集成競(jìng)價(jià)仿真與告警管理的售電運(yùn)營(yíng)平臺(tái)設(shè)計(jì)

蔣衍君 李鵬 孫常浩

摘 要： 該售電運(yùn)營(yíng)平臺(tái)在保障售電公司高效運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了兩大特色增值功能：競(jìng)價(jià)仿真與告警管理。競(jìng)價(jià)仿真利用先進(jìn)的自適應(yīng)競(jìng)價(jià)算法，通過輸入少量數(shù)據(jù)即可對(duì)市場(chǎng)出清結(jié)果進(jìn)行模擬，為用戶提供滿足自身最大利益的出價(jià)方案；告警管理可以對(duì)用戶用電信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)合購(gòu)電合同對(duì)用戶不合理的用電行為進(jìn)行告警。這兩種特色功能的實(shí)現(xiàn)使得售電公司在電力市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)中能夠提供差異化的增值服務(wù)，提高運(yùn)營(yíng)效率，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。

關(guān)鍵詞： 電力市場(chǎng)； 競(jìng)價(jià)仿真； 告警管理； 售電運(yùn)營(yíng)平臺(tái)； 自適應(yīng)競(jìng)價(jià)算法

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：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

售電側(cè)作為新電改中“管住中間、放開兩頭”的兩頭之一，在整個(gè)改革中具有重要地位，決定著新電改的成敗[1]。中國(guó)的售電側(cè)正放開壟斷逐步形成一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)型的售電市場(chǎng)。在此背景下，售電公司作為新興的市場(chǎng)主體面臨著巨大的機(jī)遇與挑戰(zhàn)[1]。

要在電力市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)中生存下來，售電公司一方面要對(duì)各個(gè)市場(chǎng)主體的競(jìng)價(jià)行為進(jìn)行預(yù)測(cè)，通過調(diào)整自身競(jìng)價(jià)策略降低購(gòu)電成本[3]；另一方面要通過高信用記錄、定制套餐、告警管理等差異化服務(wù)來吸引用戶[4]。因此集成上述兩方面功能的售電運(yùn)營(yíng)平臺(tái)對(duì)于提高售電公司的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義[5]。目前國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)尚處于起步階段，可研究數(shù)據(jù)較少，市場(chǎng)環(huán)境變化較大，售電平臺(tái)的開發(fā)設(shè)計(jì)不能照搬國(guó)外平臺(tái)，必須要結(jié)合當(dāng)前國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)運(yùn)行的實(shí)際情況[6]。

本文研發(fā)的售電運(yùn)營(yíng)一體化平臺(tái)除了面向售電公司開發(fā)了客戶管理、合同管理、購(gòu)電管理、售電管理等一系列支撐售電公司運(yùn)營(yíng)的基本功能外，還針對(duì)國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)現(xiàn)狀，開發(fā)了可以利用少量數(shù)據(jù)輔助售電公司進(jìn)行競(jìng)價(jià)決策的自適應(yīng)競(jìng)價(jià)算法和對(duì)用戶用電進(jìn)行監(jiān)測(cè)告警的增值服務(wù)功能，提升了平臺(tái)的實(shí)用性和創(chuàng)新性，也提高了售電公司的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

1 售電平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)各功能之間的聯(lián)系如圖1所示。

圖1 售電平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.2 各模塊介紹

售電運(yùn)營(yíng)一體化平臺(tái)的設(shè)計(jì)可以滿足售電公司起步階段工作開展的需要，同時(shí)保留后期工作的拓展需求。面向客戶提供網(wǎng)上營(yíng)業(yè)廳服務(wù)以便開展如下業(yè)務(wù)及管理工作。

1.2.1 對(duì)內(nèi)業(yè)務(wù)平臺(tái)

⑴ 客戶管理

客戶管理包括市場(chǎng)成員的注冊(cè)、信息變更、退出電力市場(chǎng)流程管理，同時(shí)記錄市場(chǎng)各類成員主體的信息檔案，與網(wǎng)上營(yíng)業(yè)廳實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)。詳細(xì)流程如圖2所示。

⑵ 合同管理

合同管理負(fù)責(zé)對(duì)售電公司售電交易相關(guān)的各類合約和協(xié)議的制定、管理、執(zhí)行及評(píng)估提供全過程的技術(shù)支持。并按照標(biāo)準(zhǔn)格式提供電量、價(jià)格聯(lián)動(dòng)機(jī)制，為數(shù)據(jù)申報(bào)、交易計(jì)算、偏差考核、用電1結(jié)算、市場(chǎng)分析和信息發(fā)布等提供依據(jù)，也是公司經(jīng)營(yíng)分析的主要數(shù)據(jù)來源。

