第二讲(2)--电力市场交易管理系统
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负荷数据库 期货交易数据库和 现货交易数据库 交易模型库和电网模型库 交易方法库和电网方法库
（二）库表数据
• 1、负荷数据库
为负荷预测模块服务。存储的数据包括电网年、月、日和各交易 时段的负荷。数据从能量管理系统、电能量计量系统读入，自动更新。
• 2、期货交易数据库和现货交易数据库
一、电力市场交易管理系统概述
• 考虑到新旧体制的衔接，发电侧电力市场既存在 期货交易又存在现货交易。期货交易由年期货购 电合同来确定，现货交易由发电公司竞价决定。 为鼓励市场竞争，期货交易电量将逐年减少，现 货交易电量将逐年增加。
二、交易管理系统的业务流程
发电侧电力市场交易管理系统业务流程如下图，主要包括负荷预 测、期货交易决策、现货交易决策和安全校核等。
（三）现货交易决策模块
•
1、主要功能
根据全网各交易时段预计负荷和各发电企业申报的每台 机组的经济、技术数据及电网的长期约束条件、电网旋转备 用要求、电网调频要求，安排计划交易日各交易时段的现货 发电计划，使得电网总购电费用最小。 现货交易决策过程下图所示。实线表示数据流向，虚线 表示决策控制流向。
三、交易管理系统的设计原则
1、交易方式：包括期货交易和现货交易。期货交易以年期货电量 为依据，现货交易以市场供求为依据。 2、年期货电量的执行：根据用电预测和年度检修计划分解到各月、 各日和各交易时段去执行。在保证年期货电量完成的前提下，可以根据 电网实际运行状况调整分月和分日的期货电量。 3、现货交易的执行：现货交易按交易日进行，每个交易日分为48 或96个交易时段，每个交易时段为 15 或30分钟。 4、每个交易时段发电机组的电价报价：必须按网损系数折算至虚 拟负荷中心后才能由低到高进行排序。现货价格必须按网损系数折算至 发电机组上网点后才能作为最后的结算价格。 5、申报各分段点的电价要对应机组不同出力：在每个交易时段， 对应机组不同出力，申报的电价可以不同，但分段点必须小于或等于10 个，且分段点必须包括最高、最低出力点。发电企业申报各分段点的电 价必须随出力的增加而单调增加，各分段点的连线为该机组的报价曲线。 6、次日发电计划的制订：除满足机组的最高最低出力、最小运行 方式、停机到开机需要的最短间隔时间等机组自身的约束条件及电网长 期约束条件、电网旋转备用、电网调频的要求以外，还应满足输电线路 或截面的稳定极限、输电线路和设备允许输送电流、输电线路和设备的 停运情况和电网电压监视控制点电压等电网安全约束条件。
四、模块功能划分
模块设计时不仅要分析数据与数据之间的关系，还要分析数据与控 制、控制与控制之间的关系，使得模块间松散偶合，模块内高内聚。下 图 给出了模块与联结复杂度的关系。模块数的增大虽然降低了单个模块 开发的工作量，但是却增加了设计模块间接口的工作量。对模块数的最 佳选择范围在图2的M区域。我们必须在这个区域选择一个最适当的模块 数目，使得这个系统的开发成本或工作量最小。
• 2、电网模型设臵模块
可以灵活地设臵输电线路、变压器和机组的参数，可 以通过语义识别生成新的电网模型。 •
3、帮助模块
提供帮助信息。Leabharlann • 4、交易培训仿真模块便于培训新上岗的电力市场交易人员。
五、数据库设计
• 基于系统的功能模块，设计的系统数据流向如下图
（一）设计方法
• 数据库设计时，应将力量集中在构造数据和分析数据 元之间的关系上。 分析的基本方法是参考现行系统的功能，根据交易决 策系统的目标和原则，从上至下划分为若干主要任务，再 把各任务分解为若干过程，然后分别找出各过程需要的数 据类别，进行数据类别的分析和调整，并进行正确性、完 整性、一致性、唯一性和冗余性检查，最后将分析后的过 程和数据类关系进行综合，绘制过程/数据类表，以此为 依据建立数据库。 • 据此分析可知系统需要建立如下数据库：
• 2、处理过程
该模块从电网模型库中构造安全校核模型，从电网方 法库中识别最佳求解算法，输出满足电网安全约束的次日 发电计划。
（五）综合查询模块
•主要功能
提供历史期货发电计划、现货发电计划、负荷 预测等数据的查询，查询数据可以通过曲线和表格等 形式显示。
（六）其他模块
