(57)【要約】【課題】  気象変化に伴う需要予測を高精度に行う。【解決手段】  所定時刻における気象予報情報を第１の入力部１０により入力し、第１の入力部１０により入力された気象予報情報に基づき各時刻の需要予測を需要予測部１１で行い、所定時刻経過後の任意の時刻までの実際の需要実績と、当該任意の時刻までの実際の気象情報を第２の入力部１２により入力し、第１の入力部１０により入力された気象予報情報と、第２の入力部１２により入力された実際の気象情報とを比較し、当該比較結果から任意の時刻以降の気象予測情報を気象予測情報生成部１３により生成し、第２の入力部１２により入力された任意の時刻までの少なくとも一つの実際の需要実績と、気象予測情報生成部１３により生成された任意の時刻以降の気象予測情報に基づき、需要予測部１１により予測された需要予測を修正部１４により修正する。【選択図】  図２
2007047996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定時刻における気象予報情報を入力する第１の入力手段と、
上記第１の入力手段により入力された上記気象予報情報に基づき各時刻の需要予測を行う需要予測手段と、
上記所定時刻経過後の任意の時刻までの実際の需要実績と、当該任意の時刻までの実際の気象情報を入力する第２の入力手段と、
上記第１の入力手段により入力された上記気象予報情報と、上記第２の入力手段により入力された上記実際の気象情報とを比較し、当該比較結果から上記任意の時刻以降の気象予測情報を生成する気象予測情報生成手段と、
上記第２の入力手段により入力された上記任意の時刻までの少なくとも一つの実際の需要実績と、上記気象予測情報生成手段により生成された上記任意の時刻以降の気象予測情報に基づき、上記需要予測手段により予測された上記需要予測を修正する修正手段とを備えることを特徴とする需要予測装置。
【請求項２】
上記修正手段により修正された上記需要予測について、予測値の誤差幅を推定する誤差幅推定手段を備えることを特徴とする請求項１記載の需要予測装置。
【請求項３】
所定時刻における気象予報情報を入力する第１の入力工程と、
上記第１の入力工程により入力された上記気象予報情報に基づき各時刻の需要予測を行う需要予測工程と、
上記所定時刻経過後の任意の時刻までの実際の需要実績と、当該任意の時刻までの実際の気象情報を入力する第２の入力工程と、
上記第１の入力工程により入力された上記気象予報情報と、上記第２の入力工程により入力された上記実際の気象情報とを比較し、当該比較結果から上記任意の時刻以降の気象予測情報を生成する気象予測情報生成工程と、
上記第２の入力工程により入力された上記任意の時刻までの少なくとも一つの実際の需要実績と、上記気象予測情報生成工程により生成された上記任意の時刻以降の気象予測情報に基づき、上記需要予測工程により予測された上記需要予測を修正する修正工程とを備えることを特徴とする需要予測方法。
【請求項４】
上記修正工程により修正された上記需要予測について、予測値の誤差幅を推定する誤差幅推定工程を備えることを特徴とする請求項３記載の需要予測方法。
【請求項５】
所定時刻における気象予報情報を入力する第１の入力工程と、
上記第１の入力工程により入力された上記気象予報情報に基づき各時刻の需要予測を行う需要予測工程と、
上記所定時刻経過後の任意の時刻までの実際の需要実績と、当該任意の時刻までの実際の気象情報を入力する第２の入力工程と、
上記第１の入力工程により入力された上記気象予報情報と、上記第２の入力工程により入力された上記実際の気象情報とを比較し、当該比較結果から上記任意の時刻以降の気象予測情報を生成する気象予測情報生成工程と、
上記第２の入力工程により入力された上記任意の時刻までの少なくとも一つの実際の需要実績と、上記気象予測情報生成工程により生成された上記任意の時刻以降の気象予測情報に基づき、上記需要予測工程により予測された上記需要予測を修正する修正工程とをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項６】
上記修正工程により修正された上記需要予測について、予測値の誤差幅を推定する誤差幅推定工程を備えることを特徴とする請求項５記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、当日及び翌日などの需要予測を行う需要予測装置及び方法並びにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力会社の中央給電指令所で行う需要想定には、当日や翌日を予測対象とする短期の需要想定がある。電力を安定して供給するためには、需要に見合った量の発電力を確保することが必要であり、また、一方では、需要に比べて過度に余分な発電力を準備した場合には、非効率な発電機運用を行うこととなり経済性を損なう原因となる。日々の需給運用のための発電機の最終的な準備や確認は、この短期の需要想定に基づき行われており、このような需要想定での高い予測精度を維持し、かつ向上することは、電力会社にとって極めて重要な課題となっている。
