第五章電力市場交易決策管理系統一、電力市場交易管理系統概述二、交易決策系統的業(yè)務流程三、交易管理系統的設計原則四、模塊功能劃分五、數據庫設計第五章電力市場交易決策管理系統一、電力市場交易管理系統概1一、電力市場交易管理系統概述電力市場交易管理系統是電力市場技術支持系統的核心，它是根據負荷預報及發(fā)電企業(yè)的報價，在滿足電網安全約束條件下，決定不同交易階段(如年、月、日、半小時等)發(fā)電機組的發(fā)電計劃和電價。一、電力市場交易管理系統概述電力市場交易管理系統是電力市場2一、電力市場交易管理系統概述未建立市場前，機組的發(fā)電計劃的編制主要考慮機組的成本和電網的安全穩(wěn)定運行，其目標函數是系統運行費用最小，電價由機組成本確定，并且一機一價，多年不變。隨著“廠網分開，競價上網”的實施，機組的發(fā)電出力和電價將由電力市場的供需情況決定，其目標函數是電網總購電費用最小。一、電力市場交易管理系統概述未建立市場前，機組的發(fā)電計劃的3考慮到新舊體制的銜接，發(fā)電側電力市場既存在期貨交易又存在現貨交易。期貨交易由年期貨購電合同來確定，現貨交易由發(fā)電公司競價決定。為鼓勵市場競爭，期貨交易電量將逐年減少，現貨交易電量將逐年增加。一、電力市場交易管理系統概述一、電力市場交易管理系統概述4

發(fā)電側電力市場交易管理系統業(yè)務流程如下圖，主要包括負荷預測、期貨交易決策、現貨交易決策和安全校核等。二、交易管理系統的業(yè)務流程 發(fā)電側電力市場交易管理系統業(yè)務流程如下圖，主要包括負荷預5三、交易管理系統的設計原則

1、交易方式：包括期貨交易和現貨交易。期貨交易以年期貨電量為依據，現貨交易以市場供求為依據。

2、年期貨電量的執(zhí)行：根據用電預測和年度檢修計劃分解到各月、各日和各交易時段去執(zhí)行。在保證年期貨電量完成的前提下，可以根據電網實際運行狀況調整分月和分日的期貨電量。

3、現貨交易的執(zhí)行：現貨交易按交易日進行，每個交易日分為48或96個交易時段，每個交易時段為15或30分鐘。

4、每個交易時段發(fā)電機組的電價報價：必須按網損系數折算至虛擬負荷中心后才能由低到高進行排序?，F貨價格必須按網損系數折算至發(fā)電機組上網點后才能作為最后的結算價格。

5、申報各分段點的電價要對應機組不同出力：在每個交易時段，對應機組不同出力，申報的電價可以不同，但分段點必須小于或等于10個，且分段點必須包括最高、最低出力點。發(fā)電企業(yè)申報各分段點的電價必須隨出力的增加而單調增加，各分段點的連線為該機組的報價曲線。

6、次日發(fā)電計劃的制訂：除滿足機組的最高最低出力、最小運行方式、停機到開機需要的最短間隔時間等機組自身的約束條件及電網長期約束條件、電網旋轉備用、電網調頻的要求以外，還應滿足輸電線路或截面的穩(wěn)定極限、輸電線路和設備允許輸送電流、輸電線路和設備的停運情況和電網電壓監(jiān)視控制點電壓等電網安全約束條件。三、交易管理系統的設計原則 1、交易方式：包括期貨交易和現6四、模塊功能劃分 模塊設計時不僅要分析數據與數據之間的關系，還要分析數據與控制、控制與控制之間的關系，使得模塊間松散偶合，模塊內高內聚。下圖給出了模塊與聯結復雜度的關系。模塊數的增大雖然降低了單個模塊開發(fā)的工作量，但是卻增加了設計模塊間接口的工作量。對模塊數的最佳選擇范圍在圖2的M區(qū)域。我們必須在這個區(qū)域選擇一個最適當的模塊數目，使得這個系統的開發(fā)成本或工作量最小。四、模塊功能劃分 模塊設計時不僅要分析數據與數據之間的關系7依據以上原則分析，電力市場交易管理系統功能模塊如下圖：依據以上原則分析，電力市場交易管理系統功能模塊如下圖：8(一)負荷預測模塊1、主要功能 根據歷史負荷數據，并考慮天氣狀況、節(jié)假日、社會環(huán)境、人文狀況等客觀因素，對不同交易階段的電網負荷做出預先估測。通過年負荷預測和月負荷預測，輸出年預計負荷、月預計負荷和日預計負荷，作為年期貨電量、月期貨電量和日期貨電量決策的依據2、負荷預測的方法 主要有：

