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集成竞价仿真与告警管理的售电运营平台设计

范文

蒋衍君李鹏孙常浩

摘要：该售电运营平台在保障售电公司高效运营的基础上，实现了两大特色增值功能：竞价仿真与告警管理。竞价仿真利用先进的自适应竞价算法，通过输入少量数据即可对市场出清结果进行模拟，为用户提供满足自身最大利益的出价方案；告警管理可以对用户用电信息进行监测，结合购电合同对用户不合理的用电行为进行告警。这两种特色功能的实现使得售电公司在电力市场的竞争中能够提供差异化的增值服务，提高运营效率，增强竞争力。

关键词：电力市场；竞价仿真；告警管理；售电运营平台；自适应竞价算法

中图分类号：TP391 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2018）03-92-05

Design of power-selling operation platform integrated with bidding simulation

and alarm management

Jiang Yanjun1， Li Peng2， Sun Changhao2

（1. Nanjing SAC New Energy Technology Co.， Ltd.， Nanjing， Jiangsu 210000， China； 2. Nanjing SAC Power Grid Automation Co.， Ltd.）

Abstract： The platform introduced in this paper includes two functions： bidding simulation and alarm management， on the basis of the basic functions such as customer information， power sale management and power purchase management. The bidding simulation uses the advanced adaptive bidding algorithm to simulate the clearing results， and provides the optimal bidding scheme for the users of the power generation side and the selling side to meet their own maximum interests； The alarm management can monitor the power consumption process of the users， and combine the power consumption of the power purchase contract to alarm the unreasonable electricity consumption behaviors of the users. The realization of these two functions enables the power-selling company providing differentiated value-added services in the electricity market competition， to improve operational efficiency and enhance competitiveness.

Key words： electricity market； bidding simulation； alarm management； power-selling operating platform； adaptive bidding algorithm

0 引言

售電侧作为新电改中“管住中间、放开两头”的两头之一，在整个改革中具有重要地位，决定着新电改的成败[1]。中国的售电侧正放开垄断逐步形成一个竞争型的售电市场。在此背景下，售电公司作为新兴的市场主体面临着巨大的机遇与挑战[1]。

要在电力市场的激烈竞争中生存下来，售电公司一方面要对各个市场主体的竞价行为进行预测，通过调整自身竞价策略降低购电成本[3]；另一方面要通过高信用记录、定制套餐、告警管理等差异化服务来吸引用户[4]。因此集成上述两方面功能的售电运营平台对于提高售电公司的市场竞争力具有重要意义[5]。目前国内电力市场尚处于起步阶段，可研究数据较少，市场环境变化较大，售电平台的开发设计不能照搬国外平台，必须要结合当前国内电力市场运行的实际情况[6]。

本文研发的售电运营一体化平台除了面向售电公司开发了客户管理、合同管理、购电管理、售电管理等一系列支撑售电公司运营的基本功能外，还针对国内电力市场现状，开发了可以利用少量数据辅助售电公司进行竞价决策的自适应竞价算法和对用户用电进行监测告警的增值服务功能，提升了平台的实用性和创新性，也提高了售电公司的市场竞争力。

1 售电平台结构设计

1.1 系统总体结构设计

系统各功能之间的联系如图1所示。

图1 售电平台结构设计

1.2 各模块介绍

售电运营一体化平台的设计可以满足售电公司起步阶段工作开展的需要，同时保留后期工作的拓展需求。面向客户提供网上营业厅服务以便开展如下业务及管理工作。

1.2.1 对内业务平台

⑴ 客户管理

客户管理包括市场成员的注册、信息变更、退出电力市场流程管理，同时记录市场各类成员主体的信息档案，与网上营业厅实现数据联动。详细流程如图2所示。

⑵ 合同管理

合同管理负责对售电公司售电交易相关的各类合约和协议的制定、管理、执行及评估提供全过程的技术支持。并按照标准格式提供电量、价格联动机制，为数据申报、交易计算、偏差考核、用电1结算、市场分析和信息发布等提供依据，也是公司经营分析的主要数据来源。

图2 客户管理设计

⑶ 购电管理

目前售电公司的购电业务主要包含年度双边协商和月度集中竞价，购电管理通过双协和集中竞价测算模型为售电公司进行购电报价指导，同时负荷预测为售电公司进行购电计划制定提供辅助，减少购电风险，提高购电利润。同时满足未来与交易中心对接实现在线竞价申报。详细流程如图3所示。

⑷ 售电管理

售电公司如何制定吸引用户的电力套餐，与用户签订售电合同，达成售电关系后，用户用电合约的执行情况，月度清算偏差考核都影响售电公司的经营利润，售电管理通过套餐定制工具发布各类电力套餐并销售给用电客户，同时根据用户的用电信息进行月度平衡管理，避免偏差考核。详细流程如图4所示。

图3 购电管理设计

图4 售电管理设计

⑸ 结算管理

结算管理是从电费计算到电费审核，最后形成应收电费的全过程管理。根据用电客户的抄表电量及计费参数、电价标准等信息进行电量电费计算，并对计算结果进行审核，以及对审核过程中发现的异常数据进行处理，审核完成后进行电费收缴且生成电费清单。

