(57)【要約】【課題】予測精度が高いスポット価格を求めることが可能な電力価格予測装置を提供する。【解決手段】実施形態の電力価格予測装置は、取得部と、予測部と、算出部と、を備える。取得部は、所定日時の電力の需給に関わる外的要因を取得する。予測部は、取得した外的要因に基づいて、互いに異なる複数の予測方法によって、所定日時の電力価格を予測する。算出部は、各予測方法について、当該予測方法により予測される電力価格の予測精度の指標となる指標値を算出し、複数の予測方法のうち指標値が最も高い予測方法により予測される電力価格を、所定日時の電力価格の予測価格として求める。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定日時の電力の需給に関わる外的要因を取得する取得部と、
取得した前記外的要因に基づいて、互いに異なる複数の予測方法によって、前記所定日時の電力価格を予測する予測部と、
前記各予測方法について、当該予測方法により予測される前記電力価格の予測精度の指標となる指標値を算出し、前記複数の予測方法のうち前記指標値が最も高い前記予測方法により予測される前記電力価格を、前記所定日時の電力価格の予測価格として求める算出部と、
を備える電力価格予測装置。
【請求項２】
前記算出部は、前記外的要因を説明変数としかつ前記電力価格を被説明変数とする決定係数を、前記指標値として算出する請求項１に記載の電力価格予測装置。
【請求項３】
前記算出部は、前記複数の予測方法のうち、小数点以下の所定桁までの前記決定係数が最も高い前記予測方法により予測される前記電力価格を前記予測価格として求め、小数点以下の前記所定桁までの前記決定係数が最も高い前記予測方法が複数ある場合、当該複数の予測方法のうち前記電力価格の予測に用いる前記説明変数の数が最も少ない前記予測方法により予測される前記電力価格を前記予測価格として求める請求項２に記載の電力価格予測装置。
【請求項４】
前記説明変数には、予め優先度が設定され、
前記算出部は、小数点以下の前記所定桁までの前記決定係数が等しい前記予測方法が複数あり、かつ前記電力価格の予測に用いる前記説明変数が最も少ない前記予測方法が複数ある場合、当該複数の予測方法のうち、所定の優先度より高い前記優先度が設定された前記説明変数を最も多く用いる前記予測方法により予測される前記電力価格を前記予測価格として求める請求項３に記載の電力価格予測装置。
【請求項５】
前記所定日時より前の前記外的要因を記憶する記憶部をさらに備え、
前記取得部は、前記記憶部から、前記所定日時の前記外的要因および当該所定日時に類似する日時の前記外的要因を取得する請求項１から４のいずれか一に記載の電力価格予測装置。
【請求項６】
前記取得部は、前記記憶部から、前記所定日時以降の所定期間の前記外的要因データを取得する請求項４に記載の電力価格予測装置。
【請求項７】
前記算出部は、前記予測価格の理論分布に基づいて当該予測価格の信頼区間を算出する請求項１から６のいずれか一に記載の電力価格予測装置。
【請求項８】
前記算出部は、単位時間毎に、現在時刻を前記所定日時として取得し、前記予測方法により前記現在時刻の前記電力価格の予測を繰り返す請求項１から７のいずれか一に記載の電力価格予測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電力価格予測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力小売りの自由化に伴い、電力小売事業者の増大が見込まれる。電力小売事業者は、電力市場から電力を調達して、当該調達した電力を需要家に供給する。そのため、電力小売事業者は、予め電力の調達計画を策定する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１９５２８５号公報
【特許文献２】特許第４８０７７３５号公報
【特許文献３】特開２００８−１０８０８５号公報
【特許文献４】特許第４９６８５９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電力の調達計画の策定には、予め設定された時間帯毎に、電力の価格（所謂、スポット価格）を予測する必要があり、可能な限り高精度なスポット価格の予測が求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の電力価格予測装置は、取得部と、予測部と、算出部と、を備える。取得部は、所定日時の電力の需給に関わる外的要因を取得する。予測部は、取得した外的要因に基づいて、互いに異なる複数の予測方法によって、所定日時の電力価格を予測する。算出部は、各予測方法について、当該予測方法により予測される電力価格の予測精度の指標となる指標値を算出し、複数の予測方法のうち指標値が最も高い予測方法により予測される電力価格を、所定日時の電力価格の予測価格として求める。