時間序列法 人工神經元網絡法 自動取相似日法等 好的負荷預測系統還提供多種手段用于人工修改負荷預測曲線。(一)負荷預測模塊1、主要功能9（二）期貨交易決策模塊1、主要功能 在保證年期貨電量完成的情況下，將年期貨電量分解到各月、各日和各交易時段，使電網經營企業(yè)年現貨購電費用最少。 通常的決策是在預測現貨電價較高的交易時段分配較多的期貨電量，而在預測現貨電價較低的交易時段分配較多的競價電量。

（二）期貨交易決策模塊1、主要功能102、期貨交易決策的目標函數 期貨交易決策的目標函數為按照預測現貨電價結算的預購電費用最小，即：2、期貨交易決策的目標函數113、處理過程 該模塊從數據庫系統接收各交易時段負荷預計數據和已完成的期貨發(fā)電數據，識別期貨交易問題的性質和求解過程，通過交易模型庫構造期貨交易數學模型，在交易方法庫中選擇最佳算法并進行模型的求解，最后輸出期貨發(fā)電計劃。3、處理過程12（三）現貨交易決策模塊

1、主要功能 根據全網各交易時段預計負荷和各發(fā)電企業(yè)申報的每臺機組的經濟、技術數據及電網的長期約束條件、電網旋轉備用要求、電網調頻要求，安排計劃交易日各交易時段的現貨發(fā)電計劃，使得電網總購電費用最小。 現貨交易決策過程下圖所示。實線表示數據流向，虛線表示決策控制流向。（三）現貨交易決策模塊1、主要功能132、現貨交易決策的目標函數

目標函數為按機組實際報價結算或按電網邊際成本結算的電網總購電費用最小，即：2、現貨交易決策的目標函數14

3、處理過程 該模塊通過數據庫系統收集各交易時段負荷預測數據和期貨發(fā)電數據，判定現貨交易問題的性質和求解過程，通過交易模型庫和電網模型庫集成構造解題需要的現貨交易數學模型，并對該模型進行分析鑒定，在交易方法庫中識別進行模型求解需要的具體算法并進行模型的分析求解，對所得到的結果進行分析評價，最后形成現貨發(fā)電計劃，輸出到數據庫和顯示終端。3、處理過程15（四）安全校核模塊1、主要功能 根據輸電線路或截面的穩(wěn)定極限、輸電線路和設備允許輸送電流、輸電線路和設備的停運情況、電網電壓監(jiān)視控制點電壓等電網約束條件對每一交易時段的發(fā)電計劃包括現貨發(fā)電計劃和期貨發(fā)電計劃/進行安全校核，必要時可改變發(fā)電機組的組合。 經過安全校核后的發(fā)電計劃便為次日發(fā)電計劃。2、處理過程 該模塊從電網模型庫中構造安全校核模型，從電網方法庫中識別最佳求解算法，輸出滿足電網安全約束的次日發(fā)電計劃。（四）安全校核模塊1、主要功能16主要功能 提供歷史期貨發(fā)電計劃、現貨發(fā)電計劃、負荷預測等數據的查詢，查詢數據可以通過曲線和表格等形式顯示。（五）綜合查詢模塊主要功能（五）綜合查詢模塊17（六）其他模塊1、交易模型設置模塊 可以靈活地設置交易模型的期貨交易量控制因子等參數，可以通過語義識別生成新的交易模型。2、電網模型設置模塊 可以靈活地設置輸電線路、變壓器和機組的參數，可以通過語義識別生成新的電網模型。

