Estimation and Prediction of the Heat Load Profile Using Weather and Heating/Cooling Data : An Application of the Multilevel Model

기상자료와 냉난방 실측자료를 이용한 열부하 추정과 예측: 다계층모형의 활용

Electricity and heat load profiles by use types on an hourly basis at the least are essential for assessing economic viability of new cogeneration and CES projects and for optimally operating existing cogeneration and CES facilities. We adopt a multilevel model to specify heat load profiles so as to utilize in a flexible manner the panel nature of our data on weather and heating/cooling use. Converting the multilevel model to the linear mixed-effects model, we estimate the model by panel FGLS. The estimated load profile model for each distinct use type accounts for the effects of temperature, humidity, each hour over the year, each day of the week, each type of legal holidays, and heating/cooling area on energy use. To save space, we feature in detail the heating profile of the household.

새로운 접단에너지 사업에 대한 경제성 평가와 기존 집단에너지 시설의 최적운용을 위해서는 적어도 시간대 단위로 계측된 세부용도별 에너지 부하패턴에 관한 정보가 필수적이다. 본 연구에서는 기상자료와 냉난방 실측자료를 활용하여 열부하를 추정 예측하기 위하여 다계층모형을 선태하였다. 다계층모형은 수집한 자료의 패널자료 특성을 유연하게 모형화할 수 있는 이점이 있다. 다계층모형을 일대일의 대응관계에 있는 선형혼합효과모형으로 변환한 후 패널 FGLS(연산가능한 일반화최소자승추정법)를 적용하여 세부용도별로 열부하모형을 추정하였다. 추정된 부하모형은 온도, 습도, 시간대, 요일, 설날연휴/추석연휴 등 법정공휴일 특성, 난방면적/냉방면적이 열에너지사용량에 미치는 영향을 고려하고 있다. 지면을 고려하여 본 논문에서는 가정용 난방부하모형의 추정치와 난방부하곡선의 예측치에 제한하여 실증결과를 설명하고 있다.