基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的電力交易平臺(tái)的研究

南方電網(wǎng)數(shù)字電網(wǎng)研究院有限公司營(yíng)銷交易應(yīng)用事業(yè)部 鄂宇航 陳飛云

隨著科技的發(fā)展，電力行業(yè)逐漸向智能化、自動(dòng)化、信息化方向發(fā)展，不僅為用戶提供了方便，也大大促進(jìn)了電力行業(yè)的快速發(fā)展[1]。電力交易平臺(tái)經(jīng)過(guò)國(guó)家電網(wǎng)的大力改革和發(fā)展，已形成了用戶信息查詢、電費(fèi)繳納和結(jié)算、繳費(fèi)服務(wù)等主要功能的交易平臺(tái)，從而保證了電力交易市場(chǎng)的公開(kāi)、公平、便捷。

目前電力交易平臺(tái)仍存在諸多問(wèn)題，如交易業(yè)務(wù)細(xì)化不足，平臺(tái)對(duì)于多種化、多周期化的產(chǎn)品運(yùn)行支持不足；用電用戶不斷增加、平臺(tái)訪問(wèn)數(shù)據(jù)量增加，同時(shí)在線人數(shù)規(guī)模不斷增長(zhǎng)，平臺(tái)對(duì)于海量信息的處理能力不足；而大數(shù)據(jù)技術(shù)的出現(xiàn)能夠大大提高電力交易平臺(tái)的處理效率，改善交易平臺(tái)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理的能力，進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)電力交易平臺(tái)的發(fā)展[2]。本文主要研究基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的電力交易平臺(tái)，闡述了電力交易平臺(tái)的主要功能，并研究了在電力交易平臺(tái)中所使用的大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)，分析大數(shù)據(jù)技術(shù)在電力平臺(tái)的應(yīng)用。

1 電力交易平臺(tái)的主要功能

電力交易平臺(tái)的主要功能分為基礎(chǔ)交易管理功能、高層交易管理功能、以及擴(kuò)展交易管理功能[3-5]。

基層交易管理功能：電力交易管理、合同管理、計(jì)劃管理、信息發(fā)布、結(jié)算管理、市場(chǎng)注冊(cè)、電力電量平衡、數(shù)據(jù)質(zhì)量管理、服務(wù)窗口管理、市場(chǎng)信息綜合統(tǒng)計(jì)等；高層交易管理功能：雙邊市場(chǎng)三公管理、雙邊市場(chǎng)評(píng)估分析、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)管理、市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)分析、市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)管理、交易資源管理、交易合規(guī)管理、市場(chǎng)態(tài)勢(shì)分析、市場(chǎng)效率分析、市場(chǎng)關(guān)鍵指標(biāo)分析、移動(dòng)終端交易應(yīng)用等；擴(kuò)展交易管理功能：日前市場(chǎng)交易管理、輔助服務(wù)市場(chǎng)交易管理、實(shí)時(shí)市場(chǎng)交易管理、電力期貨交易、電力期權(quán)交易管理、金融輸電權(quán)交易管理、電廠報(bào)價(jià)輔助決策、用戶保教輔助決策、交易優(yōu)化輔助決策、市場(chǎng)電價(jià)預(yù)警、市場(chǎng)模擬仿真、交易員培訓(xùn)等。

2 電力交易平臺(tái)的大數(shù)據(jù)技術(shù)

2.1 大數(shù)據(jù)集成管理技術(shù)

電力交易平臺(tái)是眾多應(yīng)用的集合，需要將不同的數(shù)據(jù)格式、性質(zhì)、來(lái)源以及相應(yīng)的邏輯進(jìn)行集合處理，且交易平臺(tái)還需將上述數(shù)據(jù)進(jìn)行集成、處理以及存儲(chǔ)，保證數(shù)據(jù)的使用、共享。大數(shù)據(jù)集成管理技術(shù)能夠幫助電力交易平臺(tái)實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)融合。

大數(shù)據(jù)集成技術(shù)主要包括：數(shù)據(jù)融合和集成技術(shù)、數(shù)據(jù)的過(guò)濾和清洗技術(shù)、關(guān)系和非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等，能夠?qū)?lái)源廣泛、復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行集成輸出，并從相應(yīng)的關(guān)系中找到實(shí)體和，從而經(jīng)過(guò)相應(yīng)的管理和聚合之后將數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；當(dāng)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗和提取時(shí)保證數(shù)據(jù)質(zhì)量和相應(yīng)的穩(wěn)定性。另外，大數(shù)據(jù)集成技術(shù)還包括重要的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理，使用分布式存儲(chǔ)方法能夠去除不同關(guān)系數(shù)據(jù)類型，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)進(jìn)行簡(jiǎn)化，使存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)擁有非常好的擴(kuò)展性，并且能夠解決電力數(shù)據(jù)海量存儲(chǔ)的問(wèn)題。

2.2 大數(shù)據(jù)處理技術(shù)