【０００３】
ところで、電力需要は、冷房機器や暖房機器の普及等により、気温など当日の気象条件に特に強い影響を受けてしまう特徴があることが知られている。このため、電力会社では、当日や翌日などの需要想定を行う方法として、過去の各日の電力需要の実績と、これに対応する各日の気温や湿度などの実績との関係を回帰式やニューラルネットワーク等でモデル化し、これを需要予測式として取扱い、需要予測に利用する手法が活用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１２３５８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電力会社が実施する当日、翌日の需要想定では、例えば、当日を対象とする需要想定では朝の午前７時や午前８時といった時刻に予測が行われる。また、翌日の需要想定では午後３時や午後４時などの時刻に予測が行われる。この場合、上述した回帰式などを予測式として利用する際に、同予測式の入力変数には、予測計算を行う同朝、同夕刻時点に得られる、当日及び翌日の気温等の気象予報値が用いられることとなる。
【０００６】
しかしながら、例えば、当日の需要予測において朝の時点での需要想定に用いた気象予報に対して、例えばその後、午前中の段階で気象が予報に反して急変した場合には、急変前の気象予報情報に基づいて算出した需要予測には大きな誤差が生じてしまう可能性があり、上述した電力の安定供給の観点から、直ちに需要予測の見直しと、見直し後の需要予測に基づいた供給予備力の確認などが必要となる。
【０００７】
ところで、上述した需要予測に用いられる気象予報は、気象庁や気象情報会社からの提供によるものであるが、現在、気象庁の気象予報の見直しは、確定された時間のみで実施されているため、気象急変時に対応して需要想定を行う場合には、需要予測の再実施のタイミングと、気象の再予報との時間タイミングが必ずしも一致するとは限らない。また、気象情報会社に依頼するなどし任意のタイミングで気象の再予報を取得することは原理的には可能であるが、再予報依頼のコストや、再予報に係る時間が掛かり、新たに需要予測を行うのに多大な時間とコストを要してしまう可能性がある。すなわち、費用面、並びに迅速性など時間面における非効率性が問題となる。
【０００８】
そこで、本願発明では、上述した問題点を解決するために、気象が予報に反して急変した場合であっても、気象予報情報の逐次補正により需要予測値を適宜見直し、コスト及び時間の増大を伴うことなく、需要予測精度の向上を図り、また、リスク管理の観点から需要予測値の不確実性（誤差）を評価することを目的とする需要予測装置及び方法並びにプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る需要予測装置は、上述の課題を解決するために、所定時刻における気象予報情報を入力する第１の入力手段と、第１の入力手段により入力された気象予報情報に基づき各時刻の需要予測を行う需要予測手段と、所定時刻経過後の任意の時刻までの実際の需要実績と、当該任意の時刻までの実際の気象情報を入力する第２の入力手段と、第１の入力手段により入力された気象予報情報と、第２の入力手段により入力された実際の気象情報とを比較し、当該比較結果から任意の時刻以降の気象予測情報を生成する気象予測情報生成手段と、第２の入力手段により入力された任意の時刻までの少なくとも一つの実際の需要実績と、気象予測情報生成手段により生成された任意の時刻以降の気象予測情報に基づき、需要予測手段により予測された需要予測を修正する修正手段とを備える。
【００１０】
また、本発明に係る需要予測方法は、上述の課題を解決するために、所定時刻における気象予報情報を入力する第１の入力工程と、第１の入力工程により入力された気象予報情報に基づき各時刻の需要予測を行う需要予測工程と、所定時刻経過後の任意の時刻までの実際の需要実績と、当該任意の時刻までの実際の気象情報を入力する第２の入力工程と、第１の入力工程により入力された気象予報情報と、第２の入力工程により入力された実際の気象情報とを比較し、当該比較結果から任意の時刻以降の気象予測情報を生成する気象予測情報生成工程と、第２の入力工程により入力された任意の時刻までの少なくとも一つの実際の需要実績と、気象予測情報生成工程により生成された任意の時刻以降の気象予測情報に基づき、需要予測工程により予測された需要予測を修正する修正工程とを備える。