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１の実施形態にかかる電力価格予測装置を適用した電力需要管理システムの構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態にかかる電力価格予測装置の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図３】図３は、第１の実施形態にかかる電力価格予測装置によるスポット価格の予測処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、第２の実施形態にかかる電力価格予測装置によるスポット価格の予測処理の一例の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、添付の図面を用いて、本実施形態にかかる電力価格予測装置を適用した電力需要管理システムについて説明する。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態にかかる電力価格予測装置を適用した電力需要管理システムの構成の一例を示す図である。電力需給管理システムは、電力を販売する電力小売事業者に導入されるシステムである。本実施形態では、電力需給管理システムは、図１に示すように、需要予測装置１０１と、電力価格予測装置１０２と、省エネ予測装置１０３と、需給計画策定装置１０４と、を有する。需要予測装置１０１は、電力の需要を予測する。電力価格予測装置１０２は、予測日時（所定日時の一例）における電力の価格（以下、スポット価格と言う）を予測する。省エネ予測装置１０３は、電力の供給先における電力消費の削減量を予測する。需給計画策定装置１０４は、需要予測装置１０１により予測される電力の需要、電力価格予測装置１０２により予測されるスポット価格、および省エネ予測装置１０３により予測される電力消費の削減量に基づいて、電力の需給計画を策定するシステム（サブシステム）である。
【０００９】
図２は、第１の実施形態にかかる電力価格予測装置の機能構成の一例を示すブロック図である。本実施形態にかかる電力価格予測装置１０２は、図２に示すように、データ取得部２０１と、スポット価格予測部２０２と、予測精度判定部２０３と、データ出力部２０４と、外的要因データ記憶部２０５と、を有する。データ取得部２０１は、スポット価格を予測する予測日時を取得する。外的要因データ記憶部２０５は、電力の需給に関わる外的要因を示す外的要因データを記憶する。本実施形態では、外的要因データ記憶部２０５は、インターネット等の通信網ＮＴを介して、外部機関データベース２０６に記憶された外的要因データを取得し、当該取得した外的要因データを記憶する。
【００１０】
スポット価格予測部２０２（取得部の一例）は、外的要因データ記憶部２０５から、データ取得部２０１により取得された予測日時の外的要因データを取得する。次いで、スポット価格予測部２０２は、取得された外的要因データに基づいて、予測日時における電力価格を予測する。本実施形態では、スポット価格予測部２０２は、外的要因データに基づいて、互いに異なる複数の予測方法（例えば、回帰分析やニューラルネットワーク）により、予測日時における電力価格を予測する。
【００１１】
予測精度判定部２０３（算出部の一例）は、各予測方法について、当該予測方法により予測される電力価格の予測精度の指標となる値（以下、予測精度判定指標値と言う。指標値の一例）を算出する。本実施形態では、予測精度判定部２０３は、外的要因データが示す外的要因を説明変数としかつ電力価格を被説明変数とする決定係数Ｒ２を、予測精度判定指標値として算出する。決定係数Ｒ２は、予測方法による電力価格（被説明変数）の予測に用いる説明変数が、当該電力価格をどれくらい説明できるかを表す値である。また、予測精度判定部２０３は、複数の予測方法のうち予測精度判定指標値が最も高い予測方法により予測された電力価格を、予測日時におけるスポット価格（予測価格の一例）として求める。データ出力部２０４は、予測精度判定部２０３によりスポット価格とされた電力価格を、需給計画策定装置１０４等の外部装置に出力する。これにより、入力された予測日時における電力の需給に合った予測方法により予測された電力価格がスポット価格として求められるので、予測精度が高いスポット価格を求めることが可能となる。
【００１２】
次に、図３を用いて、本実施形態にかかる電力価格予測装置１０２によるスポット価格の予測処理の流れの一例について説明する。図３は、第１の実施形態にかかる電力価格予測装置によるスポット価格の予測処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００１３】
