集成競價仿真與告警管理的售電運營平臺設計

蔣衍君 李鵬 孫常浩

摘 要： 該售電運營平臺在保障售電公司高效運營的基礎上，實現了兩大特色增值功能：競價仿真與告警管理。競價仿真利用先進的自適應競價算法，通過輸入少量數據即可對市場出清結果進行模擬，為用戶提供滿足自身最大利益的出價方案；告警管理可以對用戶用電信息進行監測，結合購電合同對用戶不合理的用電行為進行告警。這兩種特色功能的實現使得售電公司在電力市場的競爭中能夠提供差異化的增值服務，提高運營效率，增強競爭力。

關鍵詞： 電力市場； 競價仿真； 告警管理； 售電運營平臺； 自適應競價算法

中圖分類號：TP391 文獻標志碼：A 文章編號：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

售電側作為新電改中“管住中間、放開兩頭”的兩頭之一，在整個改革中具有重要地位，決定著新電改的成敗[1]。中國的售電側正放開壟斷逐步形成一個競爭型的售電市場。在此背景下，售電公司作為新興的市場主體面臨著巨大的機遇與挑戰[1]。

要在電力市場的激烈競爭中生存下來，售電公司一方面要對各個市場主體的競價行為進行預測，通過調整自身競價策略降低購電成本[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來吸引用戶[4]。因此集成上述兩方面功能的售電運營平臺對于提高售電公司的市場競爭力具有重要意義[5]。目前國內電力市場尚處于起步階段，可研究數據較少，市場環境變化較大，售電平臺的開發設計不能照搬國外平臺，必須要結合當前國內電力市場運行的實際情況[6]。

本文研發的售電運營一體化平臺除了面向售電公司開發了客戶管理、合同管理、購電管理、售電管理等一系列支撐售電公司運營的基本功能外，還針對國內電力市場現狀，開發了可以利用少量數據輔助售電公司進行競價決策的自適應競價算法和對用戶用電進行監測告警的增值服務功能，提升了平臺的實用性和創新性，也提高了售電公司的市場競爭力。

1 售電平臺結構設計

1.1 系統總體結構設計

系統各功能之間的聯系如圖1所示。

圖1 售電平臺結構設計

1.2 各模塊介紹

售電運營一體化平臺的設計可以滿足售電公司起步階段工作開展的需要，同時保留后期工作的拓展需求。面向客戶提供網上營業廳服務以便開展如下業務及管理工作。

1.2.1 對內業務平臺

⑴ 客戶管理

客戶管理包括市場成員的注冊、信息變更、退出電力市場流程管理，同時記錄市場各類成員主體的信息檔案，與網上營業廳實現數據聯動。詳細流程如圖2所示。

⑵ 合同管理

合同管理負責對售電公司售電交易相關的各類合約和協議的制定、管理、執行及評估提供全過程的技術支持。并按照標準格式提供電量、價格聯動機制，為數據申報、交易計算、偏差考核、用電1結算、市場分析和信息發布等提供依據，也是公司經營分析的主要數據來源。

圖2 客戶管理設計

⑶ 購電管理

目前售電公司的購電業務主要包含年度雙邊協商和月度集中競價，購電管理通過雙協和集中競價測算模型為售電公司進行購電報價指導，同時負荷預測為售電公司進行購電計劃制定提供輔助，減少購電風險，提高購電利潤。同時滿足未來與交易中心對接實現在線競價申報。詳細流程如圖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，達成售電關系后，用戶用電合約的執行情況，月度清算偏差考核都影響售電公司的經營利潤，售電管理通過套餐定制工具發布各類電力套餐并銷售給用電客戶，同時根據用戶的用電信息進行月度平衡管理，避免偏差考核。詳細流程如圖4所示。

圖3 購電管理設計

圖4 售電管理設計

⑸ 結算管理

結算管理是從電費計算到電費審核，最后形成應收電費的全過程管理。根據用電客戶的抄表電量及計費參數、電價標準等信息進行電量電費計算，并對計算結果進行審核，以及對審核過程中發現的異常數據進行處理，審核完成后進行電費收繳且生成電費清單。

結算功能前期滿足獨立售電公司的電費預算和核算功能，后期實現支持配售電公司的結算、清算、收費繳費功能。詳細流程如圖5所示。

圖5 結算管理設計

⑹ 統計分析

統計分析功能將采用基于感知化的可視化理論及技術實現本項目的所有統計分析工作，包括：售電各個環節的業務流程和應收情況的統計；售電情況統計；購售電平衡情況、利潤分析等。該模塊應該是售電管理平臺的重要功能之一，實時監控售電平臺的應收和成本，對風險即無法完成合約的用戶預警，為動態地調整售電策略和模型提供支撐。

