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电力交易平台建设现状及面临的形势

北极星售电网  来源:电力系统自动化  作者:编辑部  2021/6/16 8:41:56  我要投稿  

北极星售电网讯:(来源:微信公众号“电力系统自动化” ID:AEPS-1977 作者:刘永辉, 张显, 谢开, 冯恒, 孙鸿雁, 邵平)/能源互联网背景下的新一代电力交易平台设计探讨

01

研究背景

发用电计划逐步放开、现货市场建设加快推进、能源互联网快速发展等新形势,对电力交易系统提出了新要求,也催生了电力交易的诸多新业务、新业态,以上新要求、新形势客观上需重新梳理中长期电力交易、横纵向集成、两级市场协同运营、现货交易、高性能结算等重点业务需求,开展前瞻性功能设计,提升交易平台的全业务支撑能力。基于此,本文探讨了新一代电力交易平台总体设计,提出了基于“云平台+微服务”的总体架构体系,重塑了六大业务应用,设计了优化出清、智能注册、全网通等技术支撑组件,探讨了平台建设需解决的核心支撑能力,并实现了初步应用。

02

电力交易平台建设现状及面临的形势

全国统一电力市场技术支撑平台(以下简称平台)2012年开始建设,实现了交易组织、合同管理、交易结算、市场服务等业务的在线运作。平台采用两级部署,支持省间中长期电力交易、电力直接交易和发电权交易等多种交易品种,为省间与省内中长期电力交易提供了全过程支撑。截至2020年底,平台注册市场主体近27万家,全年总交易电量超2.3万亿千瓦时。对比国内外电力市场改革发展形势,高比例可再生能源大规模接入电网,分布式能源、电动汽车等新型市场主体广泛接入,清洁能源低碳化转型发展,未来电力市场业务需求更加灵活多变。平台建设要重点考虑省间省内一体化运作、中长期现货交易业务等新一轮改革需求,结合新一轮改革形势、新技术,开展新一代电力交易平台(以下简称新平台)总体设计。

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图1 电力交易平台面临的业务发展形势

03

新一代电力交易平台总体设计

业务应用方面,为应对现货市场加速推进、交易业务需求快速迭代等现状,采用了微服务的技术路线,重塑了市场服务、市场出清、市场结算、信息发布、市场合规、系统管理等六大业务应用,不同的微服务可以灵活组装业务应用,插件式搭建业务功能,快速响应业务需求,满足新形势下电力市场运营发展的要求。

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图2 新一代电力交易平台总体架构

技术架构方面,新平台包括数据层、平台层、服务层、应用层、展示层5层架构。数据层抽取、聚合平台运行数据,供上层服务调用。平台层基于云架构,实现服务器资源自动扩展,提高系统业务应用承载能力和资源利用效率。服务层通过业务能力沉淀,形成中台支撑能力,支撑快速变化的业务需求。平台自底向上逐级提供技术和服务能力,最终形成市场服务、市场出清、市场结算、信息发布、市场合规、系统管理六大业务应用。部署架构方面,考虑到省间省级市场业务差异化、系统性能和稳定性等因素,部署方式上采用两级部署,即北京电力交易中心部署省间交易平台、27家省级电力交易中心部署省级交易平台,部署架构如图3所示。

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图3 两级部署架构

04

关键技术

优化出清组件,基于新平台云操作系统及软硬件资源,自建快速的优化出清引擎,研发高性能的建模方法,考虑可用传输能力、交易时序、交易申报参数、电网简化模型参数等物理和经济约束,实现长周期、多时段、大规模、交直流互联电网的优化出清设计。优化出清组件如图4所示。