圖2 客戶管理設(shè)計(jì)

⑶ 購(gòu)電管理

目前售電公司的購(gòu)電業(yè)務(wù)主要包含年度雙邊協(xié)商和月度集中競(jìng)價(jià)，購(gòu)電管理通過雙協(xié)和集中競(jìng)價(jià)測(cè)算模型為售電公司進(jìn)行購(gòu)電報(bào)價(jià)指導(dǎo)，同時(shí)負(fù)荷預(yù)測(cè)為售電公司進(jìn)行購(gòu)電計(jì)劃制定提供輔助，減少購(gòu)電風(fēng)險(xiǎn)，提高購(gòu)電利潤(rùn)。同時(shí)滿足未來與交易中心對(duì)接實(shí)現(xiàn)在線競(jìng)價(jià)申報(bào)。詳細(xì)流程如圖3所示。

⑷ 售電管理

售電公司如何制定吸引用戶的電力套餐，與用戶簽訂售電合同，達(dá)成售電關(guān)系后，用戶用電合約的執(zhí)行情況，月度清算偏差考核都影響售電公司的經(jīng)營(yíng)利潤(rùn)，售電管理通過套餐定制工具發(fā)布各類電力套餐并銷售給用電客戶，同時(shí)根據(jù)用戶的用電信息進(jìn)行月度平衡管理，避免偏差考核。詳細(xì)流程如圖4所示。

圖3 購(gòu)電管理設(shè)計(jì)

圖4 售電管理設(shè)計(jì)

⑸ 結(jié)算管理

結(jié)算管理是從電費(fèi)計(jì)算到電費(fèi)審核，最后形成應(yīng)收電費(fèi)的全過程管理。根據(jù)用電客戶的抄表電量及計(jì)費(fèi)參數(shù)、電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等信息進(jìn)行電量電費(fèi)計(jì)算，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行審核，以及對(duì)審核過程中發(fā)現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，審核完成后進(jìn)行電費(fèi)收繳且生成電費(fèi)清單。

結(jié)算功能前期滿足獨(dú)立售電公司的電費(fèi)預(yù)算和核算功能，后期實(shí)現(xiàn)支持配售電公司的結(jié)算、清算、收費(fèi)繳費(fèi)功能。詳細(xì)流程如圖5所示。

圖5 結(jié)算管理設(shè)計(jì)

⑹ 統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)分析功能將采用基于感知化的可視化理論及技術(shù)實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目的所有統(tǒng)計(jì)分析工作，包括：售電各個(gè)環(huán)節(jié)的業(yè)務(wù)流程和應(yīng)收情況的統(tǒng)計(jì)；售電情況統(tǒng)計(jì)；購(gòu)售電平衡情況、利潤(rùn)分析等。該模塊應(yīng)該是售電管理平臺(tái)的重要功能之一，實(shí)時(shí)監(jiān)控售電平臺(tái)的應(yīng)收和成本，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)即無法完成合約的用戶預(yù)警，為動(dòng)態(tài)地調(diào)整售電策略和模型提供支撐。

同時(shí)為了順利的支撐售電公司相關(guān)業(yè)務(wù)的開展，滿足日常業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)及管理需求，提供各類業(yè)務(wù)報(bào)表或自動(dòng)報(bào)表功能。

⑺ 系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理的設(shè)計(jì)，以能否最大限度地保證系統(tǒng)靈活性和可擴(kuò)展性為原則；同時(shí)在用戶及權(quán)限的管理上需保證系統(tǒng)的安全性。對(duì)系統(tǒng)資源的使用情況進(jìn)行有效監(jiān)控，能夠及時(shí)調(diào)整系統(tǒng)的配置，使系統(tǒng)的負(fù)載均衡，從而最大限度地發(fā)揮系統(tǒng)的性能。對(duì)于錯(cuò)誤信息的處理，按照錯(cuò)誤類別，提供統(tǒng)一的錯(cuò)誤信息提示，保證系統(tǒng)界面風(fēng)格的一致性。該子模塊通過對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行中各種狀態(tài)和操作進(jìn)行記錄和管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)交易成員、系統(tǒng)用戶及權(quán)限、系統(tǒng)數(shù)據(jù)的管理。

