period longer than the second predetermined period and a past third predetermined period from the prediction target date for calculating the predicted value of power demand, weather information and calendar information for the prediction target date; a data acquisition unit that acquires data consisting of
a power demand calculation unit that inputs the data acquired by the data acquisition unit into the prediction model and calculates a predicted value of power demand on the prediction target day;
The power demand forecasting system according to any one of claims 1 to 4, characterized by comprising:
前記電力需要の予測値を算出する、人工知能手法で作成された第1予測モデルと、
前記電力需要の予測値を算出する、学習機能を有さない統計的手法で作成された第2予測モデルと、を有する予測モデル決定サーバは、
モデル生成部が、前記電力需要予測システムによって行われる予測を開始した後、第1所定期間における前記建物の電力需要の実績値、天気情報およびカレンダー情報を含む実績データを、前記第1予測モデルおよび前記第2予測モデルそれぞれに入力し、第1モデルおよび第2モデルを生成する工程と、
モデル決定部が、前記第1モデルおよび前記第2モデルそれぞれに、前記第1所定期間より短い期間であって、予測モデルを決定する時から過去の第2所定期間の前記実績データを入力し、両モデルの出力である第1モデル予測値および第2モデル予測値のいずれか一方と、前記第2所定期間の実績値と、を所定の数式へ入力し、前記所定の数式の算出結果として出力される前記第1モデルの予測精度および前記第2モデルの予測精度それぞれを比較し、比較結果に応じて、前記第1モデルおよび前記第2モデルのいずれか一方を前記予測モデルとして決定する工程と、
を有し、
予測サーバは、
電力需要予測部が、前記第2所定期間より長い期間であって、前記電力需要の予測値を算出する予測対象日から過去の第3所定期間の前記建物の実績データと、予測対象日の天気情報およびカレンダー情報と、からなるデータを、前記予測モデルに入力し、前記予測対象日における電力需要の予測値を算出する工程、
を有することを特徴とする電力需要予測システムの制御方法。 A control method for a power demand prediction system that predicts the power demand of a building, comprising:
A first prediction model created by an artificial intelligence method that calculates the predicted value of the power demand;
A prediction model determination server having a second prediction model created by a statistical method without a learning function that calculates the predicted value of the power demand,
After the model generation unit starts the prediction performed by the power demand prediction system, the actual data including the actual value of the power demand of the building in a first predetermined period, weather information and calendar information is generated by the first prediction model and inputting to each of the second predictive models to generate a first model and a second model;
A model determination unit inputs the performance data for a second predetermined period in the past from when the prediction model is determined, which is shorter than the first predetermined period, to each of the first model and the second model, and Either one of the first model prediction value and the second model prediction value, which are the outputs of both models, and the actual value for the second predetermined period are input to a predetermined formula, and output as the calculation result of the predetermined formula. comparing the prediction accuracy of the first model and the prediction accuracy of the second model, and determining either one of the first model and the second model as the prediction model according to the comparison result; ,
has
The prediction server
A power demand forecasting unit, which is a period longer than the second predetermined period and past a third predetermined period from the forecast target date for calculating the forecasted value of the power demand, and the actual data of the building and the weather on the forecast target day. A step of inputting data consisting of information and calendar information into the prediction model and calculating a predicted value of power demand on the prediction target day;
A control method for a power demand forecasting system, comprising:
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