專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)電量預(yù)測(cè)裝置和其方法及程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方式涉及用于預(yù)測(cè)例如使用了風(fēng)カ發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電等自然能量的發(fā)電機(jī)的發(fā)電量的發(fā)電量預(yù)測(cè)裝置和其方法及程序。
背景技術(shù)：
由風(fēng)力、太陽(yáng)光等自然能量進(jìn)行的發(fā)電具有不需要燃料費(fèi)、不會(huì)排出溫室氣體的優(yōu)點(diǎn)。但是，一般自然能量被天氣所左右，因此會(huì)有其發(fā)電量不確定且預(yù)測(cè)困難的缺點(diǎn)。到目前為止，主要使用氣象預(yù)報(bào)的結(jié)果來(lái)預(yù)測(cè)基于自然能量的發(fā)電量?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)I :日本特開(kāi)2004-289918號(hào)公報(bào)非專(zhuān)利文獻(xiàn)非專(zhuān)利文獻(xiàn)I :村田晃伸、山ロ浩、大谷謙仁，《與大范圍導(dǎo)入多臺(tái)的太陽(yáng)能發(fā)電相關(guān)的輸出變動(dòng)幅度的推定法》，電學(xué)論B，127卷5號(hào)，2007年，pp. 645-65
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題可是，作為預(yù)測(cè)基于自然能量的發(fā)電量的現(xiàn)有技術(shù)，存在根據(jù)氣象信息預(yù)測(cè)基于自然能量的發(fā)電量、并通過(guò)發(fā)電補(bǔ)充不足量的方法。但是，這樣的預(yù)測(cè)方法中，并沒(méi)有考慮存在變動(dòng)幅度的情況。另ー方面，已知在具有多個(gè)利用了自然能量的發(fā)電機(jī)時(shí)，使相互的變動(dòng)重疊來(lái)使變動(dòng)變小的情況。從而，為了預(yù)測(cè)基于自然能量的多個(gè)發(fā)電機(jī)的發(fā)電量的總計(jì)，需要考慮相互的相關(guān)來(lái)對(duì)預(yù)測(cè)值進(jìn)行總計(jì)。相對(duì)于此，例如，存在通過(guò)近似式來(lái)預(yù)測(cè)考慮了相關(guān)的總計(jì)輸出的變動(dòng)的方法。但是，在這樣的方法中，有誤差大的問(wèn)題。此外，在現(xiàn)有技術(shù)中，考慮相關(guān)而預(yù)測(cè)特定的發(fā)電站的總計(jì)輸出，也是困難的。另ー方面，當(dāng)不能準(zhǔn)確取得需求量和發(fā)電量之間的平衡時(shí)，會(huì)發(fā)生頻率從規(guī)定值變動(dòng)等、電カ系統(tǒng)變得不穩(wěn)定的情況。因此，在引入了基于自然能量的發(fā)電的情況下，對(duì)于進(jìn)行電力系統(tǒng)的管理，需要特別注意。然而，頻率的變動(dòng)與發(fā)電量的變動(dòng)有夫。而且，如上所述，風(fēng)カ發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電之類(lèi)的基于自然能量的發(fā)電，發(fā)電機(jī)的發(fā)電量不確定地變動(dòng)。因此，現(xiàn)有技術(shù)的預(yù)測(cè)方法中，考慮該變動(dòng)從而穩(wěn)定地管理電カ系統(tǒng)是困難的。風(fēng)カ發(fā)電機(jī)的發(fā)電量，如果風(fēng)向和風(fēng)速確定，則可以大致預(yù)測(cè)。例如，圖16是每I小時(shí)示出某年8月東京的某地點(diǎn)的風(fēng)速的圖。此外，圖17是每I小時(shí)示出相同地點(diǎn)的風(fēng)向的圖。當(dāng)顯示圖17的風(fēng)向時(shí)，如圖18那樣地將方向數(shù)值化。乍一看這些圖16、圖17，似乎風(fēng)速、風(fēng)向隨機(jī)地變動(dòng)。但是，仔細(xì)觀察可知，各日中具有一定的趨勢(shì)。例如，該時(shí)期的該場(chǎng)所的風(fēng)速，上午小而下午變大，風(fēng)速越大變動(dòng)也越大。另ー方面，風(fēng)向在風(fēng)速小的情況下變化大，而在風(fēng)速大的情況下具有成為一定的趨勢(shì)。此外，太陽(yáng)能發(fā)電的發(fā)電量，如果場(chǎng)所、發(fā)電機(jī)的設(shè)置方法和日射量確定，則可以大致預(yù)測(cè)。例如，圖19表示某年12月的東京的某地點(diǎn)的日射量。