1.2.2 對(duì)外網(wǎng)上營(yíng)業(yè)廳

⑴ 自助開戶

提供用戶注冊(cè)入口，接收用戶注冊(cè)信息填寫和資料填報(bào)，并同步至內(nèi)部管理平臺(tái)進(jìn)行注冊(cè)流程審批。

⑵ 業(yè)務(wù)辦理

注冊(cè)用戶通過網(wǎng)上營(yíng)業(yè)廳進(jìn)行業(yè)務(wù)辦理、申請(qǐng)查詢、合約查詢、電量申報(bào)操作。網(wǎng)上營(yíng)業(yè)廳根據(jù)用戶申請(qǐng)，轉(zhuǎn)至內(nèi)部管理平臺(tái)進(jìn)行內(nèi)部處理并返回辦理結(jié)果。

⑶ 我的賬單

注冊(cè)用戶通過網(wǎng)上營(yíng)業(yè)廳進(jìn)行賬單查詢和退款申請(qǐng)。

⑷ 消息通知

對(duì)注冊(cè)用戶提交的業(yè)務(wù)返回辦理結(jié)果，通知用戶。

⑸ 售電管家

為用戶提供售電相關(guān)工具和咨詢定制功能。

⑹ 我的資料

包含個(gè)人資料、企業(yè)資料、財(cái)務(wù)信息、經(jīng)營(yíng)信息、用電量信息、購(gòu)電量信息，注冊(cè)用戶可以自主查看。

2 售電平臺(tái)輔助決策功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 競(jìng)價(jià)仿真平臺(tái)

平臺(tái)以機(jī)器學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了競(jìng)價(jià)仿真功能，競(jìng)價(jià)仿真功能一方面可以對(duì)歷史交易數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)盤，另一方面通過歷史數(shù)據(jù)和其他用戶行為的預(yù)測(cè)來輔助用戶進(jìn)行競(jìng)價(jià)決策。

2.1.1 競(jìng)價(jià)仿真模型

相較于電力市場(chǎng)機(jī)制成熟的國(guó)家和地區(qū)，我國(guó)當(dāng)前電力市場(chǎng)尚處于起步階段[7]，可供研究的數(shù)據(jù)較少、外部市場(chǎng)環(huán)境變動(dòng)大、市場(chǎng)參與者行為不成熟等因素使得我們無法通過機(jī)械地訓(xùn)練大量數(shù)據(jù)來獲得性能優(yōu)秀的競(jìng)價(jià)模型[8]。

對(duì)了解決上述問題，本文研究了一套將傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)的方法與當(dāng)前電力市場(chǎng)規(guī)則、用戶特征行為相結(jié)合的快速自適應(yīng)競(jìng)價(jià)算法。算法設(shè)計(jì)遺忘機(jī)制模擬用戶逐漸形成的市場(chǎng)行為、設(shè)計(jì)慣性機(jī)制模擬用戶對(duì)市場(chǎng)的延后反應(yīng)、設(shè)計(jì)自我驗(yàn)證機(jī)制以修正不合理的預(yù)測(cè)誤差，以及引入改進(jìn)參數(shù)以防預(yù)測(cè)部分過擬合。首先利用少量歷史數(shù)據(jù)模擬出清流程并輸出出清價(jià)格和其概率分布，再結(jié)合用戶自身情況選擇通過優(yōu)化報(bào)價(jià)提高利潤(rùn)或者通過優(yōu)化自身運(yùn)行提高利潤(rùn)。

優(yōu)化自身運(yùn)行可以建模，即建一個(gè)數(shù)學(xué)模型。對(duì)于發(fā)電側(cè)來說，其最優(yōu)目標(biāo)是生產(chǎn)成本和污染成本最小化；對(duì)于售電公司，其最優(yōu)目標(biāo)是分配電量給用戶實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)最大化。

2.1.2 競(jìng)價(jià)決策功能設(shè)計(jì)

競(jìng)價(jià)決策功能的實(shí)現(xiàn)依賴于系統(tǒng)對(duì)市場(chǎng)交易歷史信息進(jìn)行分析，預(yù)測(cè)市場(chǎng)各個(gè)成員的出價(jià)以及電量進(jìn)行預(yù)測(cè)，輸入預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)模擬競(jìng)價(jià)過程輸出出清結(jié)果為用戶提供參考。

⑴ 歷史成交記錄分析

系統(tǒng)對(duì)歷史交易數(shù)據(jù)如：交易規(guī)模、成交電量、統(tǒng)一出清價(jià)格以及供需雙方提交的成交申報(bào)數(shù)據(jù)（最高成交報(bào)價(jià)、最低成交報(bào)價(jià)、平均成交報(bào)價(jià)）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，呈現(xiàn)圖表方便用戶進(jìn)行復(fù)盤（如圖6）。