データ取得部２０１は、電力の価格を予測する単位時間（例えば、３０分）毎に、現在時刻を予測日時として取得する（ステップＳ３０１）。次に、スポット価格予測部２０２は、外的要因データ記憶部２０５から、予測方法ｍ１〜ｍｎ（ｎは、１以上の整数）それぞれについて、予測日時から所定時間（例えば、１０分）前までの電力の需要、気温、湿度、降水量等を示す外的要因データを、電力価格の予測に用いる説明変数として取得し、かつ当該説明変数に基づいて予測される電力価格を被説明変数として取得する（ステップＳ３０２）。予測精度判定部２０３は、取得した外部要因データから、予測方法ｍ１〜ｍｎ毎に異なる説明変数を選択しても良い。その場合、予測精度判定部２０３は、予測方法ｍ１〜ｍｎの数だけ、異なる組合せの説明変数を選択する。
【００１４】
次に、予測精度判定部２０３は、取得した説明変数および被説明変数に基づいて、予測方法ｍ１〜ｍｎそれぞれについて、決定係数Ｒ２を算出する（ステップＳ３０３）。そして、予測精度判定部２０３は、予測方法ｍ１〜ｍｎのうち、算出した決定係数Ｒ２が最も大きい予測方法を選択する（ステップＳ３０４）。
【００１５】
次いで、スポット価格予測部２０２は、外的要因データ記憶部２０５から、予測日時の外的要因データのうち、選択した予測方法による電力価格の予測に用いる外的要因データを取得する（ステップＳ３０５）。そして、スポット価格予測部２０２は、取得した外的要因データに基づいて、当該選択した予測方法により、電力価格を予測する（ステップＳ３０６）。予測精度判定部２０３は、予測された電力価格を、予測日時のスポット価格として求める。データ出力部２０４は、予測されたスポット価格を、需給計画策定装置１０４に対して出力する。
【００１６】
スポット価格予測部２０２および予測精度判定部２０３は、スポット価格の予測終了を指示する終了指示が入力されるまで、上述した処理によって、単位時間（例えば、３０分）毎に、スポット価格の予測を繰り返す（ステップＳ３０７）。本実施形態では、スポット価格予測部２０２および予測精度判定部２０３は、３０分毎に、スポット価格の予測を繰り返しているが、３０分より長い単位時間または３０分より短い単位時間毎に、スポット価格の予測を繰り返しても良い。
【００１７】
その際、本実施形態では、スポット価格予測部２０２は、単位時間毎に、現在時刻を予測日時として取得する。そして、スポット価格予測部２０２は、予測方法により、現在時刻のスポット価格の予測を繰り返す。その場合、スポット価格予測部２０２は、外的要因データ記憶部２０５から取得した外的要因データのうち当該単位時間を代表する外的要因データ（例えば、単位時間の外的要因データの平均値または最大値）に基づいて、電力価格を予測することも可能である。
【００１８】
例えば、スポット価格予測部２０２は、単位時間の外的要因データの種類（例えば、電力の需要、気温、湿度、降水量）毎の平均値または最大値を、単位時間を代表する外的要因データとして取得し、当該外的要因データに基づいて、電力価格を予測する。これにより、一時的な外的要因データの変化によるスポット価格への影響を低減することができるので、中長期的なスポット価格の予測精度をより向上させることができる。
【００１９】
図３に示すフローチャートでは、スポット価格の予測（ステップＳ３０５、ステップＳ３０６）に先立って、決定係数Ｒ２の算出および予測方法の選択（ステップＳ３０２〜ステップＳ３０４）を行っているが、これに限定するものではなく、複数の予測方法ｍ１〜ｍｎによる電力価格の予測を行った後、決定係数Ｒ２の算出を行い、かつ算出した決定係数Ｒ２が最も大きい予測方法により予測された電力価格をスポット価格として求めても良い。
【００２０】
このように、第１の実施形態にかかる電力価格予測装置１０２によれば、入力された予測日時における電力の需給に合った予測方法により予測された電力価格がスポット価格として求められるので、予測精度が高いスポット価格を求めることが可能となる。
【００２１】
（第２の実施形態）
本実施形態は、複数の予測方法のうち、小数点以下の所定桁までの決定係数が最も高い予測方法により予測された電力価格をスポット価格として求める例である。以下の説明では、第１の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００２２】
本実施形態では、予測精度判定部２０３は、複数の予測方法ｍ１〜ｍｎのうち、小数点以下の所定桁（例えば、３桁）までの決定係数Ｒ２が最も高い予測方法により予測される電力価格をスポット価格として求める。また、予測精度判定部２０３は、小数点以下の所定桁までの決定係数Ｒ２が最も高い予測方法が複数ある場合、当該複数の予測方法のうち、電力価格の予測に用いる説明変数の種類の数が最も少ない予測方法により予測される電力価格をスポット価格として求める。
【００２３】