根據(jù)該圖19也可知，日射量并非完全隨機(jī)，與某條曲線(xiàn)接近的數(shù)據(jù)多，具有上午的日射量小的情況下、下午的日射量也小的特點(diǎn)。這樣，風(fēng)カ數(shù)據(jù)、日射量數(shù)據(jù)這兩者共通的是，都并非完全隨機(jī)，但完全預(yù)測(cè)是困難的。從而，只好考慮一定的誤差來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)。此外，在預(yù)測(cè)時(shí)，需要以過(guò)去的數(shù)據(jù)作為參考，以滿(mǎn)足一定趨勢(shì)的方式進(jìn)行預(yù)測(cè)。該趨勢(shì)由場(chǎng)所、時(shí)期來(lái)決定。此外，上午和下午、或者甸小時(shí)的關(guān)系也是重要的。將該甸小時(shí)的關(guān)系稱(chēng)為時(shí)刻相關(guān)。無(wú)論風(fēng)カ發(fā)電機(jī)還是太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)，發(fā)電量都被氣象條件所左右，因此處于相同場(chǎng)所的發(fā)電機(jī)的發(fā)電量相似，但相距較遠(yuǎn)的發(fā)電機(jī)的發(fā)電量示出完全 不同的樣式。如果是幾km左右，氣象條件被認(rèn)為相似，因此發(fā)電量的樣式應(yīng)該能看出相似性。將其稱(chēng)為位置相關(guān)。即使假設(shè)這些發(fā)電機(jī)被設(shè)置在相鄰的場(chǎng)所，由于風(fēng)速、日射量并非準(zhǔn)確地相同，因此也需要考慮位置相關(guān)。如上所述，無(wú)論風(fēng)カ發(fā)電機(jī)還是太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)，在預(yù)測(cè)一臺(tái)發(fā)電機(jī)的發(fā)電量的情況下，需要考慮時(shí)刻相關(guān)。此外，在同時(shí)預(yù)測(cè)多臺(tái)發(fā)電機(jī)的發(fā)電量的情況下，需要考慮位置相關(guān)。但是，在到目前為止的預(yù)測(cè)方法中，并不容易進(jìn)行考慮了時(shí)刻相關(guān)、位置相關(guān)的預(yù)測(cè)。本發(fā)明是為了解決上述那樣的現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題而提出的，其目的在于提供ー種即使在發(fā)電量不確定地變動(dòng)的發(fā)電機(jī)的情況下，也能夠考慮統(tǒng)計(jì)相關(guān)來(lái)預(yù)測(cè)發(fā)電量的發(fā)電量預(yù)測(cè)裝置和其方法及程序。用于解決課題的方案為了實(shí)現(xiàn)上述那樣的目的，根據(jù)ー個(gè)方案，求出與發(fā)電量不確定地變動(dòng)的一臺(tái)以上的發(fā)電機(jī)的發(fā)電量有關(guān)的預(yù)測(cè)值的發(fā)電量預(yù)測(cè)裝置的特征在于，具有如下那樣的過(guò)去數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部和預(yù)測(cè)值算出部。即，過(guò)去數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部存儲(chǔ)包括各日的多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的信息的過(guò)去數(shù)據(jù)，來(lái)作為與至少一臺(tái)發(fā)電機(jī)的過(guò)去的發(fā)電量有關(guān)的過(guò)去數(shù)據(jù)。預(yù)測(cè)值算出部根據(jù)所述過(guò)去數(shù)據(jù)中的不同的時(shí)刻之間的統(tǒng)計(jì)相關(guān)或者不同的發(fā)電機(jī)的位置之間的統(tǒng)計(jì)相關(guān)，計(jì)算出與發(fā)電機(jī)的發(fā)電量有關(guān)的該過(guò)去數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)值，來(lái)作為包括發(fā)生概率的時(shí)間序列數(shù)據(jù)。另外，作為其它方案，也能夠掌握用于由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)上述各部的功能的方法及程序。