• 1、交易模型设臵模块
可以灵活地设臵交易模型的期货交易量控制因子等参 数，可以通过语义识别生成新的交易模型。
一、电力市场交易管理系统概述
• 未建立市场前，机组的发电计划的编制主要考 虑机组的成本和电网的安全稳定运行，其目标 函数是系统运行费用最小，电价由机组成本确 定，并且一机一价，多年不变。随着“厂网分 开，竞价上网”的实施，机组的发电出力和电 价将由电力市场的供需情况决定，其目标函数 是电网总购电费用最小。
（四）安全校核模块
• 1、主要功能
根据输电线路或截面的稳定极限、输电线路和设备允 许输送电流、输电线路和设备的停运情况、电网电压监视 控制点电压等电网约束条件对每一交易时段的发电计划包 括现货发电计划和期货发电计划/进行安全校核，必要时 可改变发电机组的组合。 经过安全校核后的发电计划便为次日发电计划。
• 2、现货交易决策的目标函数
目标函数为按机组实际报价结算或按电网边际成本结算的电网总 购电费用最小，即：
• 3、处理过程 该模块通过数据库系统收集各交易时段负荷预 测数据和期货发电数据，判定现货交易问题的性 质和求解过程，通过交易模型库和电网模型库集 成构造解题需要的现货交易数学模型，并对该模 型进行分析鉴定，在交易方法库中识别进行模型 求解需要的具体算法并进行模型的分析求解，对 所得到的结果进行分析评价，最后形成现货发电 计划，输出到数据库和显示终端。
（四）方法库
• 交易方法库和电网方法库 方法库是决策系统的重要组成部分。交易方法 库和电网方法库结合了数据库和程序库，其基本 功能是对交易模型库和电网模型库生成的模型提 供必要的求解算法。 为方便对方法库内的标准算法模块进行生成、 更新和维护等处理，方法库必须具有对方法库进 行有效管理的方法库管理系统。
存储的数据包括各发电机组年、月、日和各交易时段的期货和现 货交易电量和电价数据。由于期货电量可以向后结转，因此交易日的 期货完成情况是下一交易日期货交易决策的因素之一。
（三）模型库
• 交易模型库和电网模型库。 • 模型库是决策系统的重要组成部分。在这两个模型库中， 为了保证构造模型的灵活性，应以标准模型块的形式存储 各种模型，如：交易通用模型、交易专用模型、电网模型 和用户模型等，并具有与数据库管理系统功能相似的模型 库管理系统。当期货交易模块、现货交易模块和安全校核 模块完成了问题识别，确定了需要构造的模型类型及内容 以后，就可以从模型库中调用适当的模型块，以“积木” 方式构造新模型。模型块在系统中以标准子程序或模拟语 言等方式存储和处理。 • 交易模型库存储期货和现货的通用与专用交易模型，作为 期货和现货交易决策的依据。电网模型库存储电网模型， 作为现货交易和安全校核的依据。
•
依据以上原则分析，电力市场交易管理系统功能模块如下图：
(一)负荷预测模块
• 1、主要功能 根据历史负荷数据，并考虑天气状况、节假日、社会 环境、人文状况等客观因素，对不同交易阶段的电网负荷 做出预先估测。通过年负荷预测和月负荷预测，输出年预 计负荷、月预计负荷和日预计负荷，作为年期货电量、月 期货电量和日期货电量决策的依据 • 2、负荷预测的方法 主要有： 时间序列法
人工神经元网络法 自动取相似日法等
好的负荷预测系统还提供多种手段用于人工修改负荷 预测曲线。
（二）期货交易决策模块
• 1、主要功能 在保证年期货电量完成的情况下，将年期货电 量分解到各月、各日和各交易时段，使电网经营 企业年现货购电费用最少。 通常的决策是在预测现货电价较高的交易时 段分配较多的期货电量，而在预测现货电价较低 的交易时段分配较多的竞价电量。 •
第五章 电力市场交易决策管理系统
一、电力市场交易管理系统概述
二、交易决策系统的业务流程 三、交易管理系统的设计原则 四、模块功能划分 五、数据库设计
一、电力市场交易管理系统概述
• 电力市场交易管理系统是电力市场技术支持系 统的核心，它是根据负荷预报及发电企业的报 价，在满足电网安全约束条件下，决定不同交 易阶段 (如年、月、日、半小时等)发电机组的 发电计划和电价。
•2、期货交易决策的目标函数
期货交易决策的目标函数为按照预测现货电价 结算的预购电费用最小，即：
