LSTMネットワークを用いたアルゼンチンにおける短期地域電力需要予測

LSTMネットワークを用いたアルゼンチンにおける短期地域電力需要予測

なぜ重要か: 企業や社会への影響が見込まれ、一般メディアにも波及する可能性があります。

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arXiv:2509.19374v1発表タイプ:クロス

概要:本研究は、アルゼンチン、コルドバにおける短期毎時電力需要予測のための、Long Short-Term Memory(LSTM)ネットワークに基づく深層学習モデルの開発と最適化を示す。過去の消費データと外生変数(気候要因、時間的周期、人口統計)を統合することにより、平均絶対パーセント誤差3.20%、決定係数0.95という高い予測精度を達成した。周期的な時間エンコーディングと気象変数の導入は、季節パターンと極端な消費事象を捉える上で重要であり、モデルの堅牢性と汎化性を向上させた。LSTMアーキテクチャの設計とハイパーパラメータ最適化に加え、(i)外生要因の相対的重要性定量化のためのRandom Forest回帰を用いた解釈可能性研究、(ii)日々の需要最大値と最小値のタイミング予測におけるモデル性能評価(テスト日の3分の2以上で正確な時間、90%以上のケースで±1時間以内)の2つの補足分析を実施した。これらの結果は、提案された枠組みの予測精度と運用上の関連性を示しており、多様な需要シナリオ下での最適化された計画と制御戦略を求めるグリッドオペレータにとって貴重な知見を提供する。

原文(英語)を表示

Title (EN): Short-Term Regional Electricity Demand Forecasting in Argentina Using LSTM Networks

arXiv:2509.19374v1 Announce Type: cross
Abstract: This study presents the development and optimization of a deep learning model based on Long Short-Term Memory (LSTM) networks to predict short-term hourly electricity demand in C\’ordoba, Argentina. Integrating historical consumption data with exogenous variables (climatic factors, temporal cycles, and demographic statistics), the model achieved high predictive precision, with a mean absolute percentage error of 3.20\% and a determination coefficient of 0.95. The inclusion of periodic temporal encodings and weather variables proved crucial to capture seasonal patterns and extreme consumption events, enhancing the robustness and generalizability of the model. In addition to the design and hyperparameter optimization of the LSTM architecture, two complementary analyses were carried out: (i) an interpretability study using Random Forest regression to quantify the relative importance of exogenous drivers, and (ii) an evaluation of model performance in predicting the timing of daily demand maxima and minima, achieving exact-hour accuracy in more than two-thirds of the test days and within abs(1) hour in over 90\% of cases. Together, these results highlight both the predictive accuracy and operational relevance of the proposed framework, providing valuable insights for grid operators seeking optimized planning and control strategies under diverse demand scenarios.

Published: 2025-09-24 19:00 UTC


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