大數(shù)據(jù)處理技術(shù)主要是針對(duì)電力數(shù)據(jù)的讀取、計(jì)算以及相應(yīng)的處理，主要包括電力數(shù)據(jù)分布式計(jì)算技術(shù)、流處理技術(shù)及數(shù)據(jù)內(nèi)存計(jì)算技術(shù)。其中分布式計(jì)算技術(shù)主要是較大的數(shù)據(jù)計(jì)算內(nèi)容進(jìn)行分割，劃分為多個(gè)小部分，并將相應(yīng)的小部分?jǐn)?shù)據(jù)分配給多個(gè)小型計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算，最終將所得的結(jié)果進(jìn)行總結(jié)。流處理技術(shù)主要是眾多的數(shù)據(jù)模塊或組作為數(shù)據(jù)流，并能夠當(dāng)新的數(shù)據(jù)流到來(lái)之前將所需要處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。該技術(shù)的目的是將所獲得的數(shù)據(jù)盡快地處理掉并得出相應(yīng)的分析結(jié)果，避免隨著時(shí)間的流失數(shù)據(jù)的價(jià)值降低；目前，電力交易平臺(tái)隨著交易量和用戶的增加，會(huì)使得電平臺(tái)所處理的數(shù)據(jù)量不斷增加，因此交易平臺(tái)需根據(jù)所得到的數(shù)據(jù)內(nèi)容和結(jié)果為決策者提供相應(yīng)的決策參考，從而滿足相應(yīng)的在線分析要求。

2.3 大數(shù)據(jù)分析技術(shù)

電力交易平臺(tái)還需要將所得不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的信息，從而得到有用的數(shù)據(jù)知識(shí)，從而保證數(shù)據(jù)的正確并得到電力交易數(shù)據(jù)信息，幫助決策者采取相應(yīng)的行為。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)主要包括數(shù)據(jù)挖掘、模式識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)、關(guān)聯(lián)分析、遺傳算法學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模式識(shí)別等多種技術(shù)。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)不同于傳統(tǒng)的邏輯計(jì)算模式，是對(duì)海量的信息進(jìn)行搜素、分析、對(duì)比、最終歸納，并找出海量信息的關(guān)系網(wǎng)，從而保證數(shù)據(jù)的可信度和關(guān)聯(lián)度。

大數(shù)據(jù)分析技術(shù)從根本上講，是建立在海量的數(shù)據(jù)樣本基礎(chǔ)上，通過(guò)相關(guān)關(guān)系分析的方法能夠快速、準(zhǔn)確得出數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果。大數(shù)據(jù)的挖掘和學(xué)習(xí)首先要對(duì)大數(shù)據(jù)的特征、抽樣進(jìn)行入手、將大數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為小數(shù)據(jù)分析并進(jìn)行分類、聚類的算法分析，最終開(kāi)展大數(shù)據(jù)并行計(jì)算、分析，得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析結(jié)果。

2.4 大數(shù)據(jù)展現(xiàn)技術(shù)

電力大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)展現(xiàn)技術(shù)包括空間信息流展示技術(shù)、可視化技術(shù)、歷史流展示技術(shù)等，該技術(shù)能夠?qū)⒋髷?shù)據(jù)進(jìn)行分析的結(jié)果形象地展現(xiàn)給決策人員，從而幫助管理人員更直觀、準(zhǔn)確地理解電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)表達(dá)的意義，了解電力交易平臺(tái)的數(shù)據(jù)信息。其中，空間信息流展示技術(shù)能夠?yàn)榻灰灼脚_(tái)管理者提供詳細(xì)的地位位置信息，包括交易區(qū)域、電力區(qū)域價(jià)格以及電力設(shè)備管理等，從而幫助管理者更加方便進(jìn)行區(qū)域化管理，細(xì)化電力交易平臺(tái)區(qū)域價(jià)格。

可視化技術(shù)主要是對(duì)電力交易數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，有助于電力交易的安全、平穩(wěn)；該技術(shù)還可以結(jié)合電力交易區(qū)域不同更好地挖掘電力交易的規(guī)律和關(guān)系，從而便于電力交易平臺(tái)的細(xì)化。歷史流展示技術(shù)主要是針對(duì)交易平臺(tái)歷史交易情況的展示和管理，通過(guò)深層次對(duì)于歷史記憶數(shù)據(jù)的分析和挖掘，能夠繪制出區(qū)域電力交易的趨勢(shì)圖和供電需求，并且能夠預(yù)測(cè)交易數(shù)據(jù)的走向，從而挖掘其中的規(guī)律和知識(shí)。

3 基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的電力交易平臺(tái)架構(gòu)

大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)于數(shù)據(jù)的處理速度快、數(shù)據(jù)量大且數(shù)據(jù)類型繁多，而根據(jù)上述的大數(shù)據(jù)技術(shù)在電力交易平臺(tái)的應(yīng)用，并且結(jié)合電力市場(chǎng)結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)特性，基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的電力交易平臺(tái)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的電力交易平臺(tái)架構(gòu)圖

大數(shù)據(jù)技術(shù)在電力平臺(tái)的數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)分析中有重要的作用，大數(shù)據(jù)技術(shù)通過(guò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的提取，對(duì)各類數(shù)據(jù)按照統(tǒng)一數(shù)據(jù)規(guī)范進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化及關(guān)聯(lián)，并按不同時(shí)效性的計(jì)算及應(yīng)用需求分類進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、流轉(zhuǎn)及管理，最終將數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算，繪制成相應(yīng)的結(jié)果。

綜上，本文旨在研究電力交易平臺(tái)中的大數(shù)據(jù)技術(shù)，從而大大提高電力交易平臺(tái)的智能化、自動(dòng)化，推動(dòng)電力交易平臺(tái)業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，提高電力交替平臺(tái)的智能化管理。