【００１１】
さらに、本発明に係るプログラムは、上述の課題を解決するために、所定時刻における気象予報情報を入力する第１の入力工程と、第１の入力工程により入力された気象予報情報に基づき各時刻の需要予測を行う需要予測工程と、所定時刻経過後の任意の時刻までの実際の需要実績と、当該任意の時刻までの実際の気象情報を入力する第２の入力工程と、第１の入力工程により入力された気象予報情報と、第２の入力工程により入力された実際の気象情報とを比較し、当該比較結果から任意の時刻以降の気象予測情報を生成する気象予測情報生成工程と、第２の入力工程により入力された任意の時刻までの少なくとも一つの実際の需要実績と、気象予測情報生成工程により生成された任意の時刻以降の気象予測情報に基づき、需要予測工程により予測された需要予測を修正する修正工程とをコンピュータに実行させるためのものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、気象状況が予報に反して急変した場合であっても、コスト及び処理時間の増大を伴うことなく、時刻ごとに気象予報情報の補正及び需要の再予測を簡易に行い、需要予測精度の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態としての需要予測装置及び方法並びにプログラムについて詳細に説明する。
【００１４】
ここで、図１に本発明の背景について説明する。なお、図１は、当日の需要予測を示すものである。中央給電指令所の需要予測担当者は、朝（例えば、午前８時）の段階で得られる当日の気象予報に基づき、当日朝以降の電力需要を想定する。なお、想定する電力需要の種類としては、毎時の電力需要（本実施例では、午前９時〜同日午後１２時までの１時間毎の需要値等）や、その最大値（日最大需要）等がある。
【００１５】
その後、気象状況が比較的安定し、当日の気象実績が朝の時点の予報に対して、ほぼ同様に推移している日においては、同朝の時点で予測した需要予測値を需給運用上の予測値として引き続き利用する。
【００１６】
これに対して、同朝の予測実施以降に気象が予報に反して大きく急変した場合には、朝の時点での気象予報を基準とした需要予測値は当日の残りの時刻において大きな誤差を生ずる可能性が発生する。こうした日については、現時点までの需要推移や、気象の推移などを考慮して最新の需要や気象状況をもとに再度需要予測を実施する必要がある。本発明では、このように気象が予報に反して大きく急変した場合であってもコスト及び処理時間の増大を伴うことなく、時刻ごとに気象予報情報の補正及び需要の再予測を行うことを目的としている。
【００１７】
需要予測装置１は、図２に示すように、所定時刻における気象予報情報（例えば、気温、湿度等）を入力する第１の入力部１０と、第１の入力部１０により入力された気象予報情報に基づき各時刻（各将来時刻）の需要予測を行う需要予測部１１と、当該所定時刻経過後の任意の時刻までの実際の需要実績と、当該任意の時刻までの実際の気象情報を入力する第２の入力部１２と、第１の入力部１０により入力された気象予報情報と、第２の入力部１２により入力された実際の気象情報とを比較し、当該比較結果から任意の時刻以降の気象予測情報を生成する気象予測情報生成部１３と、第２の入力部１２により入力された任意時刻までの実際の需要実績と、気象予測情報生成部１３により生成された任意の時刻以降の気象予測情報に基づき、需要予測部１１により予測された需要予測を修正する修正部１４とを備える。また、需要予測装置１は、詳細は後述するが、リスク評価のために、修正部１４により修正された需要予測について、予測値の誤差幅を推定する誤差幅推定部１５を備える。
【００１８】
第１の入力部１０は、気象庁や気象情報会社により発表される当日又は翌日の気象予報情報を入力する。
【００１９】
需要予測部１１は、第１の入力部１０から供給された気象予報情報に基づき、当日又は翌日の需要予測を行う。また、需要予測部１１では、需要予測精度の向上を図るため、ローリング予測処理機能を有している。なお、ローリング予測処理とは、一度、需要予測を実施した後で、一定時間経過した後に至近の需要実績や気温実績に基づいて再度需要予測を行う処理をいう。
【００２０】
第２の入力部１２は、例えば、現在得ることができる最新の需要実績と、需要実績が得られた時の実際の気象情報を入力する。
【００２１】
ここで、需要予測装置１のより具体的な構成について図３を用いて説明する。
【００２２】
需要予測装置１は、最新需要実績受信部１００と、最新気象実績受信部１０１と、気象予報受信部１０２と、需要実績データ格納部１０３と、気象実績データ格納部１０４と、気象予報データ格納部１０５と、需要予測式作成部１０６と、気象予報データ判断部１０７と、気象予測データ作成部１０８と、需要予測値算出部１０９を備えている。
