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Developing a forecast method of residential electricity demand and PV power output based on life activity pattern and high-resolution weather forecast

Research Project

Project/Area Number 18K14171
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 31020:Earth resource engineering, Energy sciences-related
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

Akito Ozawa  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (20783640)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords家庭部門 / 電力需要 / 太陽光発電 / 蓄電池 / エネルギーマネジメント / 予測モデル / 機械学習 / 生活リズム / アグリゲーション / 深層学習 / 予測手法
Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to develop a method for appropriately predicting housing power demand and PV output against uncertainties such as living behavior and weather, for effective residential energy management. First, we evaluated the effect of the residents' life rhythm on the electricity demand forecast and showed that the prediction accuracy can be improved by 20-23% by inputting the frequency components expressing the residents' life rhythm into the forecast model. Second, we evaluated the impact of consumer aggregation on electricity demand and PV output forecasts and examined the appropriate scale of the aggregation business in the residential sector. Third, we have developed a tool for evaluating the introduction effect and economic efficiency of residential PV and battery system.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

家庭部門の省エネ・低炭素化対策として、新築住宅では太陽光発電(Solar photovoltaics; PV)が標準設備となる。一方でPVなどの再生可能エネルギー発電(再エネ発電)導入時には、出力変動に対する調整力の確保が課題となる。そこで新たな調整力として、住宅の電力需要・PV出力に対して住宅エネルギー設備(蓄電池・燃料電池等)を制御することにより住宅内で出力変動を吸収するエネルギーマネジメントが検討されている。本研究で開発する住宅電力需要・PV出力予測手法を用いることで、効果的な住宅エネルギーマネジメントを可能にし、家庭部門のエネルギー消費・GHG排出削減に貢献する。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 3 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] Profitability Assessment of Residential Photovoltaic Battery Systems in Japan Using Electric Power Big Data2021

    • Author(s)
      Honda Tomonori、Ozawa Akito、Wakamatsu Hiroko
    • Journal Title

      Sustainability

      Volume: 13 Issue: 10 Pages: 5370-5370

    • DOI

      10.3390/su13105370

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Economic Assessment of Residential PV and Battery System using Electric Power Data2020

    • Author(s)
      小澤 暁人、本田 智則
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Energy and Resources

      Volume: 41 Issue: 6 Pages: 254-265

    • DOI

      10.24778/jjser.41.6_254

    • NAID

      130007938055

    • ISSN
      2433-0531
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 深層学習を用いた住宅電力需要予測手法の開発2020

    • Author(s)
      小澤暁人、本田智則、工藤祐揮
    • Journal Title

      第15回日本LCA学会研究発表会講演要旨集

      Volume: - Pages: 2-3

    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Journal Article] 住宅電力需要予測に向けた深層学習の実装2019

    • Author(s)
      小澤暁人、本田智則、工藤祐揮
    • Journal Title

      第14回日本LCA学会研究発表会講演要旨集

      Volume: - Pages: 374-375

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Open Access
  • [Presentation] 電力ビッグデータを活用した家庭エネルギーマネジメント予測2021

    • Author(s)
      小澤 暁人、本田 智則
    • Organizer
      第16回 日本LCA学会研究発表会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 環境情報を活用した行動変容・ライフスタイル解析2021

    • Author(s)
      本田 智則、小澤 暁人
    • Organizer
      第16回 日本LCA学会研究発表会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 電力データを用いた住宅用太陽光発電・蓄電システムの経済性評価2021

    • Author(s)
      小澤 暁人、本田 智則
    • Organizer
      AIST太陽光発電研究成果報告
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 電力ビッグデータを用いた家庭用太陽光発電・蓄電システムの分析2020

    • Author(s)
      小澤 暁人、本田 智則
    • Organizer
      BECC JAPAN 2020
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 住宅エネルギー消費削減に向けた AI 活用の可能性2020

    • Author(s)
      本田 智則、小澤 暁人
    • Organizer
      BECC JAPAN 2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 深層学習を用いた住宅電力需要予測手法の開発2020

    • Author(s)
      小澤暁人、本田智則、工藤祐揮
    • Organizer
      第15回日本LCA学会研究発表会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 家庭電力需要の短期予測に向けた深層学習の適用2019

    • Author(s)
      小澤暁人
    • Organizer
      BECC Japan 2019
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] HEMS最適運用に向けた家庭エネルギー需給予測のためのAI活用2019

    • Author(s)
      小澤暁人、本田智則
    • Organizer
      AIST 太陽光発電研究 成果報告会 2019
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 住宅電力需要予測に向けた深層学習の実装2019

    • Author(s)
      小澤暁人、本田智則、工藤祐揮
    • Organizer
      第14回日本LCA学会研究発表会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 深層学習を用いた家庭エネルギー利用予測手法の開発2018

    • Author(s)
      小澤暁人
    • Organizer
      第16回環境研究シンポジウム
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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