圖I是表示發(fā)電量預(yù)測(cè)裝置的ー實(shí)施方式的框圖。圖2是表示在圖I的實(shí)施方式中，根據(jù)風(fēng)速、風(fēng)向數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)風(fēng)カ發(fā)電的發(fā)電量的處理的流程圖。圖3是表示在圖I的實(shí)施方式中，根據(jù)發(fā)電量數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)風(fēng)カ發(fā)電的發(fā)電量的處理的流程圖。圖4是表示太陽(yáng)能發(fā)電的過(guò)去的類(lèi)似日的發(fā)電量數(shù)據(jù)的一例的說(shuō)明圖。圖5是表示重疊描繪了圖I的發(fā)電量數(shù)據(jù)的一例的說(shuō)明圖。圖6是表示基于圖I的發(fā)電量數(shù)據(jù)的太陽(yáng)能發(fā)電的發(fā)電量預(yù)測(cè)值的模擬結(jié)果的說(shuō)明圖。圖7是表示圖6的相關(guān)系數(shù)矩陣的一例的說(shuō)明圖。圖8是表示風(fēng)カ發(fā)電的過(guò)去的風(fēng)速數(shù)據(jù)(a)、風(fēng)向數(shù)據(jù)(b)、重疊描繪了風(fēng)速、風(fēng)向數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)(C)的說(shuō)明圖。圖9是表示包括風(fēng)速、風(fēng)向的時(shí)間序列的預(yù)測(cè)結(jié)果(a)、風(fēng)速的預(yù)測(cè)結(jié)果(b)、風(fēng)向的預(yù)測(cè)結(jié)果(C)的說(shuō)明圖。圖10是表示兩處太陽(yáng)能發(fā)電站的過(guò)去的發(fā)電量數(shù)據(jù)(a) (b)、包括兩者的時(shí)間序列數(shù)據(jù)(C)的說(shuō)明圖。圖11是表示包括兩處太陽(yáng)能發(fā)電站的發(fā)電量的預(yù)測(cè)值(a)、各個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電站的發(fā)電量的預(yù)測(cè)值(b) (C)的說(shuō)明圖。
圖12是表示圖11 (b)的發(fā)電輸出的頻度分布(a)、概率密度分布(b)、圖11 (C)的發(fā)電輸出的頻度分布(c)、概率密度分布(d)的說(shuō)明圖。圖13是表示圖11 (b)和圖11 (C)的發(fā)電量的總計(jì)的說(shuō)明圖。圖14是表示現(xiàn)有的預(yù)測(cè)模型的一例的示意圖。圖15是表示將圖I的實(shí)施方式應(yīng)用于現(xiàn)有的預(yù)測(cè)模型的一例的示意圖。圖16是表示某年?yáng)|京8月的風(fēng)速數(shù)據(jù)的一例的說(shuō)明圖。圖17是表示某年?yáng)|京8月的風(fēng)向數(shù)據(jù)的一例的說(shuō)明圖。圖18是表示風(fēng)向數(shù)據(jù)的換算表的一例的說(shuō)明圖。圖19是表不某年?yáng)|京12月的日照量的一例的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式參照附圖對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的方式(以下稱(chēng)為實(shí)施方式)進(jìn)行說(shuō)明。[I.實(shí)施方式的構(gòu)成]首先，說(shuō)明本實(shí)施方式的構(gòu)成。即，如圖I所示，本實(shí)施方式的發(fā)電量預(yù)測(cè)裝置I可以通過(guò)以規(guī)定的程序控制個(gè)人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器裝置之類(lèi)的通用的計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。該情況下的程序，通過(guò)物理活用計(jì)算機(jī)的硬件，來(lái)實(shí)現(xiàn)如下所述那樣的各部的處理，進(jìn)行這樣的處理的方法、程序及記錄程序的記錄介質(zhì)單獨(dú)的也是本發(fā)明的ー個(gè)方案。發(fā)電量預(yù)測(cè)裝置I具有預(yù)測(cè)處理部10、存儲(chǔ)部20、輸入部30及輸出部40等。預(yù)測(cè)處理部10具有通過(guò)上述那樣的程序的工作而起作用的類(lèi)似日選擇部11、時(shí)間序列數(shù)據(jù)生成部12、預(yù)測(cè)值算出部13、發(fā)電量總計(jì)部14等。類(lèi)似日選擇部11是根據(jù)預(yù)測(cè)對(duì)象日的氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)等、過(guò)去的數(shù)據(jù)(風(fēng)速、風(fēng)向數(shù)據(jù)、日射量數(shù)據(jù)等氣象數(shù)據(jù)、各發(fā)電機(jī)的發(fā)電量數(shù)據(jù))，來(lái)選擇與預(yù)測(cè)對(duì)象日類(lèi)似的日的處理部。