【００２３】
最新需要実績受信部１００は、電力会社の需給制御システムなどから常に最新の需要値を取得し、取得した需要値を需要実績データ格納部１０３に格納する。なお、ここでの需要値とは、例えば１時間毎の電力需要量（ｋＷｈ値）などである。
【００２４】
最新気象実績受信部１０１は、電力会社の防災情報ネットワーク若しくは外部接続された気象情報端末などから最新の気温や湿度などの実績値を取得し、取得した実績値を気象実績データ格納部１０４に格納する。なお、ここでの気象情報とは、例えば毎時の気温や湿度の値や、それらの日最高値、日最低値、日平均値などである。
【００２５】
気象予報データ受信部１０２は、外部接続された気象情報端末からオンライン処理による取得、又はファクシミリ、電話などで得た気象予報情報をキーボードなどの入力端末を介して取得し、取得した気象予報情報を気象予報データ格納部１０５に格納する。なお、ここでの気象予報値とは、上述した気象実績値として取込む各気象情報に対応した予報値である。
【００２６】
需要予測式作成部１０６は、需要実績データ格納部１０３及び気象実績データ格納部１０４に格納されている過去の需要及び気温などの気象実績値に基づいて、電力需要を表すモデル式を作成し、作成した電力需要を表すモデル式を需要予測値算出部１０９に供給する。
【００２７】
気象予報データ判断部１０７は、気象予報データ受信部１０２から取得した最新の気象予報値の予報実施時刻と、最新気象実績値受信部１０１で取得した最新の気象実績値の時間情報とを比較し、比較結果を気象予測データ作成部１０８に供給する。
【００２８】
気象予測データ作成部１０８は、気象予報データ判断部１０７において、気象予報データ受信部１０２で取得している最新の気象予報値の予報実施時刻が、現在の時刻、すなわち最新気象実績値受信部１０１で取得した最新の気温実績値の時刻よりも過去の場合に、最新気象実績値受信部１０１で取得した最新の気象実績値に基づいて、気象予報受信部１０２で取得した予報気象の予報誤差実績を算出し、これに基づいて当日内の残りの時刻の気象予報値を新たに作成し、作成した気象予報値を需要予測値算出部１０９に供給する。
【００２９】
需要予測値算出部１０９は、需要予測式作成部１０６で作成した需要モデルに、需要実績データ格納部１０３から得られる当日内の最新の需要実績値と、気象実績データ格納部１０４に格納されている当日内の最新の気象実績値と、気象予測データ作成部１０８で作成した最新の気象予測値を入力し、当日内の残りの時刻の需要予測値を算出する。
【００３０】
ここで、図２と図３の対応について述べる。図２に示す第一の入力部１０は、図３の気象予報受信部１０２と、気象予報データ格納部１０５に対応する。また、第２の入力部１２は、最新需要実績受信部１００と、最新気象実績受信部１０１と、需要実績データ格納部１０３と、気象実績データ格納部１０４に対応する。また、需要予測部１１は、需要予測式作成部１０６と、需要予測値算出部１０９に対応する。また、気象予測情報生成部１３は、気象予報データ判断部１０７と、気象予測データ作成部１０８に対応する。また、修正部１４は、気象予報データ判断部１０７と、気象予測データ作成部１０８の処理を含めた需要予測値算出部１０９に対応する。
【００３１】
＜需要予測方法＞
ここで、需要予測装置１による需要の予測方法について以下に詳述する。
【００３２】
需要予測装置１では、将来の一定期間内の毎時の需要を予測することを目的としている。この毎時の需要を予測するために、需要モデル式は、予測実施時点において入手可能な最新時刻の需要実績値や、予測対象時刻の気温や湿度などの気象要因を変数として含んだ予測式（回帰式）を利用する。ここで、一例として気象要因に気温を取り入れた需要モデル式を（１）式に示す。なお、本需要モデルは一例であり、モデルの変数には、例えば、曜日による需要レベルの違いを表わすための曜日フラグ（例えば、月曜日を「１」とし、その他平日は「０」となる変数等）を加えても良い。
【００３３】
【数１】
2007047996.tif 000003
【００３４】
なお、ｈは将来時刻を示し、ｎｏｗは現時刻を示す(now＜ｈ)。（１）式中の「Ｉ」は、現時刻における将来時刻の予測値を示し、「II」は、現時刻に得られる最新の需要実績値を示し、「ＩＩＩ」は、現時刻において見直した将来時刻の気温の予報値を示す。
【００３５】
また、a０、a１、a２、は、過去の需要及び気象実績から最小二乗法などにより予め推定した時刻ｈの需要のモデルの係数を示している。
【００３６】
