Přejít na obsah

Jak jsme vytvořili inteligentní vrstvu pro predikci v energetice

<p data-pasted="true">Jak ACTUM Digital vytváří inteligentní agregační vrstvu, která se učí ze silných a slabých stránek stávajících predikčních modelů poskytovatele energií a vytváří jedinou, přesnější predikci spotřeby elektrické energie.</p>

Přehled

Více modelů

sloučeno do jedné přesnější předpovědi

Nepřetržité učení

systém se přizpůsobuje příchodu nových dat

Od 15 minut do měsíce

přesnost sledována ve všech plánovacích horizontech

Navrženo pro škálování

připraveno pro různé komodity

Proč je přesnost predikcí na energetických trzích důležitá

<p data-pasted="true">Na rozdíl od většiny komodit musí být elektrická energie vyráběna a spotřebovávána téměř současně. Subjekty působící v elektrizační soustavě (výrobci, obchodníci, distributoři i provozovatel přenosové soustavy) jsou závislé na predikcích spotřeby, výroby z obnovitelných zdrojů, cen elektřiny a zatížení sítě, aby mohly plánovat svůj provoz, nakupovat a prodávat elektřinu a snižovat odchylky v síti.</p><p>Kvalitní predikce se přímo promítají do efektivnějšího využití zdrojů a nižších nákladů na regulační energii. Platí však i opačný, podstatně méně shovívavý scénář: pokud se skutečná spotřeba účastníka trhu odchýlí od jeho predikované pozice portfolia, je mu účtována finanční kompenzace za způsobenou odchylku. Přesnost predikcí proto v tomto odvětví není pouze abstraktní metrikou datové vědy. Představuje přímou položku ve výsledovce společnosti.</p><p><br></p>

Výzva

Účastníci energetického trhu dnes obvykle provozují několik predikčních modelů současně, přičemž každý z nich nahlíží na budoucí vývoj z odlišného úhlu pohledu. Některé modely lépe zachycují historické vzorce spotřeby, jiné citlivěji reagují na krátkodobé výkyvy nebo na externí faktory, jako je počasí. Tato různorodost přístupů je sama o sobě výhodou – více perspektiv znamená více informací.

V praxi však vytváří jiný problém: více modelů, více odpovědí, ale žádný jediný zdroj pravdy. Jednotlivé modely si často navzájem odporují a přesnost každého z nich se v čase mění v závislosti na aktuálních podmínkách. Naše analýza stávajících modelů klienta ukázala, že žádný z nich nebyl konzistentně nejpřesnější ve všech situacích. Každý měl svá silná i slabá období a jeho spolehlivost se měnila v závislosti na sezónnosti, počasí a dalších externích faktorech.

Skutečnou výzvou tedy nebylo vybrat lepší model. Skutečnou otázkou bylo, jak dát smysl několika signálům, jejichž hodnota se dynamicky mění podle kontextu, a převést je do jediné predikce, podle které může firma skutečně plánovat.

Proč bylo nákladné tento problém neřešit

I malé rozdíly mezi plánovanou a skutečnou spotřebou elektrické energie mohou vést k finančním sankcím, nutnosti nakupovat regulační energii a celkově vyšším provozním nákladům. Právě zde se otevřel prostor pro nový přístup. Ne takový, který by se snažil nahradit stávající predikční modely jediným novým „nejlepším“ modelem, ale takový, který inteligentně kombinuje modely, které již existují.

Řešení

<p data-pasted="true">Navrhujeme a ověřujeme <strong>predikční vrstvu využívající umělou inteligenci</strong>, která je postavena nad stávajícími predikčními modely poskytovatele energií, aniž by některý z nich nahrazovala. Systém průběžně porovnává predikce jednotlivých modelů se skutečnými hodnotami spotřeby, sleduje historickou přesnost každého modelu a identifikuje opakující se vzorce chyb. Na základě těchto poznatků dynamicky upravuje váhu jednotlivých predikcí a vytváří jednu konsolidovanou predikci, která v daném okamžiku představuje nejpřesnější dostupný odhad skutečnosti.</p><p>Zásadní je, že model nepracuje pouze se samotnými vstupními predikcemi. Do systému vstupují také externí data, především meteorologická data, která mají významný vliv na chování spotřeby elektrické energie. Výsledkem je model, který pracuje se sítí vzájemně propojených signálů namísto jediného pohledu a průběžně je vyhodnocuje i kombinuje do jednoho výsledku.</p>

Co je MAPE a jak se měří přesnost predikcí

Přesnost predikcí je v tomto projektu měřena pomocí metriky MAPE (Mean Absolute Percentage Error – průměrná absolutní procentní chyba). Jedná se o standardní metriku vyjadřující, o kolik se predikce procentuálně odchyluje od skutečné hodnoty. Čím nižší hodnota MAPE, tím přesnější je predikce.