時(shí)間序列數(shù)據(jù)生成部12是按時(shí)間序列提取所選擇的各類(lèi)似日中的數(shù)據(jù)的處理部。預(yù)測(cè)值算出部13是計(jì)算出各發(fā)電機(jī)的發(fā)電量的預(yù)測(cè)值的處理部。發(fā)電量總計(jì)部14是根據(jù)各發(fā)電機(jī)的發(fā)電量的預(yù)測(cè)值來(lái)計(jì)算出總計(jì)發(fā)電量的預(yù)測(cè)值的處理部。另外，預(yù)測(cè)值算出部13具有方差-協(xié)方差矩陣制作部131、隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生部132以及發(fā)電量計(jì)算部133。方差-協(xié)方差矩陣制作部131是根據(jù)所提取的時(shí)間序列的數(shù)據(jù)，來(lái)制作方差-協(xié)方差矩陣的處理部。隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生部132是通過(guò)根據(jù)所制作的方差-協(xié)方差矩陣而產(chǎn)生按照概率分布的隨機(jī)數(shù)，從而制作預(yù)測(cè)值(風(fēng)速、風(fēng)向數(shù)據(jù)、發(fā)電量數(shù)據(jù)、日射量數(shù)據(jù)等)的處理部。發(fā)電量計(jì)算部133是根據(jù)預(yù)測(cè)值(風(fēng)速、風(fēng)向數(shù)據(jù)，日射量數(shù)據(jù)等)來(lái)計(jì)算出各發(fā)電機(jī)的發(fā)電量的預(yù)測(cè)值的處理部。存儲(chǔ)部20是存儲(chǔ)預(yù)測(cè)處理部10的處理所需的數(shù)據(jù)及所運(yùn)算的預(yù)測(cè)值等各種信息的構(gòu)成部。這些信息由下述的輸入部30輸入或從外部經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)輸入，并被存儲(chǔ)。存儲(chǔ)部20可以典型地由內(nèi)置的或者外部連接的各種存儲(chǔ)器、硬盤(pán)、光盤(pán)等構(gòu)成，但能夠利用現(xiàn)在或?qū)?lái)可利用的所有記錄介質(zhì)。輸入部30是輸入發(fā)電量預(yù)測(cè)處理裝置I所需的信息輸入、處理的選擇、指示的構(gòu)成部。作為該輸入部30，例如考慮鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、觸摸屏(包括構(gòu)成為顯示裝置的裝置)等。但是包括現(xiàn)在或?qū)?lái)可利用的所有輸入裝置。從而，也包括通過(guò)聲音進(jìn)行輸入的聲音輸入裝置。此外，也可以是單純的開(kāi)關(guān)等。輸出部40是以包括管理者、操作者等在內(nèi)的使用者能夠識(shí)別的方式輸出各種數(shù)據(jù)、所運(yùn)算的預(yù)測(cè)值等的単元。作為該輸出部40，例如考慮顯示裝置、打印機(jī)等。但是包括 現(xiàn)在或?qū)?lái)可利用的所有輸出裝置。從而，也包括通過(guò)聲音進(jìn)行輸出的聲音輸出裝置。[2.實(shí)施方式的作用][2-1.處理的概要]本實(shí)施方式中，通過(guò)使用多次元正態(tài)分布來(lái)將氣象數(shù)據(jù)或發(fā)電量數(shù)據(jù)模型化，并使用方差-協(xié)方差矩陣來(lái)產(chǎn)生多個(gè)按照多次元正態(tài)分布的隨機(jī)數(shù)，從而生成賦予了發(fā)生概率的多個(gè)時(shí)間序列數(shù)據(jù)的組，由此計(jì)算出預(yù)測(cè)值。[2-2.基于風(fēng)速、風(fēng)向數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)]接著說(shuō)明本實(shí)施方式的作用。首先，參照?qǐng)D2對(duì)根據(jù)風(fēng)速、風(fēng)向數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)風(fēng)カ發(fā)電的發(fā)電機(jī)的發(fā)電量的一例進(jìn)行說(shuō)明。另外，圖2是表示預(yù)測(cè)風(fēng)速、風(fēng)向數(shù)據(jù)、井根據(jù)預(yù)測(cè)的風(fēng)速、風(fēng)向數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算發(fā)電量的預(yù)測(cè)值的順序和數(shù)據(jù)的流程的流程圖。