电力交易平台建设现状及面临的形势

（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

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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。

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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。

图1 电力交易平台面临的业务发展形势

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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。

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。

图3 两级部署架构

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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。

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。

图5 数据集成技术架构

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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。

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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。