需要予測装置１の予測方法に予測精度向上の観点から２つの利点を持っている。１点目は、（１）式中の「II」に示す最新の需要実績を常に予測に反映させることである。また、２点目は、（１）式中の「ＩＩＩ」に示す、気象予報の見直しを前提とした予測を行うことである。（１）式中の「ＩＩＩ」の気象予報の初期値は、気象情報会社からの予報値とするが、時刻の経過に合わせて、直前時刻の気象実績に対する予報誤差の傾向をもとに、将来時刻に対する気象予報値を補正し、予報精度を高める様に修正を行うものである。すなわち、このようにして、需要予測装置１では、（１）式中の「ＩＩ」及び「ＩＩＩ」を予測式に取り入れることによって、需要予測精度の向上を図り、かつ直前までの気象予報のずれを利用した予測対象時刻の気象予報精度の向上を図ることを前提とするので、初期の気象予報値に対して気象状況が急変した際にも予測精度を維持することが可能となる。
【００３７】
＜気象予報の補正処理＞
つぎに、（１）式で示した気象（気温）予報値の修正処理について詳述する。出願人らは、時系列気温予報と、その実績の関係を分析し、その結果として、時系列気温の予報誤差の成分には時刻によらず一定方向に偏差が生じる傾向があることを見出した。ここで、時系列気温予報とは、従来の需要予測で一般に用いられてきた一日の最高気温や最低気温ではなく、本発明が対象とする各時刻の需要に対応した、当該各時刻における気温の予報のことであり、一日内の気温の推移を時系列的に予報することを指す。
【００３８】
需要予測装置１では、当該結果に基づき、予測する当日の予測実施時点までの気温予報誤差の実績傾向から、初期の気温予報値（いまだ実績が確定していない将来時刻の予報値）を修正し、予測対象時刻の気温予報を修正させることにより需要予測精度を向上させる。
【００３９】
また、需要予測装置１は、気温予報値の修正をローリング予測と同期させ、時刻が進む毎に繰り返し行う。したがって、需要予測装置１は、最新の需要実績の取り込みとあわせローリング予測の精度を向上させることができる。ここで、気温予報値の定義について（２）式を用いて説明する。
【００４０】
【数２】
2007047996.tif 000004
【００４１】
なお、（２）式中の「Ｉ」は、最新の見直し処理により得られる将来時刻ｈの気温の予報値である。（２）式中の「ＩＩ」は、気象情報会社から受信した予報値を示している。（２）式中の「ＩＩＩ」は、気象予報値を修正するための係数（逐次最小二乗法などを使い日々更新する）を示している。（２）式中の「ＩＶ」は、現時刻の気温の実績値を示している。（２）式中の「Ｖ」は、気象情報会社から受信した現時刻の気温に対する予報値を示している。
【００４２】
また、上述した（２）式では、当日の需要予測を行う際に最初（図１中の午前８時の時点など）に気象情報会社等から受信した予報値に対して修正を行っているが、（３）式のように一つ前の時刻で修正した直前時刻の気温予報値の誤差を元に修正処理を実施しても良い。
【００４３】
【数３】
2007047996.tif 000005
【００４４】
なお、（３）式中の「Ｉ」は、１時間前に予報した将来時刻ｈの気温予報値を示し、「ＩＩ」は、気温予報値を修正するための係数（（２）式と同様に推定）を示し、「ＩＩＩ」は、１時間前に予報した現時刻の気温の予報値を示している。
【００４５】
つぎに、（２）式、（３）式で示した気温予報値の修正係数の求め方の一例を（４）式に示す。なお、（４）式では、予報実施日を「ｄ」日とし、同日の時刻「ｎｏｗ」に将来時刻「ｈ」の気温の予報値の修正に用いる修正係数を求める。
【００４６】
【数４】
2007047996.tif 000006
【００４７】
なお、（４）式中の「Ｉ」は、気温予報の修正に用いる係数を示しており、「ＩＩ」は、前日同時刻（ｎｏｗ）に将来時刻ｈの気温予報の修正に用いた係数を示しており、「ＩＩＩ」は、前日の予報気象の修正結果を反映させる係数（カルマンゲイン）を示しており、「ＩＶ」は、前日の時刻ｈの実際の気温（実績値）を示しており、「Ｖ」は、前日同時刻（ｎｏｗ）における将来時刻ｈの気温予報値を示している。
【００４８】
また、（４）式中のK(h，now，d)は、以下の通りである。
【００４９】
【数５】
2007047996.tif 000007
【００５０】
また、F(h，now，d)及びρ(h，now，d)2は、以下の通りである。
【００５１】
【数６】
2007047996.tif 000008
【００５２】
但し、σ(h，now，d)、σ(h，now，d-1)は、以下に示す（７）式の推定式に基づくものである。
【００５３】
【数７】
2007047996.tif 000009
【００５４】