首先，類(lèi)似日選擇部11根據(jù)預(yù)測(cè)對(duì)象日的氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和各發(fā)電機(jī)的位置處的過(guò)去的氣象數(shù)據(jù)(D1-1)，選擇N日的量(N為2以上的任意整數(shù))的氣象數(shù)據(jù)與預(yù)測(cè)對(duì)象日類(lèi)似的日(步驟101)。作為根據(jù)過(guò)去的數(shù)據(jù)來(lái)選擇氣象數(shù)據(jù)與相符日類(lèi)似的日的方法，并不限定于特定的方法。例如，考慮選擇如上午睛下午陰的日那樣、氣象數(shù)據(jù)中的某個(gè)信息一致的日等簡(jiǎn)單的方法。此外，也可以使用對(duì)于睛天指數(shù)、云量等氣象數(shù)據(jù)中的某個(gè)數(shù)值信息選擇近似的日等的方法等。時(shí)間序列數(shù)據(jù)生成部12，根據(jù)類(lèi)似日的氣象數(shù)據(jù)(Dl-I)中包含的風(fēng)速、風(fēng)向數(shù)據(jù)來(lái)生成風(fēng)速和風(fēng)向兩種數(shù)據(jù)的組(K時(shí)間點(diǎn)、N日的量、M臺(tái)的量)，作為選擇的N日的量的類(lèi)似日中的M臺(tái)的量(M為I以上的任意整數(shù))的發(fā)電機(jī)的K時(shí)間點(diǎn)的時(shí)間序列數(shù)據(jù)(D1-2)(步驟102)。此處，K表示按規(guī)定間隔分割了 I日24小時(shí)的時(shí)間軸的情況下的時(shí)間點(diǎn)的數(shù)，例如，在I小時(shí)間隔的情況下，K=24，在2小時(shí)間隔的情況下，K=12。方差-協(xié)方差矩陣制作部131根據(jù)這些時(shí)間序列數(shù)據(jù)(D1-2)來(lái)制作(2XKXM)行(2XKXM)列的方差-協(xié)方差矩陣(步驟103)。接著，隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生部132通過(guò)使用方差-協(xié)方差矩陣來(lái)產(chǎn)生L組(L為2以上的任意整數(shù))的(2XKXM)個(gè)隨機(jī)數(shù)的組，從而制作各風(fēng)力發(fā)電機(jī)的位置處的風(fēng)向和風(fēng)速兩種預(yù)測(cè)值(D1-3)，作為L(zhǎng)組的數(shù)據(jù)(K時(shí)間點(diǎn)、M臺(tái)、L套)(步驟104)。另外，對(duì)于這種方差-協(xié)方差矩陣的制作處理、隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生處理的詳細(xì)內(nèi)容，將在后面敘述。此后，發(fā)電量計(jì)算部133根據(jù)風(fēng)速及風(fēng)向的預(yù)測(cè)值(D1-3)，生成L組(K時(shí)間點(diǎn)、M臺(tái))的K時(shí)間點(diǎn)的各發(fā)電機(jī)的發(fā)電量的預(yù)測(cè)值(D1-4)(步驟105)。該L組的數(shù)據(jù)是具有與原來(lái)的N日的量的數(shù)據(jù)相同的時(shí)刻相關(guān)、位置相關(guān)的數(shù)據(jù)，相當(dāng)于發(fā)電量的預(yù)測(cè)結(jié)果。因此，發(fā)電量總計(jì)部14通過(guò)將各發(fā)電機(jī)的發(fā)電量的預(yù)測(cè)值(D1-4)總計(jì)，求出全體的發(fā)電量的預(yù)測(cè)值(D1-5)(步驟106)。[2-3.基于日射量數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)]在本實(shí)施方式中，還可以取代風(fēng)向、風(fēng)速數(shù)據(jù)而使用日射量數(shù)據(jù)，來(lái)預(yù)測(cè)太陽(yáng)能發(fā)電的發(fā)電機(jī)的發(fā)電量。其順序基本上與上述同樣。即，進(jìn)行基于氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和過(guò)去的氣 象數(shù)據(jù)的類(lèi)似日的選擇、基于所選擇的類(lèi)似日的氣象數(shù)據(jù)中包含的日射量數(shù)據(jù)的日射量的時(shí)間序列數(shù)據(jù)的生成、方差-協(xié)方差矩陣的制作、以及隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生。該情況下，當(dāng)使用M臺(tái)發(fā)電機(jī)的K時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)時(shí)，得到(KXM)行(KXM)列的方差-協(xié)方差矩陣，最終得到L組的(KXM)個(gè)隨機(jī)數(shù)的組。