さらに、予測精度判定部２０３は、電力価格の予測に用いる説明変数に対して予め優先度を設定する。そして、予測精度判定部２０３は、少数点以下の所定桁までの決定係数Ｒ２が最も高い予測方法が複数存在しかつ当該複数の予測方法のうち電力価格の予測に用いる説明変数の数が最も少ない予測方法が複数ある場合、複数の予測方法ｍ１〜ｍｎのうち、所定の優先度より高い優先度が設定された説明変数を最も多く用いる予測方法により予測された電力価格を、スポット価格として求める。本実施形態では、予測精度判定部２０３は、説明変数の一例である電力の需要、気温、湿度、および降水量に対して、電力の需要、気温、湿度、降水量の順に低くなる優先度を予め設定するものとする。以上の処理によれば、小数点以下の所定桁までの決定係数Ｒ２が最も高い予測方法が複数存在する場合、より予測精度の高い予測方法を用いてスポット価格を予測することができる。
【００２４】
次に、図４を用いて、本実施形態にかかる電力価格予測装置１０２によるスポット価格の予測処理の一例について説明する。図４は、第２の実施形態にかかる電力価格予測装置によるスポット価格の予測処理の一例の流れを示すフローチャートである。
【００２５】
予測精度判定部２０３は、予測方法ｍ１〜ｍｎのうち、小数点以下の３桁までの決定係数Ｒ２が最大となる予測方法が１つか否かを判断する（ステップＳ４０１）。小数点以下の３桁までの決定係数Ｒ２が最も大きい予測方法が１つである場合（ステップＳ４０１：Ｙｅｓ）、予測精度判定部２０３は、当該予測方法を、スポット価格の予測に用いる予測方法として選択し（ステップＳ４０２）、図３のステップＳ３０５に進む。
【００２６】
一方、小数点以下の３桁までの決定係数Ｒ２が最も大きい予測方法が複数存在する場合（ステップＳ４０１：Ｎｏ）、予測精度判定部２０３は、当該複数の予測方法のうち、電力価格の予測に用いる説明変数の数が最も少ない予測方法を１つ選択できるか否かを判断する（ステップＳ４０３）。電力価格の予測に用いる説明変数の数が最も少ない予測方法を１つ選択できる場合（ステップＳ４０３：Ｙｅｓ）、予測精度判定部２０３は、小数点以下の３桁までの決定係数Ｒ２が最も大きくかつ電力価格の予測に用いる説明変数の数が最も少ない予測方法を選択し（ステップＳ４０４）、図３のステップＳ３０５に進む。
【００２７】
また、電力価格の予測に用いる説明変数の数が最も少ない予測方法を１つ選択できない場合（ステップＳ４０３：Ｎｏ）、予測精度判定部２０３は、小数点以下の３桁までの決定係数Ｒ２が最も大きくかつ電力価格の予測に用いる説明変数の数が最も少ない予測方法のうち、所定の優先度より高い優先度が設定された説明変数を最も多く用いる予測方法を選択し（ステップＳ４０５）、図３のステップＳ３０５に進む。
【００２８】
このように、第２の実施形態にかかる電力価格予測装置１０２によれば、小数点以下の所定桁までの決定係数Ｒ２が最も高い予測方法により予測された電力価格をスポット価格として求めるので、小数点以下の所定桁までの決定係数Ｒ２が最も高い予測方法が複数存在する場合、より予測精度の高い予測方法を用いてスポット価格を予測することができる。
【００２９】
（第３の実施形態）
本実施形態は、外的要因データ記憶部から、予測日時の外的要因データおよび当該予測日時に類似する日時の外的要因データを取得する例である。以下の説明では、第１の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００３０】
本実施形態では、外的要因データ記憶部２０５は、データ取得部２０１により取得された予測日時より前の外部要因データ（学習データ）を記憶する。スポット価格予測部２０２は、外部要因データ記憶部２０５から、予測日時の外部要因データに加え、当該予測日時に類似する日時の外部要因データを取得する。ここで、予測日時に類似する日時とは、予測日時と同様の気象の日時、予測日時と同様の電力の需要が記録された日時、予測日時と同様のスポット価格が予測された日時等である。
【００３１】
そして、スポット価格予測部２０２は、予測日時の外部要因データに加え、当該予測日時に類似する日時の外部要因データに基づいて、複数の予測方法ｍ１〜ｍｎにより、電力価格を予測する。これにより、一時的な外的要因データの変化によるスポット価格への影響を低減することができるので、スポット価格の予測精度をより向上させることができる。データ出力部２０４は、予測されたスポット価格を、需給計画策定装置１０４に出力する。
【００３２】
需給計画策定装置１０４は、電力価格予測装置１０２から入力されるスポット価格を、予測日時における電力価格として、供給先に電力を供給する。よって、電力需要管理システムを、発電所や太陽光発電等の電源と組み合わせることにより、当該電力需要管理システムにおいて予測されるスポット価格に基づく需給計画を自動生成することができ、コストや環境負荷の削減について適切な目的関数を設定することで、コストや環境負荷の削減に対する所望の効果を得ることができる。