同時為了順利的支撐售電公司相關業務的開展，滿足日常業務運營及管理需求，提供各類業務報表或自動報表功能。

⑺ 系統管理

系統管理的設計，以能否最大限度地保證系統靈活性和可擴展性為原則；同時在用戶及權限的管理上需保證系統的安全性。對系統資源的使用情況進行有效監控，能夠及時調整系統的配置，使系統的負載均衡，從而最大限度地發揮系統的性能。對于錯誤信息的處理，按照錯誤類別，提供統一的錯誤信息提示，保證系統界面風格的一致性。該子模塊通過對系統運行中各種狀態和操作進行記錄和管理，實現對交易成員、系統用戶及權限、系統數據的管理。

1.2.2 對外網上營業廳

⑴ 自助開戶

提供用戶注冊入口，接收用戶注冊信息填寫和資料填報，并同步至內部管理平臺進行注冊流程審批。

⑵ 業務辦理

注冊用戶通過網上營業廳進行業務辦理、申請查詢、合約查詢、電量申報操作。網上營業廳根據用戶申請，轉至內部管理平臺進行內部處理并返回辦理結果。

⑶ 我的賬單

注冊用戶通過網上營業廳進行賬單查詢和退款申請。

⑷ 消息通知

對注冊用戶提交的業務返回辦理結果，通知用戶。

⑸ 售電管家

為用戶提供售電相關工具和咨詢定制功能。

⑹ 我的資料

包含個人資料、企業資料、財務信息、經營信息、用電量信息、購電量信息，注冊用戶可以自主查看。

2 售電平臺輔助決策功能設計與實現

2.1 競價仿真平臺

平臺以機器學習為基礎，設計了競價仿真功能，競價仿真功能一方面可以對歷史交易數據進行復盤，另一方面通過歷史數據和其他用戶行為的預測來輔助用戶進行競價決策。

2.1.1 競價仿真模型

相較于電力市場機制成熟的國家和地區，我國當前電力市場尚處于起步階段[7]，可供研究的數據較少、外部市場環境變動大、市場參與者行為不成熟等因素使得我們無法通過機械地訓練大量數據來獲得性能優秀的競價模型[8]。

對了解決上述問題，本文研究了一套將傳統機器學習的方法與當前電力市場規則、用戶特征行為相結合的快速自適應競價算法。算法設計遺忘機制模擬用戶逐漸形成的市場行為、設計慣性機制模擬用戶對市場的延后反應、設計自我驗證機制以修正不合理的預測誤差，以及引入改進參數以防預測部分過擬合。首先利用少量歷史數據模擬出清流程并輸出出清價格和其概率分布，再結合用戶自身情況選擇通過優化報價提高利潤或者通過優化自身運行提高利潤。

優化自身運行可以建模，即建一個數學模型。對于發電側來說，其最優目標是生產成本和污染成本最小化；對于售電公司，其最優目標是分配電量給用戶實現利潤最大化。

2.1.2 競價決策功能設計

競價決策功能的實現依賴于系統對市場交易歷史信息進行分析，預測市場各個成員的出價以及電量進行預測，輸入預測數據模擬競價過程輸出出清結果為用戶提供參考。

⑴ 歷史成交記錄分析

系統對歷史交易數據如：交易規模、成交電量、統一出清價格以及供需雙方提交的成交申報數據（最高成交報價、最低成交報價、平均成交報價）進行統計分析，呈現圖表方便用戶進行復盤（如圖6）。

圖6 競價平臺歷史復盤

⑵ 競價模擬

系統模擬電力交易中心技術支撐系統的競價撮合功能，支持售電公司在系統中輸入市場主體（買賣雙方）的申報電量、電價數據，并對報價進行排序、配對、撮合、出清。模擬的出清結果通過數據列表或者圖表進行顯示（如圖7）。

圖7 模擬競價出清結果

2.2 告警管理

平臺通過對用戶用電數據的實時采集與監控，結合用戶購電、售電合同對用戶的用電行為進行綜合分析。并添加報警功能如：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。當用戶的用電行為超過告警閾值時，平臺發送告警信息協助用戶進行用電行為調整，防止峰谷差增大、用電量超標的情況發生（圖8所示）。

圖8 詳細告警信息顯示

平臺基于GIS地圖開發了用戶用電告警界面，結合用戶用電監測及合同執行跟蹤功能，將出現告警信息的地點、用戶名稱、告警內容以及告警等級標注在GIS地圖上，便于用戶及時查看（圖9所示）。

圖9 告警信息GIS圖

3 結束語

本文所研究的售電運營平臺基于目前國內電力市場的運行情況，為售電公司在電力市場競爭中提供精細化的便捷服務，滿足了售電公司對信息化的需求。設計具有特色的輔助決策功能——競價仿真平臺，能夠統計分析歷史數據，通過自適應競價算法對電力市場競價進行模擬仿真，得出可信度較高的出清價格的預測值，為售電用戶的競價決策提供參考；告警管理可以對用戶的用電量實時監測并通過GIS圖像直觀地顯示用戶用電過程中存在的各類風險及告警信息。

隨著電改的逐步深入、交易規模的不斷增大、售電公司數量的不斷增多，本售電運營平臺對于提高售電公司在電力市場交易中的競爭能力具有重要意義。

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