其成為日射量的預(yù)測(cè)值，根據(jù)該預(yù)測(cè)值，求出發(fā)電量的預(yù)測(cè)值及總計(jì)值。[2-4.基于發(fā)電量的預(yù)測(cè)]并且，在上述例中，進(jìn)行了將風(fēng)向、風(fēng)速的預(yù)測(cè)值、日射量的預(yù)測(cè)值變換為發(fā)電量的預(yù)測(cè)值(由發(fā)電量計(jì)算部133進(jìn)行的發(fā)電量的預(yù)測(cè)值的計(jì)算)的處理。但是，這種變換處理并不是必要的。即，在本實(shí)施方式中，也可以根據(jù)過(guò)去的發(fā)電量數(shù)據(jù)來(lái)求出發(fā)電量的預(yù)測(cè)值。參照?qǐng)D3的流程圖對(duì)這樣直接求出發(fā)電量數(shù)據(jù)的例子進(jìn)行說(shuō)明。首先，類(lèi)似日選擇部11根據(jù)預(yù)測(cè)對(duì)象日的氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和過(guò)去的氣象數(shù)據(jù)(D1-1 )，選擇N日具有同樣條件的過(guò)去的日(例如，與上述的類(lèi)似日相同的方法)(步驟201)。時(shí)間序列數(shù)據(jù)生成部12根據(jù)所選擇的N日的量的類(lèi)似日的發(fā)電量數(shù)據(jù)(D2-1)提取各發(fā)電機(jī)的發(fā)電量數(shù)據(jù)的組(K時(shí)間點(diǎn)、N日的量、M臺(tái)的量)，作為所選擇的N日的量的類(lèi)似日中的時(shí)間序列數(shù)據(jù)(D2-2)(步驟202)。方差-協(xié)方差矩陣制作部131統(tǒng)計(jì)分析這些時(shí)間序列數(shù)據(jù)(D2-2)，制作方差-協(xié)方差矩陣(步驟203)。接著，隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生部132通過(guò)使用方差-協(xié)方差矩陣來(lái)生成L組的隨機(jī)數(shù)的組，從而求出各發(fā)電機(jī)的發(fā)電量的預(yù)測(cè)值(D2-3)(步驟204)。并且，發(fā)電量總計(jì)部14通過(guò)將各發(fā)電機(jī)的發(fā)電量的預(yù)測(cè)值(D2-3)總計(jì)，從而求出全體的發(fā)電量的預(yù)測(cè)值(D2-4)(步驟205)。這樣，無(wú)需經(jīng)過(guò)來(lái)自風(fēng)向、風(fēng)速的預(yù)測(cè)值、日射量的預(yù)測(cè)值的變換，就能夠得到發(fā)電量的預(yù)測(cè)值(K時(shí)間點(diǎn)、M臺(tái)、L套)和其總計(jì)值(K時(shí)間點(diǎn)、L套)。另外，圖3為風(fēng)カ發(fā)電機(jī)的情況，但太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)的情況下也同樣可以應(yīng)用。[2-5.方差-協(xié)方差矩陣的制作和隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生]接著，以太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)的發(fā)電量的預(yù)測(cè)為一例，對(duì)方差-協(xié)方差矩陣的制作和隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生的方法進(jìn)行說(shuō)明。此處，以設(shè)K時(shí)間點(diǎn)為每隔I小時(shí)的24點(diǎn)、并考慮時(shí)刻相關(guān)來(lái)預(yù)測(cè)一臺(tái)發(fā)電機(jī)(M=I)的發(fā)電量的方法為例進(jìn)行說(shuō)明。S卩，將預(yù)先從多日匯集各時(shí)刻每個(gè)的發(fā)電量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù){xi}存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部20中。類(lèi)似日選擇部11，例如通過(guò)使用分類(lèi)算法等來(lái)選擇類(lèi)似日。時(shí)間序列數(shù)據(jù)生成部12將所選擇的類(lèi)似日的發(fā)電量分解為每隔I小時(shí)的時(shí)刻i的發(fā)電量xi，制作將其排列為從Xl到x24的矢量、即時(shí)間序列數(shù)據(jù)。根據(jù)該時(shí)間序列數(shù)據(jù)，方差-協(xié)方差矩陣制作部131為了考慮時(shí)刻間的發(fā)電量的關(guān)系，制作如[公式I]那樣的具有24X24的成分的方差-協(xié)方差矩陣。此處，var (xi)是{xi}的方差，cov (xi，xj)是{xi}和{xj}的協(xié)方差。為了計(jì)算方差、協(xié)方差，取得發(fā)電量數(shù)據(jù)的日需要為最低2日以上。取得發(fā)電量數(shù)據(jù)的日數(shù)即使為2日也可以，但是日數(shù)越多預(yù)測(cè)精度越高。[公式I]