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图4 优化出清组件

电网简化模型组件,提供送受端、联络线、输电断面、电厂、变电站、线路、负荷等多种电网模型常见图元,具备基础图元的新增、修改、删除、组合、拆分等功能。通过鼠标拖拽图元的方式组建电网模型节点、节点间联络线、输电断面等电网简化模型,并能对节点、线路各项属性进行编辑和数据关联,快速对电网简化模型灵活建模,实现图模联动。智能注册组件,自研OCR图像识别、RPA流程自动化组件,利用OCR组件自动对用工商营业执照、银行开户许可证等电子资料自动识别提取关键信息,并将识别结果自动填充至交易系统。同时利用RPA组件取代手动审核、校对和流程化点击系统等操作,简化人机交互流程,提升工作效率和用户体验。全网通组件,在统一接口标准的基础上,设计面向服务、满足数据实时共享和业务互动需求的全网通组件,设计数据集成、数据质量校验、链路监控、告警管理、数据日志处理等微服务,提升数据传输保障、数据传输安全,实现与调度、营销、财务等系统的高效集成和全业务链横向贯通。全网通集成技术架构如图5所示。

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图5 数据集成技术架构

05

平台具备的核心支撑能力

大规模优化配置的ATC出清能力。自建优化出清组件,依据交易出清规则,选取对应的出清算法、电网简化模型,开展优化出清计算,可使交易结果符合电网运行安全及系统运行实际情况,减轻后续安全校核环节的压力,最大化地利用省间输电通道能力。省间省内一体化运作能力。按照电力交易整体规划和电力市场顶层设计的基本要求,统一设计了电力交易平台总体架构,制定统一业务、应用、安全架构:统一数据、接口技术规范;统一算法、规则关联引擎。提供全市场业务的统一管理标准和全市场主体的统一入口,构建面向服务的两级电力市场管理能力体系,支撑省间省内一体化运作。批发零售一体化服务能力。设计了批发零售一体的零售市场管理模型,支撑海量中小用户便捷、快速注册。提供灵活的零售合同及结算套餐管理方式,支撑与批发市场合同、结算业务的协同,实现零售市场灵活、高效结算。基于“e-交易”平台搭建OTC双边意向交易服务,实现达成的交易意向与批发市场交易及零售市场管理业务衔接。实时业务开展能力。遵循“静态平台、动态应用”开展功能设计研发,平台功能利用业务流程驱动松耦合模块,实现业务功能积木式搭建,重点解决电力交易业务快速变化的发展要求。依托业务中台,沉淀业务能力,共享平台服务能力,灵活支撑新业务、新模式快速构建。高性能柔性结算能力。建立全周期多成分的精益结算子系统,建立统一的可变周期结算模型,设计基于构件库与公式解析的多品种结算方法,实现结算规则的柔性组态和灵活扩展,适应结算业务复杂多变的业务需求。建立基于内存库与并行计算的高性能结算方法,采用高可用、高容错技术,支撑大规模数据下的高性能、高可靠结算。高性能接入和海量数据处理能力。应用负载均衡、消息队列、动态扩容、热点数据缓存等技术,实现软硬件资源的灵活调配及服务能力的动态扩展,支撑全国统一电力市场百万级用户接入。应用分布式数据库,合理进行分库分表,提高数据库操作效率,解决大数据量下的数据存储和访问效率问题,提供百万级用户接入下的海量业务数据存储及处理能力。

06

结语

本文提出了能源互联网背景下的新一代电力交易平台设计探讨,充分考虑了现货市场需求下的结算日清分、中长期交易电量向电力曲线转变等新兴市场业务需求,采用了“云平台+微服务”的技术架构,重塑了六大业务应用,创新了市场运营关键支撑技术,设计了电网简化模型、智能注册、全网通、优化出清等核心组件,基于本文设计思路的新平台完成了功能研发,开展了上线试运行,在两级协同、现货交易业务、业务规则灵活配置等方面完成了相应的设计目标,为全交易品种、全电量空间、全市场体系、全范围配置提供了技术支撑。

作者简介

刘永辉

教授级高级工程师,长期从事电力交易平台建设、电力营销信息系统建设以及电力市场运营有关研究和实践工作。

张 显

博士,教授级高级工程师,长期从事电力市场体系、交易平台建设以及电力市场运营有关研究和实践工作。

谢 开

博士,教授级高级工程师,长期从事电网运行、市场交易和科研管理等工作。

冯 恒

通信作者,硕士,工程师,长期从事电力市场仿真技术研究、交易平台建设以及电力市场运营有关实践工作。

原标题:北京电力交易中心 刘永辉, 张显, 谢开等:新一代电力交易平台助力能源互联网

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