GIS-AMR 시스템에서 시공간 데이터마이닝 기법을 이용한 전력 소비 패턴의 분석 및 예측

Abstract

이 논문에서는 자동 원격 검침(AMR) 시스템에서 수집되는 전력 사용량 데이터의 분석 결과를 실세계에 적용하기 위하여 시간과 공간의 변화에 따른 전력 소비 패턴의 주기성 탐사를 위한 시공간 데이터마이닝 기법을 제안하였다. 첫째, 고객의 전력 사용 목적에 따른 군집 분석을 위하여 분할 군집화 기법을 적용하였다. 둘째, 3차원 큐브 마이닝 기법을 적용하여 고객의 전력 소비 데이터가 갖는 시간 속성과 공간 속성에 대한 패턴을 탐색하였다. 셋째, 다양한 시간 도메인에서의 주기 패턴 발견을 위한 캘린더 패턴 마이닝 기법을 이용하여 탐사된 패턴들이 갖고 있는 시간 속성의 의미와 관계를 분석 및 예측하였다. 제안된 시공간 데이터마이닝 기법을 평가하기 위해 한국 전력 연구원에서 구축된 GIS-AMR 시스템에 의해 제공되는 고압 전력 소비 고객 3,256명의 2007년 1월부터 4월까지 총 266,426건의 데이터로부터 시간의 주기성 및 공간적 특성을 포함한 전력 소비 패턴을 분석하였다. 제안한 분석 기법을 통하여 특정 그룹에 속한 각각의 대표 프로파일이 시간과 공간상에서 갖는 주기성을 발견하였다. In this paper, the spatiotemporal data mining methodology for detecting a cycle of power consumption pattern with the change of time and spatial was proposed, and applied to the power consumption data collected by GIS-AMR system with an aim to use its resulting knowledge in real world applications. First, partial clustering method was applied for cluster analysis concerned with the aim of customer's power consumption. Second, the patterns of customer's power consumption data which contain time and spatial attribute were detected by 3D cube mining method. Third, using the calendar pattern mining method for detection of cyclic patterns in the various time domains, the meanings and relationships of time attribute which is previously detected patterns were analyzed and predicted. For the evaluation of the proposed spatiotemporal data mining, we analyzed and predicted the power consumption patterns included the cycle of time and spatial feature from total 266,426 data of 3,256 customers with high power consumption from Jan. 2007 to Apr. 2007 supported by the GIS-AMR system in KEPRI. As a result of applying the proposed analysis methodology, cyclic patterns of each representative profiles of a group is identified on time and location.