なお、（７）式中の「Ｉ」は、（５）式に示した予測対象日の時刻ｎｏｗにおいて時刻ｈの気温予報の修正に用いる本気温予報補正手法による気温予報誤差の標準偏差であり、「ＩＩ」は、平滑化係数であり、事前のシミュレーション評価などであらかじめ任意の値（０〜１の範囲）を与えておく。（７）式中の「ＩＩＩ」は、前日の気温予報における予報誤差の標準偏差であり、「ＩＶ」は、前日の時刻ｈの気温の実績値であり、「Ｖ」は、前日の時刻ｎｏｗにおける時刻ｈの気温を本補正手法により予測した値である。
【００５５】
また、（４）式は、修正係数の与え方の一例を示しており、これ以外の与え方であっても良く、例えば、至近の予報誤差実績に回帰分析（最小二乗法）を適用して推定しても良く、また、予め定めた確定値をテーブルに書き込んでおいて、必要に応じて当該テーブルを参照して修正係数を与えてもよい（図４）。
【００５６】
ここで、本発明に係る気象予報の補正処理により、予測実施時刻の更新にともない気温予報が繰り返し再予報される様子を図５に示す。図５は、（２）式を例に示しており、午前８時の少し前に気温予報を受信したと仮定する。この場合、需要予測装置１は、午前８時の段階では、この受信した予報を直接、それぞれの時刻（本例では、午前８時、９時、１０時、１１時）の気温の予測値とする。
【００５７】
次に、需要予測装置１は、午前８時における実際の気温を実測した後、第一回目の再予報を行う。需要予測装置１は、初期予報された午前９時、午前１０時及び午前１１時の予報値に対して、午前８時における実際の気温と予報値との誤差に基づいて修正（補正）処理を行い、各時の再予報値を求める。
【００５８】
次に、需要予測装置１は、午前９時における実際の気温を実測した後、第二回目の再予報を行う。需要予測装置１は、初期予報された午前１０時及び午前１１時の予報値に対して、午前９時における実際の気温と予報値との誤差に基づいて修正処理を行い、各時の再予報値を求める。
【００５９】
次に、需要予測装置１は、午前１０時における実際の気温を実測した後、第三回目の再予報を行う。需要予測装置１は、初期予報された午前１１時の予報値に対して、午前１０時における実際の気温と予報値との誤差に基づいて修正処理を行い、午前１１時の再予報値を求める。
【００６０】
＜需要予測の不確実性評価＞
本発明では、特に気象急変時における需要予測精度の向上を目指すものであるが、この目的からも明らかなように需要予測で得た予測値には常に予測誤差が内在する。リスク管理の観点からは、予測精度を絶えず維持し、かつ向上させるだけではなく、予測誤差そのものの不確実性、すなわち予測誤差の幅を客観的に把握することが望ましい。そこで、需要予測装置１では、需要予測値に加えて、同予測値の誤差の発生幅（標準偏差を特徴量とし推定）の予測値もあわせて提供する。
【００６１】
まず、需要予測の不確実性(予測誤差の標準偏差)は（８）式で計算する。
【００６２】
【数８】
2007047996.tif 000010
【００６３】
なお、予測対象日をｄとし、（８）式中の「Ｉ」は、現時刻で予測する将来ｈ時刻の需要予測値（（１）式で計算）の誤差の標準偏差の推定値であり、「ＩＩ」は、（１）式で示した需要式を過去のデータに適用した場合の過去の需要に対する誤差の２乗和の平均値（回帰残差の平均に相当）であり、「ＩＩＩ」は、（１）式で示される需要式の気温に関する回帰係数であり、「ＩＶ」は、詳細は後述するが、気温予報値の誤差の標準偏差の推定値である。すなわち、（８）式は需要予測誤差のもととなる需要モデル自体の誤差と、当日の気象予報の誤差といった両者誤差要因を考慮した評価式であり、これにより需要予測値の不確実性を評価することが可能となる。
【００６４】
＜気象予報の不確実性評価＞
つぎに、（８）式における気象予報誤差の予報誤差の不確実性を評価する方法を説明する。（８）式中の「ＩＶ」は、（７）式中の「Ｉ」で評価される気温予報誤差の標準偏差を利用する。
【００６５】
本処理は、先の気温予報の修正処理と合わせて、需要予測実施時刻の時刻の進展とともの行うものであり、図６に本処理の流れの具体例を説明する。
【００６６】
Ｗ（ｈ，ｄ）は、任意の日「ｄ」の時間「ｈ」における実際の気温（以下、実績値という）を示しており、Ｗ（ｈ＋１，ｄ）は、任意の日「ｄ」の時間「ｈ＋１」における実績値を示しており、Ｗ（ｈ＋２，ｄ）は、任意の日「ｄ」の時間「ｈ＋２」における実績値を示している。
【００６７】
＜時間「ｈ」において＞
需要予測装置１は、任意の日「ｄ」の時間「ｈ」において、将来時刻「ｈ＋１」、「ｈ＋２」及び「ｈ＋３」の気温の予報を行い、それぞれ、ＦＷ（ｈ＋１，ｈ，ｄ）、ＦＷ（ｈ＋２，ｈ，ｄ）及びＦＷ（ｈ＋３，ｈ，ｄ）を算出する。また、需要予測装置１では、図６に示すように、上述した予報誤差の不確実性に基づき、各予報値に対して予報誤差幅Ａを推定する。
【００６８】
＜時間「ｈ＋１」において＞