權(quán)利要求
1.一種發(fā)電量預(yù)測(cè)裝置，求出與發(fā)電量不確定地變動(dòng)的一臺(tái)以上的發(fā)電機(jī)的發(fā)電量有關(guān)的預(yù)測(cè)值，其特征在于，具有 過(guò)去數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部，存儲(chǔ)包括各日的多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的信息的過(guò)去數(shù)據(jù)，來(lái)作為與至少一臺(tái)發(fā)電機(jī)的過(guò)去的發(fā)電量有關(guān)的過(guò)去數(shù)據(jù)；以及 預(yù)測(cè)值算出部，根據(jù)所述過(guò)去數(shù)據(jù)中的不同的時(shí)刻之間的統(tǒng)計(jì)相關(guān)或者不同的發(fā)電機(jī)的位置之間的統(tǒng)計(jì)相關(guān)，計(jì)算出與發(fā)電機(jī)的發(fā)電量有關(guān)的該過(guò)去數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)值，來(lái)作為包括發(fā)生概率的時(shí)間序列數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求I所述的發(fā)電量預(yù)測(cè)裝置，其特征在干， 所述過(guò)去數(shù)據(jù)是發(fā)電量數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求I所述的發(fā)電量預(yù)測(cè)裝置，其特征在干， 所述過(guò)去數(shù)據(jù)是對(duì)發(fā)電量帶來(lái)影響的氣象數(shù)據(jù)； 所述預(yù)測(cè)值算出部具有將氣象數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)值換算成發(fā)電量的發(fā)電量計(jì)算部。
4.如權(quán)利要求I所述的發(fā)電量預(yù)測(cè)裝置，其特征在干， 所述預(yù)測(cè)值算出部具有 方差-協(xié)方差矩陣制作部，根據(jù)所述過(guò)去數(shù)據(jù)來(lái)制作方差-協(xié)方差矩陣；以及 隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生部，根據(jù)所述方差-協(xié)方差矩陣來(lái)產(chǎn)生按照概率分布的隨機(jī)數(shù)。
5.如權(quán)利要求I所述的發(fā)電量預(yù)測(cè)裝置，其特征在干， 具有發(fā)電量總計(jì)部，該發(fā)電量總計(jì)部根據(jù)多個(gè)發(fā)電機(jī)的發(fā)電量的預(yù)測(cè)值，來(lái)計(jì)算出總計(jì)了多個(gè)的發(fā)電量的預(yù)測(cè)值。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)電量預(yù)測(cè)裝置，其特征在干， 具有頻率運(yùn)算部，該頻率運(yùn)算部根據(jù)所述總計(jì)了的發(fā)電量的預(yù)測(cè)值，來(lái)運(yùn)算頻率的變動(dòng)率。
7.如權(quán)利要求I所述的發(fā)電量預(yù)測(cè)裝置，其特征在干， 所述預(yù)測(cè)值算出部構(gòu)成為，計(jì)算出作為所述過(guò)去數(shù)據(jù)而存儲(chǔ)的過(guò)去的實(shí)際值和由此得到的過(guò)去的帶誤差預(yù)測(cè)值之間的誤差，來(lái)作為該過(guò)去數(shù)據(jù)的誤差數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)值。
8.如權(quán)利要求7所述的發(fā)電量預(yù)測(cè)裝置，其特征在干， 具有修正部，該修正部根據(jù)所述誤差數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)值，對(duì)作為所述過(guò)去的帶誤差預(yù)測(cè)值而得到的氣象數(shù)據(jù)的帶誤差預(yù)測(cè)值或發(fā)電量數(shù)據(jù)的帶誤差預(yù)測(cè)值進(jìn)行修正。