• 3、处理过程 该模块从数据库系统接收各交易时段负荷预计 数据和已完成的期货发电数据，识别期货交易问 题的性质和求解过程，通过交易模型库构造期货 交易数学模型，在交易方法库中选择最佳算法并 进行模型的求解，最后输出期货发电计划。
（二）库表数据
• 1、负荷数据库
为负荷预测模块服务。存储的数据包括电网年、月、日和各交易 时段的负荷。数据从能量管理系统、电能量计量系统读入，自动更新。
• 2、期货交易数据库和现货交易数据库
一、电力市场交易管理系统概述
• 考虑到新旧体制的衔接，发电侧电力市场既存在 期货交易又存在现货交易。期货交易由年期货购 电合同来确定，现货交易由发电公司竞价决定。 为鼓励市场竞争，期货交易电量将逐年减少，现 货交易电量将逐年增加。
二、交易管理系统的业务流程
发电侧电力市场交易管理系统业务流程如下图，主要包括负荷预 测、期货交易决策、现货交易决策和安全校核等。
（三）现货交易决策模块
•
1、主要功能
根据全网各交易时段预计负荷和各发电企业申报的每台 机组的经济、技术数据及电网的长期约束条件、电网旋转备 用要求、电网调频要求，安排计划交易日各交易时段的现货 发电计划，使得电网总购电费用最小。 现货交易决策过程下图所示。实线表示数据流向，虚线 表示决策控制流向。
三、交易管理系统的设计原则
1、交易方式：包括期货交易和现货交易。期货交易以年期货电量 为依据，现货交易以市场供求为依据。 2、年期货电量的执行：根据用电预测和年度检修计划分解到各月、 各日和各交易时段去执行。在保证年期货电量完成的前提下，可以根据 电网实际运行状况调整分月和分日的期货电量。 3、现货交易的执行：现货交易按交易日进行，每个交易日分为48 或96个交易时段，每个交易时段为 15 或30分钟。 4、每个交易时段发电机组的电价报价：必须按网损系数折算至虚 拟负荷中心后才能由低到高进行排序。现货价格必须按网损系数折算至 发电机组上网点后才能作为最后的结算价格。 5、申报各分段点的电价要对应机组不同出力：在每个交易时段， 对应机组不同出力，申报的电价可以不同，但分段点必须小于或等于10 个，且分段点必须包括最高、最低出力点。发电企业申报各分段点的电 价必须随出力的增加而单调增加，各分段点的连线为该机组的报价曲线。 6、次日发电计划的制订：除满足机组的最高最低出力、最小运行 方式、停机到开机需要的最短间隔时间等机组自身的约束条件及电网长 期约束条件、电网旋转备用、电网调频的要求以外，还应满足输电线路 或截面的稳定极限、输电线路和设备允许输送电流、输电线路和设备的 停运情况和电网电压监视控制点电压等电网安全约束条件。
四、模块功能划分
模块设计时不仅要分析数据与数据之间的关系，还要分析数据与控 制、控制与控制之间的关系，使得模块间松散偶合，模块内高内聚。下 图 给出了模块与联结复杂度的关系。模块数的增大虽然降低了单个模块 开发的工作量，但是却增加了设计模块间接口的工作量。对模块数的最 佳选择范围在图2的M区域。我们必须在这个区域选择一个最适当的模块 数目，使得这个系统的开发成本或工作量最小。
• 2、电网模型设臵模块
可以灵活地设臵输电线路、变压器和机组的参数，可 以通过语义识别生成新的电网模型。 •
3、帮助模块
提供帮助信息。Leabharlann • 4、交易培训仿真模块便于培训新上岗的电力市场交易人员。
五、数据库设计
• 基于系统的功能模块，设计的系统数据流向如下图
（一）设计方法
• 数据库设计时，应将力量集中在构造数据和分析数据 元之间的关系上。 分析的基本方法是参考现行系统的功能，根据交易决 策系统的目标和原则，从上至下划分为若干主要任务，再 把各任务分解为若干过程，然后分别找出各过程需要的数 据类别，进行数据类别的分析和调整，并进行正确性、完 整性、一致性、唯一性和冗余性检查，最后将分析后的过 程和数据类关系进行综合，绘制过程/数据类表，以此为 依据建立数据库。 • 据此分析可知系统需要建立如下数据库：
• 2、处理过程
该模块从电网模型库中构造安全校核模型，从电网方 法库中识别最佳求解算法，输出满足电网安全约束的次日 发电计划。
（五）综合查询模块
•主要功能
提供历史期货发电计划、现货发电计划、负荷 预测等数据的查询，查询数据可以通过曲线和表格等 形式显示。
（六）其他模块
• 1、交易模型设臵模块
可以灵活地设臵交易模型的期货交易量控制因子等参 数，可以通过语义识别生成新的交易模型。