圖6 競(jìng)價(jià)平臺(tái)歷史復(fù)盤

⑵ 競(jìng)價(jià)模擬

系統(tǒng)模擬電力交易中心技術(shù)支撐系統(tǒng)的競(jìng)價(jià)撮合功能，支持售電公司在系統(tǒng)中輸入市場(chǎng)主體（買賣雙方）的申報(bào)電量、電價(jià)數(shù)據(jù)，并對(duì)報(bào)價(jià)進(jìn)行排序、配對(duì)、撮合、出清。模擬的出清結(jié)果通過數(shù)據(jù)列表或者圖表進(jìn)行顯示（如圖7）。

圖7 模擬競(jìng)價(jià)出清結(jié)果

2.2 告警管理

平臺(tái)通過對(duì)用戶用電數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與監(jiān)控，結(jié)合用戶購(gòu)電、售電合同對(duì)用戶的用電行為進(jìn)行綜合分析。并添加報(bào)警功能如：用電采集告警（峰電量告警、谷電量告警以及用電不平衡告警）、用電罰款告警、用電偏差告警以及終端故障告警等。當(dāng)用戶的用電行為超過告警閾值時(shí)，平臺(tái)發(fā)送告警信息協(xié)助用戶進(jìn)行用電行為調(diào)整，防止峰谷差增大、用電量超標(biāo)的情況發(fā)生（圖8所示）。

圖8 詳細(xì)告警信息顯示

平臺(tái)基于GIS地圖開發(fā)了用戶用電告警界面，結(jié)合用戶用電監(jiān)測(cè)及合同執(zhí)行跟蹤功能，將出現(xiàn)告警信息的地點(diǎn)、用戶名稱、告警內(nèi)容以及告警等級(jí)標(biāo)注在GIS地圖上，便于用戶及時(shí)查看（圖9所示）。

圖9 告警信息GIS圖

3 結(jié)束語

本文所研究的售電運(yùn)營(yíng)平臺(tái)基于目前國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)的運(yùn)行情況，為售電公司在電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中提供精細(xì)化的便捷服務(wù)，滿足了售電公司對(duì)信息化的需求。設(shè)計(jì)具有特色的輔助決策功能——競(jìng)價(jià)仿真平臺(tái)，能夠統(tǒng)計(jì)分析歷史數(shù)據(jù)，通過自適應(yīng)競(jìng)價(jià)算法對(duì)電力市場(chǎng)競(jìng)價(jià)進(jìn)行模擬仿真，得出可信度較高的出清價(jià)格的預(yù)測(cè)值，為售電用戶的競(jìng)價(jià)決策提供參考；告警管理可以對(duì)用戶的用電量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并通過GIS圖像直觀地顯示用戶用電過程中存在的各類風(fēng)險(xiǎn)及告警信息。

隨著電改的逐步深入、交易規(guī)模的不斷增大、售電公司數(shù)量的不斷增多，本售電運(yùn)營(yíng)平臺(tái)對(duì)于提高售電公司在電力市場(chǎng)交易中的競(jìng)爭(zhēng)能力具有重要意義。

參考文獻(xiàn)（References）：

[1] 褚燕，姚丹婧，趙忠平.售電側(cè)放開電力改革模式探討[J].華東

電力，2014.42（S1）：3099-3103

[2] Ofuji K， Tatsumi N.Wholesale and retail electricity markets

in Japan： Results of market revitalization measures and prospects for the current reform[J]. Economics of Energy & Environmental Policy，2016.5（1）：31-49

[3] 趙釗林.基于數(shù)據(jù)倉(cāng)庫的電力營(yíng)銷決策支持系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].

計(jì)算機(jī)時(shí)代，2006.11：39-41

[4] 劉敦楠，孟雅儒.考慮非價(jià)格因素的售電公司競(jìng)爭(zhēng)力分析[J].

電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2017.41（23）：53-60

[5] 曹榮章，楊爭(zhēng)林，朱為民，胡俊，沈利華，宋燕敏，嚴(yán)小文.新一代

電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[J].電網(wǎng)技術(shù)，2006.S2：124-128

[6] 史連軍，邵平，張顯，黃龍達(dá)，耿建，葉飛.新一代電力市場(chǎng)交易

平臺(tái)架構(gòu)探討[J/OL].電力系統(tǒng)自動(dòng)化：1-10[2017-12-27].

http：//kns.cnki.net/kcms/detail/32.1180.TP.20170913.

0916.004.html.

[7] 包銘磊，丁一，邵常政，宋永華.北歐電力市場(chǎng)評(píng)述及對(duì)我國(guó)的

經(jīng)驗(yàn)借鑒[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2017.37（17）：4881-4892

[8] 龐建斌.基于Agent的電力市場(chǎng)競(jìng)價(jià)上網(wǎng)策略的研究[J].計(jì)算

機(jī)時(shí)代，2003.5：35-41