3、幫助模塊 提供幫助信息。4、交易培訓仿真模塊 便于培訓新上崗的電力市場交易人員。（六）其他模塊1、交易模型設置模塊18五、數據庫設計基于系統的功能模塊，設計的系統數據流向如下圖五、數據庫設計基于系統的功能模塊，設計的系統數據流向如下圖19（一）設計方法數據庫設計時，應將力量集中在構造數據和分析數據元之間的關系上。分析的基本方法是參考現行系統的功能，根據交易決策系統的目標和原則，從上至下劃分為若干主要任務，再把各任務分解為若干過程，然后分別找出各過程需要的數據類別，進行數據類別的分析和調整，并進行正確性、完整性、一致性、唯一性和冗余性檢查，最后將分析后的過程和數據類關系進行綜合，繪制過程/數據類表，以此為依據建立數據庫。據此分析可知系統需要建立如下數據庫：負荷數據庫期貨交易數據庫和現貨交易數據庫交易模型庫和電網模型庫交易方法庫和電網方法庫（一）設計方法數據庫設計時，應將力量集中在構造20（二）庫表數據1、負荷數據庫

為負荷預測模塊服務。存儲的數據包括電網年、月、日和各交易時段的負荷。數據從能量管理系統、電能量計量系統讀入，自動更新。2、期貨交易數據庫和現貨交易數據庫

存儲的數據包括各發(fā)電機組年、月、日和各交易時段的期貨和現貨交易電量和電價數據。由于期貨電量可以向后結轉，因此交易日的期貨完成情況是下一交易日期貨交易決策的因素之一。（二）庫表數據1、負荷數據庫21（三）模型庫交易模型庫和電網模型庫。模型庫是決策系統的重要組成部分。在這兩個模型庫中，為了保證構造模型的靈活性，應以標準模型塊的形式存儲各種模型，如：交易通用模型、交易專用模型、電網模型和用戶模型等，并具有與數據庫管理系統功能相似的模型庫管理系統。當期貨交易模塊、現貨交易模塊和安全校核模塊完成了問題識別，確定了需要構造的模型類型及內容以后，就可以從模型庫中調用適當的模型塊，以“積木”方式構造新模型。模型塊在系統中以標準子程序或模擬語言等方式存儲和處理。

交易模型庫存儲期貨和現貨的通用與專用交易模型，作為期貨和現貨交易決策的依據。電網模型庫存儲電網模型，作為現貨交易和安全校核的依據。（三）模型庫交易模型庫和電網模型庫。22（四）方法庫交易方法庫和電網方法庫 方法庫是決策系統的重要組成部分。交易方法庫和電網方法庫結合了數據庫和程序庫，其基本功能是對交易模型庫和電網模型庫生成的模型提供必要的求解算法。 為方便對方法庫內的標準算法模塊進行生成、更新和維護等處理，方法庫必須具有對方法庫進行有效管理的方法庫管理系統。（四）方法庫交易方法庫和電網方法庫23第五章電力市場交易決策管理系統一、電力市場交易管理系統概述二、交易決策系統的業(yè)務流程三、交易管理系統的設計原則四、模塊功能劃分五、數據庫設計第五章電力市場交易決策管理系統一、電力市場交易管理系統概24一、電力市場交易管理系統概述電力市場交易管理系統是電力市場技術支持系統的核心，它是根據負荷預報及發(fā)電企業(yè)的報價，在滿足電網安全約束條件下，決定不同交易階段(如年、月、日、半小時等)發(fā)電機組的發(fā)電計劃和電價。一、電力市場交易管理系統概述電力市場交易管理系統是電力市場25一、電力市場交易管理系統概述未建立市場前，機組的發(fā)電計劃的編制主要考慮機組的成本和電網的安全穩(wěn)定運行，其目標函數是系統運行費用最小，電價由機組成本確定，并且一機一價，多年不變。隨著“廠網分開，競價上網”的實施，機組的發(fā)電出力和電價將由電力市場的供需情況決定，其目標函數是電網總購電費用最小。一、電力市場交易管理系統概述未建立市場前，機組的發(fā)電計劃的26考慮到新舊體制的銜接，發(fā)電側電力市場既存在期貨交易又存在現貨交易。期貨交易由年期貨購電合同來確定，現貨交易由發(fā)電公司競價決定。為鼓勵市場競爭，期貨交易電量將逐年減少，現貨交易電量將逐年增加。一、電力市場交易管理系統概述一、電力市場交易管理系統概述27