结算功能前期满足独立售电公司的电费预算和核算功能，后期实现支持配售电公司的结算、清算、收费缴费功能。详细流程如图5所示。

图5 结算管理设计

⑹ 统计分析

统计分析功能将采用基于感知化的可视化理论及技术实现本项目的所有统计分析工作，包括：售电各个环节的业务流程和应收情况的统计；售电情况统计；购售电平衡情况、利润分析等。该模块应该是售电管理平台的重要功能之一，实时监控售电平台的应收和成本，对风险即无法完成合约的用户预警，为动态地调整售电策略和模型提供支撑。

同时为了顺利的支撑售电公司相关业务的开展，满足日常业务运营及管理需求，提供各类业务报表或自动报表功能。

⑺ 系统管理

系统管理的设计，以能否最大限度地保证系统灵活性和可扩展性为原则；同时在用户及权限的管理上需保证系统的安全性。对系统资源的使用情况进行有效监控，能够及时调整系统的配置，使系统的负载均衡，从而最大限度地发挥系统的性能。对于错误信息的处理，按照错误类别，提供统一的错误信息提示，保证系统界面风格的一致性。该子模块通过对系统运行中各种状态和操作进行记录和管理，实现对交易成员、系统用户及权限、系统数据的管理。

1.2.2 对外网上营业厅

⑴ 自助开户

提供用户注册入口，接收用户注册信息填写和资料填报，并同步至内部管理平台进行注册流程审批。

⑵ 业务办理

注册用户通过网上营业厅进行业务办理、申请查询、合约查询、电量申报操作。网上营业厅根据用户申请，转至内部管理平台进行内部处理并返回办理结果。

⑶ 我的賬单

注册用户通过网上营业厅进行账单查询和退款申请。

⑷ 消息通知

对注册用户提交的业务返回办理结果，通知用户。

⑸ 售电管家

为用户提供售电相关工具和咨询定制功能。

⑹ 我的资料

包含个人资料、企业资料、财务信息、经营信息、用电量信息、购电量信息，注册用户可以自主查看。

2 售电平台辅助决策功能设计与实现

2.1 竞价仿真平台

平台以机器学习为基础，设计了竞价仿真功能，竞价仿真功能一方面可以对历史交易数据进行复盘，另一方面通过历史数据和其他用户行为的预测来辅助用户进行竞价决策。

2.1.1 竞价仿真模型

相较于电力市场机制成熟的国家和地区，我国当前电力市场尚处于起步阶段[7]，可供研究的数据较少、外部市场环境变动大、市场参与者行为不成熟等因素使得我们无法通过机械地训练大量数据来获得性能优秀的竞价模型[8]。

对了解决上述问题，本文研究了一套将传统机器学习的方法与当前电力市场规则、用户特征行为相结合的快速自适应竞价算法。算法设计遗忘机制模拟用户逐渐形成的市场行为、设计惯性机制模拟用户对市场的延后反应、设计自我验证机制以修正不合理的预测误差，以及引入改进参数以防预测部分过拟合。首先利用少量历史数据模拟出清流程并输出出清价格和其概率分布，再结合用户自身情况选择通过优化报价提高利润或者通过优化自身运行提高利润。

优化自身运行可以建模，即建一个数学模型。对于发电侧来说，其最优目标是生产成本和污染成本最小化；对于售电公司，其最优目标是分配电量给用户实现利润最大化。

2.1.2 竞价决策功能设计

竞价决策功能的实现依赖于系统对市场交易历史信息进行分析，预测市场各个成员的出价以及电量进行预测，输入预测数据模拟竞价过程输出出清结果为用户提供参考。

⑴ 历史成交记录分析

系统对历史交易数据如：交易规模、成交电量、统一出清价格以及供需双方提交的成交申报数据（最高成交报价、最低成交报价、平均成交报价）进行统计分析，呈现图表方便用户进行复盘（如图6）。

图6 竞价平台历史复盘

⑵ 竞价模拟

系统模拟电力交易中心技术支撑系统的竞价撮合功能，支持售电公司在系统中输入市场主体（买卖双方）的申报电量、电价数据，并对报价进行排序、配对、撮合、出清。模拟的出清结果通过数据列表或者图表进行显示（如图7）。

图7 模拟竞价出清结果

2.2 告警管理

平台通过对用户用电数据的实时采集与监控，结合用户购电、售电合同对用户的用电行为进行综合分析。并添加报警功能如：用电采集告警（峰电量告警、谷电量告警以及用电不平衡告警）、用电罚款告警、用电偏差告警以及终端故障告警等。当用户的用电行为超过告警阈值时，平台发送告警信息协助用户进行用电行为调整，防止峰谷差增大、用电量超标的情况发生（图8所示）。

图8 详细告警信息显示

平台基于GIS地图开发了用户用电告警界面，结合用户用电监测及合同执行跟踪功能，将出现告警信息的地点、用户名称、告警内容以及告警等级标注在GIS地图上，便于用户及时查看（图9所示）。

图9 告警信息GIS图

3 结束语

本文所研究的售电运营平台基于目前国内电力市场的运行情况，为售电公司在电力市场竞争中提供精细化的便捷服务，满足了售电公司对信息化的需求。设计具有特色的辅助决策功能——竞价仿真平台，能够统计分析历史数据，通过自适应竞价算法对电力市场竞价进行模拟仿真，得出可信度较高的出清价格的预测值，为售电用户的竞价決策提供参考；告警管理可以对用户的用电量实时监测并通过GIS图像直观地显示用户用电过程中存在的各类风险及告警信息。

随着电改的逐步深入、交易规模的不断增大、售电公司数量的不断增多，本售电运营平台对于提高售电公司在电力市场交易中的竞争能力具有重要意义。

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