MAPE je počítána napříč několika časovými horizonty – pro jednotlivé patnáctiminutové intervaly, celé dny, týdny i měsíce. Sledování přesnosti ve všech těchto horizontech, nikoli pouze v jednom z nich, je důležité, protože model může dosahovat výrazně odlišných výsledků při krátkodobých detailních predikcích než při denních nebo týdenních agregacích. Účastníci energetického trhu přitom potřebují plánovat i obchodovat napříč všemi těmito časovými úrovněmi.

Výsledky

<p data-pasted="true">Tato predikční vrstva je interním produktem, který je v současné době ve vývoji a je ověřován prostřednictvím pilotního projektu s reálným klientem z energetického sektoru na skutečných datech o spotřebě. Při testování predikce spotřeby elektrické energie dosahuje konsolidovaná predikce vytvořená agregační vrstvou využívající umělou inteligenci měřitelně lepších hodnot metriky <strong>MAPE</strong> než jednotlivé predikční modely, ze kterých vychází. To potvrzuje, že přístup založený na kombinaci více modelů (ensemble approach) funguje pro aktuálně ověřovaný případ použití podle očekávání.</p><p>Přestože se současný pilotní projekt zaměřuje na predikci spotřeby elektrické energie, základní architektura řešení je již navržena tak, aby podporovala více komodit i různé typy predikcí (spotřeba, výroba).</p><p>Z obchodního hlediska přináší přesnější konsolidovaná predikce nižší riziko odchylek, efektivnější nákup a obchodování s elektřinou, nižší náklady na regulační energii a stabilnější provozní plánování. V prostředí, kde má každý procentní bod chyby predikce přímý finanční dopad, nepředstavuje vyšší přesnost pouze úspěch v oblasti datové vědy, ale <strong>měřitelný obchodní přínos</strong>.</p>
<p data-pasted="true">Základní princip řešení je jednoduchý, i když samotný systém jednoduchý není. Namísto hledání jediného dokonalého modelu se systém učí rozpoznávat, kdy a proč jednotlivé modely dosahují lepších nebo horších výsledků, a využívá tyto znalosti k vytvoření přesnějšího celku. Výsledkem je adaptivní mechanismus, který se s každým novým pozorováním dále zlepšuje a postupně snižuje míru nejistoty při provozním rozhodování.</p><h3 data-section-id="1e0w4zr" data-start="1642" data-end="1660" class="PDq2pG_selectionAnchorContainer" data-pasted="true">Obchodní přínosy</h3><ul data-start="1662" data-end="1854"><li data-section-id="1ao8323" data-start="1662" data-end="1698">Nižší náklady na regulační energii</li><li data-section-id="1qwig81" data-start="1699" data-end="1735">Snížení rizika nepřesných predikcí</li><li data-section-id="18u6jhl" data-start="1736" data-end="1774">Lepší rozhodování při nákupu energií</li><li data-section-id="1aa9qm0" data-start="1775" data-end="1808">Efektivnější provozní plánování</li><li data-section-id="b6pfzj" data-start="1809" data-end="1854">Vyšší důvěra ve výsledky predikčních modelů</li></ul>

Další kroky pro váš business

Kontaktujte nás a společně probereme váš konkrétní případ využití. Nebo si prohlédněte naše služby v oblasti AI & Data a zjistěte, jak přistupujeme k predikcím, optimalizaci a podpoře rozhodování v energetice, utilitách i dalších odvětvích pracujících s velkým objemem dat. Můžete si také projít naše další případové studie a inspirovat se tím, jak pomáháme našim klientům využívat umělou inteligenci v praxi.

Promluvte s našimi odborníky

O cookies na těchto stránkách

<p data-pasted="true">Používáme cookies ke sběru a analýze informací o výkonu a používání stránek, k poskytování funkcí sociálních médií a ke zlepšení a přizpůsobení obsahu a reklam.</p><p></p>