【００３３】
このように、第３の実施形態にかかる電力価格予測装置１０２によれば、一時的な外的要因データの変化によるスポット価格への影響を低減することができるので、スポット価格の予測精度をより向上させることができる。
【００３４】
（第４の実施形態）
本実施形態は、外的要因データ記憶部から、予測日時以降の所定期間の外的要因データを取得する例である。以下の説明では、第１の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００３５】
本実施形態では、スポット価格予測部２０２は、外的要因データ記憶部２０５から、予測日時以降の所定期間の外的要因データを取得する。ここで、予測日時以降の所定期間の外的要因データは、予測日時から、数週間後または数か月後までの外的要因データ（例えば、電力の需要の予測価格、気象予報）である。スポット価格予測部２０２は、予測日時以降の所定期間の外的要因データに基づいて、複数の予測方法ｍ１〜ｍｎにより、電力価格を予測する。
【００３６】
このように、第４の実施形態にかかる電力価格予測装置１０２によれば、予測日時以降の所定期間の外的要因データが示す外的要因に基づいて、スポット価格が予測されるので、長期的な期間のスポット価格の予測が可能となる。また、予測精度判定部２０３は、予測されたスポット価格の平均や分散等の統計量を求めることで、スポット価格の予測の傾向を求めることができる。
【００３７】
（第５の実施形態）
本実施形態は、スポット価格の理論分布に基づいて当該スポット価格の信頼区間を算出する例である。以下の説明では、第１の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００３８】
本実施形態では、予測精度判定部２０３は、スポット価格の理論分布に基づいて、スポット価格の信頼区間を算出する。これにより、スポット価格に加えて、当該スポット価格の信頼区間も算出されるので、予測したスポット価格の信頼性を把握することができる。予測精度判定部２０３は、選択する予測方法に対して、信頼区間に関する理論分布が設定されている場合には、当該理論分布に基づいて、信頼区間を算出する。一方、当該選択する予測方法に対して理論分布が設定されていない場合には、予測精度判定部２０３は、スポット価格の誤差分布を仮定したモンテカルロシミュレーションによって、理論分布を求める。
【００３９】
このように、第５の実施形態にかかる電力価格予測装置１０２によれば、スポット価格に加えて、当該スポット価格の信頼区間も算出されるので、予測したスポット価格の信頼性を把握することができる。
【００４０】
以上説明したとおり、第１から第５の実施形態によれば、予測精度が高いスポット価格を求めることが可能となる。
【００４１】
なお、本実施形態の電力価格予測装置１０２で実行されるプログラムは、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）等に予め組み込まれて提供される。本実施形態の電力価格予測装置１０２で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
【００４２】
さらに、本実施形態の電力価格予測装置１０２で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の電力価格予測装置１０２で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
【００４３】
本実施形態の電力価格予測装置１０２で実行されるプログラムは、上述した各部（データ取得部２０１、スポット価格予測部２０２、予測精度判定部２０３、およびデータ出力部２０４）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（Central  Processing  Unit）が上記ＲＯＭからプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、データ取得部２０１、スポット価格予測部２０２、予測精度判定部２０３、およびデータ出力部２０４が主記憶装置上に生成されるようになっている。
【００４４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４５】
１０２  電力価格予測装置
２０１  データ取得部
２０２  スポット価格予測部
２０３  予測精度判定部
２０４  データ出力部
２０５  外的要因データ記憶部
２０６  外部機関データベース
【図１】
2018013934.tif 000003
【図２】
2018013934.tif 000004
【図３】
2018013934.tif 000005
【図４】
2018013934.tif 000006