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Electricity Price Forecasting with Evolutionary Stacked Auto-Encode of Multi-Layered Artificial Neural Netwok

Research Project

Project/Area Number 20K04425
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 21010:Power engineering-related
Research InstitutionMeiji University

Principal Investigator

Hiroyuki Mori  明治大学, 総合数理学部, 専任教授 (70174381)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords電力価格予測 / 電力市場 / 深層学習 / 深層ニューラルネットワーク / オートエンコーダー / 進化的計算 / 深層ニューラルネット / 深層学習ニューラルネット / オートエンコダー / ディノイズイング / スパイク / 電力価格 / 予測
Outline of Research at the Start

本研究では、再生可能エネルギーが複数存在する送電ネットワークにおいて変動する電力価格を持つ電力市場において進化的スタックトオートエンコーダを用いた深層ニューラルネットによる電力価格予測手法について研究する。我国では2020年には電力システム改革により、送配電部門の法的分離が進められ、電力市場の活発化が予想される。その際、競争環境下の電力系統において電力市場の電力売買の利益最大化とリスク最小化の要望がある。そこで、進化的スタックトオートエンコーダを基づく深層ニューラルネットを用いて電力価格時系列予測のための高精度モデルを開発し、実データに適用し、その開発モデルの有効性を示す。

Outline of Final Research Achievements

This research proposed a deep neural network for electricity price forecasting that consists of modified Autoencoder of pretraining and Generalized Radial Basis Function Network to generalize Radial Basis Function Network. This research makes use of stagged denoising Autoencoder as the modified Autoencoder, and a learning method for Generalized Radial Basis Function Network with Brain Storm Optimization to determine weights between hidden and output units and parameters of the Gaussian function.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

電力市場取引が活発化につれて、電力市場の多くのプレーヤーが正確な電力価格予測値を得ることで、電力市場のプレーヤーの電力取引が利益を最大化化することや電力市場のプレーヤーの電力取引がリスクを最小化することに関心がある。よって、複雑な電力価格変動をより正確に予測することは電力市場において優位な立場をとることが可能であるため、電力市場のプレーヤーから高精度な電力価格予測モデル開発の必要性が高い。その結果、本研究は非常に社会的意義がある研究成果である。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] A Sparse Model for Electricity Price Forecasting with LASSO-GRBFN and Brain Storm Optimization2024

    • Author(s)
      Rikuto, and Hiroyuki Mori
    • Journal Title

      IFAC-PapersOnLine

      Volume: 57

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] A LASSO-GRBFN-based Method for Electricity Price Forecasting with BSO2023

    • Author(s)
      Miwa Rikuto、Mori Hiroyuki
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Electronics, Information and Systems

      Volume: 143 Issue: 2 Pages: 125-132

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.143.125

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • Year and Date
      2023-02-01
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A New Forecasting Method for Wind Power Generation Output with Wavelet ELM-Type Radial Basis Function Network2023

    • Author(s)
      Watanabe Kohtaro、Mori Hiroyuki
    • Journal Title

      IEEE PES ISGT2023-Asia

      Volume: 1 Pages: 1-5

    • DOI

      10.1109/isgtasia54891.2023.10372795

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of Deep Generalized Radial Basis Function Network for Short-term Load Forecasting2023

    • Author(s)
      Miwa Rikuto、Mori Hiroyuki
    • Journal Title

      IFAC-PapersOnLine

      Volume: 56 Issue: 2 Pages: 378-383

    • DOI

      10.1016/j.ifacol.2023.10.1597

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Practical Application of Deep Modified Autoencoder Technique to Electricity Price Forecasting2023

    • Author(s)
      Yamada Kodai、Mori Hiroyuki
    • Journal Title

      IEEE IAS/PES ETFG2023

      Volume: 1

    • DOI

      10.1109/etfg55873.2023.10408176

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Deep Learning Technique for Electricity Price Forecasting in Consideration of Spikes2021

    • Author(s)
      Yamada Kodai、Mori Hiroyuki
    • Journal Title

      Proc. of IEEE TENCON2021

      Volume: None Pages: 744-749

    • DOI

      10.1109/tencon54134.2021.9707319

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ELM型RBFNを用いた深層ニューラルネットワークによる電力価格予測2024

    • Author(s)
      渡辺航太郎, 森啓之
    • Organizer
      令和6年電気学会全国大会, 論文番号6-094
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] オートエンコーダとELM型RBFNを用いた深層ニューラルネットによる風力発電予測2023

    • Author(s)
      渡辺航太郎,森啓之
    • Organizer
      令和5年電気学会電力・エネルギー部門大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] レベル4のウェーブレット変換を用いたELM型RBFNによる電力価格予測2023

    • Author(s)
      渡辺航太郎,森啓之
    • Organizer
      令和5年電気学会電力技術/電力系統技術合同研究会,PE-23-195/PSE-23-187
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Application of Level 4-Wavelet-Transform to ELM-Type-RBFN for Wind Power Forecasting2023

    • Author(s)
      Kohtaro Watanabe & Hiroyuki Mori
    • Organizer
      The Sixth International Workshop on Smart Power and Energy
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] スパースオートエンコーダーを用いた深層ニューラルネットワークによる電力価格予測2022

    • Author(s)
      三輪陸人、森啓之
    • Organizer
      令和4年電気学会電力・エネルギー部門大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Deep GRBFN for Short-term Load Forecasting2022

    • Author(s)
      Rikuto Miwa and Hiroyuki Mori
    • Organizer
      The Fifth International Workshop on Smart Power and Energy (SPE2022)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] スタックド・デノイズイング・オートエンコーダを用いた電力価格予測2021

    • Author(s)
      山田航大 森 啓之
    • Organizer
      令和三年電気学会電力技術/電力系統技術合同研究会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] An Efficient Denoising Autoencoder for Electricity Price Forecasting2021

    • Author(s)
      Yamada Kodai、Mori Hiroyuki
    • Organizer
      The Fourth International Workshop on Smart Power and Energy(SPE2021)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 改良型デノイジング・オートエンコーダを用いた深層ニューラルネットによる電力価格予測2021

    • Author(s)
      山田航大、森 啓之
    • Organizer
      令和3年電気学会全国大会, 論文番号6-130, オンライン開催
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] デノイズイング・オートエンコーダを用いた米国電力市場のLMP予測2020

    • Author(s)
      山田航大、森 啓之
    • Organizer
      論文Ⅱ論文番号153,オンライン開催
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] スパイクを考慮した深層ニューラルネットワークによるLMP予測2020

    • Author(s)
      山田航大、森 啓之
    • Organizer
      令和二年電気学会電力技術/電力系統技術合同研究会,PE-2020-103/PSE-20-108,オンライン開催
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Remarks] 明治大学総合数理学部インテリジェントシステム研究室

    • URL

      https://hmori2911.wixsite.com/ndisl4

    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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