需要予測装置１は、時間「ｈ＋１」の予報値ＦＷ（ｈ＋１，ｈ，ｄ）と実績値Ｗ（ｈ＋１，ｄ）から、誤差ΔＷ（ｈ＋１）を算出する。需要予測装置１は、算出した誤差ΔＷ（ｈ＋１）と修正係数θ（ｈ＋２，ｈ＋１，ｄ）に基づき、時間「ｈ」において算出した予報値ＦＷ（ｈ＋２，ｈ，ｄ）を修正し、再予報値ＦＷ（ｈ＋２，ｈ＋１，ｄ）を算出する。
【００６９】
また、需要予測装置１は、算出した誤差ΔＷ（ｈ＋１）と修正係数θ（ｈ＋３，ｈ＋１，ｄ）に基づき、時間「ｈ」において算出した予報値ＦＷ（ｈ＋３，ｈ，ｄ）を修正し、再予報値ＦＷ（ｈ＋３，ｈ＋１，ｄ）を算出する。
【００７０】
また、需要予測装置１では、図６に示すように、上述した予報誤差の不確実性に基づき、各予報値に対して予報誤差幅Ｂを推定する。
【００７１】
＜時間「ｈ＋２」において＞
需要予測装置１は、時間「ｈ＋２」の予報値ＦＷ（ｈ＋２，ｈ，ｄ）と実績値Ｗ（ｈ＋２，ｄ）から、誤差ΔＷ（ｈ＋２）を算出する。需要予測装置１は、算出した誤差ΔＷ（ｈ＋２）と修正係数θ（ｈ＋３，ｈ＋２，ｄ）に基づき、時間「ｈ＋１」において算出した予報値ＦＷ（ｈ＋３，ｈ＋１，ｄ）を修正し、再予報値ＦＷ（ｈ＋３，ｈ＋２，ｄ）を算出する。
【００７２】
また、需要予測装置１は、図６に示すように、上述した予報誤差の不確実性に基づき、算出した予報値に対して予報誤差幅Ｃを推定する。
【００７３】
このようにして、需要予測装置１では、時間ごとに気温予報と予報誤差幅を適宜修正し、予報誤差幅を実績値に合わせて変形する。
【００７４】
つぎに、需要予測全体の流れであるローリング予測への活用について図７に示すフローチャートにしたがって説明する。
【００７５】
需要予測装置１は、将来毎時時刻の気象予報の修正（補正）処理を含めて時刻の進行に合わせて最新の需要実績及び気温実績を順次取り込み、将来の需要（カーブ）を予測する。
【００７６】
ステップＳＴ１において、需要予測装置１は、第１の入力部１０により予報気象情報が入力される。
【００７７】
ステップＳＴ２において、需要予測装置１は、ステップＳＴ１の工程により入力された予報気象情報と、後述するステップＳＴ５の工程により入力された情報に基づいて需要予測を行う。本工程では、（１）式を用いて需要予測を行う。また、本工程では、期待値としての毎時カーブの予測と、信頼区間としての毎時カーブ予測と、期待値の最大値及び最小値の予測と、信頼区間の最大値及び最小値の予測と、予備率超過確率を算出する。
【００７８】
また、需要予測装置１は、すでに需要予測が行われている場合、すなわち、すでに需要カーブが作成されている場合には、需要カーブを修正（需要予測モデルを更新）する。
【００７９】
ステップＳＴ３において、需要予測装置１は、需要予測を行う時刻の更新を行う。
【００８０】
ステップＳＴ４において、需要予測装置１は、第２の入力部１２により最新の需要実績及び気温実績が入力される。
【００８１】
ステップＳＴ５において、需要予測装置１は、気象予測情報生成部１３でステップＳＴ４の工程により入力された最新の需要実績及び気温実績に基づいて、気象予報値の補正値と、予報誤差幅の推定を行い、得られた結果をステップＳＴ２の工程に戻す。このようにして、本発明では、ローリング予測を活用する。
【００８２】
つぎに、需要予測の不確実性評価の具体例について説明する。
【００８３】
需要予測の不確実性の評価方法は、既に（８）式で述べた。ここでは、需要予測誤差が正規分布等に従うと仮定したうえで、（８）式で得た誤差の標準偏差をもとに、需要予測担当者などが別途設定する任意の発生確率（累積発生確率で指定）に対応した需要予測誤差又は任意の誤差レベルに対応した確率値を算出する（図８）。電力の需要予測では、特に需要予測値に対して実際の需要実績値が高くなる、いわゆる低め予測が電力の安定供給上問題となる。そこで、需要予測装置１では、需要予測値に対して実際の需要値が高めとなる確率（累積確率などで指定）を指定するなどし、この確率に対応する需要予測値を算出する。また、需要予測装置１は、需要又は予備率を指定した上で、当該需要水準を超える発生確率を算出する。
【００８４】
このようにして、本発明に係る需要予測装置１は、所定時刻における気象予報情報（例えば、気温、湿度等）を第１の入力部１０により入力し、第１の入力部１０により入力された気象予報情報に基づき各時刻（各将来時刻）の需要予測を需要予測部１１で行い、所定時刻経過後の任意の時刻までの実際の需要実績と、当該任意の時刻までの実際の気象情報を第２の入力部１２により入力し、第１の入力部１０により入力された気象予報情報と、第２の入力部１２により入力された実際の気象情報とを比較し、当該比較結果から任意の時刻以降の気象予測情報を気象予測情報生成部１３により生成し、第２の入力部１２により入力された任意の時刻までの少なくとも一つの実際の需要実績と、気象予測情報生成部１３により生成された任意の時刻以降の気象予測情報に基づき、需要予測部１１により予測された需要予測を修正部１４により修正するので、気象状況が予報に反して急変した場合であっても、コスト及び処理時間の増大を伴うことなく、時刻ごとに気象の再予報及び需要の再予測を簡易に行い、ローリング予測の活用により需要予測精度の向上を図ることができる。また、本発明に係る需要予測装置１では、需要予測の見直し処理にあわせて、需要予測誤差の不確実性を評価することにより予備力評価などのリスク管理の向上を図ることができる。