9.一種發(fā)電量預(yù)測(cè)方法，通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)預(yù)測(cè)發(fā)電量不確定地變動(dòng)的一臺(tái)以上的發(fā)電機(jī)的發(fā)電量，其特征在干， 所述計(jì)算機(jī)具有過(guò)去數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部和預(yù)測(cè)值算出部，并執(zhí)行如下處理 所述過(guò)去數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部存儲(chǔ)包括各日的多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的信息的過(guò)去數(shù)據(jù)來(lái)作為與至少ー臺(tái)發(fā)電機(jī)的過(guò)去的發(fā)電量有關(guān)的過(guò)去數(shù)據(jù)的處理；以及 所述預(yù)測(cè)值算出部根據(jù)所述過(guò)去數(shù)據(jù)中的不同的時(shí)刻之間的統(tǒng)計(jì)相關(guān)或者不同的發(fā)電機(jī)的位置之間的統(tǒng)計(jì)相關(guān)計(jì)算出與發(fā)電機(jī)的發(fā)電量有關(guān)的該過(guò)去數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)值，來(lái)作為包括發(fā)生概率的時(shí)間序列數(shù)據(jù)的處理。
10.一種發(fā)電量預(yù)測(cè)程序，通過(guò)由計(jì)算機(jī)執(zhí)行，來(lái)預(yù)測(cè)發(fā)電量不確定地變動(dòng)的一臺(tái)以上的發(fā)電機(jī)的發(fā)電量，其特征在干， 使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行如下處理存儲(chǔ)包括各日的多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的信息的過(guò)去數(shù)據(jù)來(lái)作為與至少一臺(tái)發(fā)電機(jī)的過(guò)去的發(fā)電量有關(guān)的過(guò)去數(shù)據(jù)的處理；以及 根據(jù)所述過(guò)去數(shù)據(jù)中的不同的時(shí)刻之間的統(tǒng)計(jì)相關(guān)或者不同的發(fā)電機(jī)的位置之間的統(tǒng)計(jì)相關(guān)計(jì)算出與發(fā)電機(jī)的發(fā)電量有關(guān)的該過(guò)去數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)值，來(lái)作為包括發(fā)生概率的時(shí)間序列數(shù)據(jù)的處理。
全文摘要
發(fā)電量預(yù)測(cè)裝置(1)，具有存儲(chǔ)部(20)，存儲(chǔ)包括各日的多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的信息的過(guò)去數(shù)據(jù)，來(lái)作為與發(fā)電機(jī)的過(guò)去的發(fā)電量有關(guān)的過(guò)去數(shù)據(jù)；以及預(yù)測(cè)值算出部(13)，根據(jù)過(guò)去數(shù)據(jù)中的不同的時(shí)刻之間的統(tǒng)計(jì)相關(guān)或者不同的發(fā)電機(jī)的位置之間的統(tǒng)計(jì)相關(guān)，計(jì)算出與發(fā)電機(jī)的發(fā)電量有關(guān)的該過(guò)去數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)值，來(lái)作為包括發(fā)生概率的時(shí)間序列數(shù)據(jù)。預(yù)測(cè)值算出部(13)具有方差-協(xié)方差矩陣制作部(131)，根據(jù)過(guò)去數(shù)據(jù)制作方差-協(xié)方差矩陣；以及隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生部(132)，根據(jù)方差-協(xié)方差矩陣產(chǎn)生按照概率分布的隨機(jī)數(shù)。
文檔編號(hào)G06Q50/00GK102792542SQ20118001308
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2011年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
發(fā)明者小坂葉子, 小林武則, 廣政勝利, 村上好樹(shù), 林秀樹(shù), 渡邊憲治, 草野日出男 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