一、电力市场交易管理系统概述
• 未建立市场前，机组的发电计划的编制主要考 虑机组的成本和电网的安全稳定运行，其目标 函数是系统运行费用最小，电价由机组成本确 定，并且一机一价，多年不变。随着“厂网分 开，竞价上网”的实施，机组的发电出力和电 价将由电力市场的供需情况决定，其目标函数 是电网总购电费用最小。
（四）安全校核模块
• 1、主要功能
根据输电线路或截面的稳定极限、输电线路和设备允 许输送电流、输电线路和设备的停运情况、电网电压监视 控制点电压等电网约束条件对每一交易时段的发电计划包 括现货发电计划和期货发电计划/进行安全校核，必要时 可改变发电机组的组合。 经过安全校核后的发电计划便为次日发电计划。
• 2、现货交易决策的目标函数
目标函数为按机组实际报价结算或按电网边际成本结算的电网总 购电费用最小，即：
• 3、处理过程 该模块通过数据库系统收集各交易时段负荷预 测数据和期货发电数据，判定现货交易问题的性 质和求解过程，通过交易模型库和电网模型库集 成构造解题需要的现货交易数学模型，并对该模 型进行分析鉴定，在交易方法库中识别进行模型 求解需要的具体算法并进行模型的分析求解，对 所得到的结果进行分析评价，最后形成现货发电 计划，输出到数据库和显示终端。
（四）方法库
• 交易方法库和电网方法库 方法库是决策系统的重要组成部分。交易方法 库和电网方法库结合了数据库和程序库，其基本 功能是对交易模型库和电网模型库生成的模型提 供必要的求解算法。 为方便对方法库内的标准算法模块进行生成、 更新和维护等处理，方法库必须具有对方法库进 行有效管理的方法库管理系统。
存储的数据包括各发电机组年、月、日和各交易时段的期货和现 货交易电量和电价数据。由于期货电量可以向后结转，因此交易日的 期货完成情况是下一交易日期货交易决策的因素之一。
（三）模型库
• 交易模型库和电网模型库。 • 模型库是决策系统的重要组成部分。在这两个模型库中， 为了保证构造模型的灵活性，应以标准模型块的形式存储 各种模型，如：交易通用模型、交易专用模型、电网模型 和用户模型等，并具有与数据库管理系统功能相似的模型 库管理系统。当期货交易模块、现货交易模块和安全校核 模块完成了问题识别，确定了需要构造的模型类型及内容 以后，就可以从模型库中调用适当的模型块，以“积木” 方式构造新模型。模型块在系统中以标准子程序或模拟语 言等方式存储和处理。 • 交易模型库存储期货和现货的通用与专用交易模型，作为 期货和现货交易决策的依据。电网模型库存储电网模型， 作为现货交易和安全校核的依据。
•
依据以上原则分析，电力市场交易管理系统功能模块如下图：
(一)负荷预测模块
• 1、主要功能 根据历史负荷数据，并考虑天气状况、节假日、社会 环境、人文状况等客观因素，对不同交易阶段的电网负荷 做出预先估测。通过年负荷预测和月负荷预测，输出年预 计负荷、月预计负荷和日预计负荷，作为年期货电量、月 期货电量和日期货电量决策的依据 • 2、负荷预测的方法 主要有： 时间序列法
人工神经元网络法 自动取相似日法等
好的负荷预测系统还提供多种手段用于人工修改负荷 预测曲线。
（二）期货交易决策模块
• 1、主要功能 在保证年期货电量完成的情况下，将年期货电 量分解到各月、各日和各交易时段，使电网经营 企业年现货购电费用最少。 通常的决策是在预测现货电价较高的交易时 段分配较多的期货电量，而在预测现货电价较低 的交易时段分配较多的竞价电量。 •
第五章 电力市场交易决策管理系统
一、电力市场交易管理系统概述
二、交易决策系统的业务流程 三、交易管理系统的设计原则 四、模块功能划分 五、数据库设计
一、电力市场交易管理系统概述
• 电力市场交易管理系统是电力市场技术支持系 统的核心，它是根据负荷预报及发电企业的报 价，在满足电网安全约束条件下，决定不同交 易阶段 (如年、月、日、半小时等)发电机组的 发电计划和电价。
•2、期货交易决策的目标函数
期货交易决策的目标函数为按照预测现货电价 结算的预购电费用最小，即：
• 3、处理过程 该模块从数据库系统接收各交易时段负荷预计 数据和已完成的期货发电数据，识别期货交易问 题的性质和求解过程，通过交易模型库构造期货 交易数学模型，在交易方法库中选择最佳算法并 进行模型的求解，最后输出期货发电计划。