【００８５】
また、本実施例では、当日の需要予測を例に説明したが、使用する気象予報の対象期間を翌日や週間レベルに拡張することにより、当日の需要予測に限らず、週間までの需要予測に適用することが容易に可能である。したがって、本発明に係る需要予測装置１は、当日及び翌日予測に限らず週間予測などについても最適に行うことができる。
【００８６】
さらに、上述した実施例では、１時間ごとに気温と需要の再予報を行う例を示したが、例えば、数秒又は数分ごとに気温と需要の再予報を実行し、かつ、本発明に係る需要予測装置１により得られる需要予測カーブに基づいて、系統に連結されている発電機の出力を制御するなど需給制御装置の予測アルゴリズムとして活用することも可能である。
【００８７】
また、従来の需要予測では、図９（Ａ）に示すように、午前８時に行った一日の気温予報に基づいて需要予測を算出し、算出された当該需要予測を一日を通して固定していた。このような場合には、例えば、気象予報に反して午後の気象が急変した場合であっても需要予測を柔軟に変更できず、発電機運用の的確な評価に向けた予測として問題が生じていた。一方、本発明に係る需要予測装置１は、図９（Ｂ）に示すように、ローリング予測の活用により、時間経過ごとに気象予報を修正し、修正後の気象予報に基づいて需要予測を行うため、例えば、気象予報に反して午後の気象が急変した場合であっても、当該変化に応じて気温予報修正及び需要の再予測が可能なため、より安定でかつ効率的な発電機の運用を図ることができる。
【００８８】
また、本発明では、上述で説明した需要予測装置１による一連の処理は、ソフトウェアにより行うこともできる。一連の処理をソフトウェアによって行う場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、汎用のコンピュータ等にインストールされる。また、当該プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭのようなリムーバブルメディアに記録されてユーザに配布されても良いし、ネットワークを介してユーザのコンピュータにダウンロードされることにより配布されても良い。
【００８９】
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施例に限定されるものではなく、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な変更、置換又はその同等のものを行うことができ、例えば、電力の需要予測だけでなく、ガスなどの気象と相関のある他の需要予測にも適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の背景について説明するための図である。
【図２】本発明に係る需要予測装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る需要予測装置の機能ブロック図である。
【図４】気象予報に関する修正（補正）係数テーブルの一例を示す図である。
【図５】各時刻において行われる気温の再予報についての説明に供する図である。
【図６】気温予報の修正処理に、予報誤差の不確実性を反映させた場合の説明に供する図である。
【図７】本発明のローリング予測への活用について説明するフローチャートである。
【図８】不確実性を含めた需要予測計算についての説明に供する図である。
【図９】不確実性を含めた需要のローリング予測の説明に供する図である。
【符号の説明】
【００９１】
１  需要予測装置、１０  第１の入力部、１１  需要予測部、１２  第２の入力部、１３  気象予報情報生成部、１４  修正部、１５  誤差幅推定部、１００  最新需要実績受信部、１０１  最新気象実績受信部、１０２  気象予報受信部、１０３  需要実績データ格納部、１０４  気象実績データ格納部、１０５  気象予報データ格納部、１０６  需要予測式作成部、１０７  気象予報データ判断部、１０８  気象予測データ作成部、１０９  需要予測値算出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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