發(fā)電側電力市場交易管理系統業(yè)務流程如下圖，主要包括負荷預測、期貨交易決策、現貨交易決策和安全校核等。二、交易管理系統的業(yè)務流程 發(fā)電側電力市場交易管理系統業(yè)務流程如下圖，主要包括負荷預28三、交易管理系統的設計原則

1、交易方式：包括期貨交易和現貨交易。期貨交易以年期貨電量為依據，現貨交易以市場供求為依據。

2、年期貨電量的執(zhí)行：根據用電預測和年度檢修計劃分解到各月、各日和各交易時段去執(zhí)行。在保證年期貨電量完成的前提下，可以根據電網實際運行狀況調整分月和分日的期貨電量。

3、現貨交易的執(zhí)行：現貨交易按交易日進行，每個交易日分為48或96個交易時段，每個交易時段為15或30分鐘。

4、每個交易時段發(fā)電機組的電價報價：必須按網損系數折算至虛擬負荷中心后才能由低到高進行排序?，F貨價格必須按網損系數折算至發(fā)電機組上網點后才能作為最后的結算價格。

5、申報各分段點的電價要對應機組不同出力：在每個交易時段，對應機組不同出力，申報的電價可以不同，但分段點必須小于或等于10個，且分段點必須包括最高、最低出力點。發(fā)電企業(yè)申報各分段點的電價必須隨出力的增加而單調增加，各分段點的連線為該機組的報價曲線。

6、次日發(fā)電計劃的制訂：除滿足機組的最高最低出力、最小運行方式、停機到開機需要的最短間隔時間等機組自身的約束條件及電網長期約束條件、電網旋轉備用、電網調頻的要求以外，還應滿足輸電線路或截面的穩(wěn)定極限、輸電線路和設備允許輸送電流、輸電線路和設備的停運情況和電網電壓監(jiān)視控制點電壓等電網安全約束條件。三、交易管理系統的設計原則 1、交易方式：包括期貨交易和現29四、模塊功能劃分 模塊設計時不僅要分析數據與數據之間的關系，還要分析數據與控制、控制與控制之間的關系，使得模塊間松散偶合，模塊內高內聚。下圖給出了模塊與聯結復雜度的關系。模塊數的增大雖然降低了單個模塊開發(fā)的工作量，但是卻增加了設計模塊間接口的工作量。對模塊數的最佳選擇范圍在圖2的M區(qū)域。我們必須在這個區(qū)域選擇一個最適當的模塊數目，使得這個系統的開發(fā)成本或工作量最小。四、模塊功能劃分 模塊設計時不僅要分析數據與數據之間的關系30依據以上原則分析，電力市場交易管理系統功能模塊如下圖：依據以上原則分析，電力市場交易管理系統功能模塊如下圖：31(一)負荷預測模塊1、主要功能 根據歷史負荷數據，并考慮天氣狀況、節(jié)假日、社會環(huán)境、人文狀況等客觀因素，對不同交易階段的電網負荷做出預先估測。通過年負荷預測和月負荷預測，輸出年預計負荷、月預計負荷和日預計負荷，作為年期貨電量、月期貨電量和日期貨電量決策的依據2、負荷預測的方法 主要有：

時間序列法 人工神經元網絡法 自動取相似日法等 好的負荷預測系統還提供多種手段用于人工修改負荷預測曲線。(一)負荷預測模塊1、主要功能32（二）期貨交易決策模塊1、主要功能 在保證年期貨電量完成的情況下，將年期貨電量分解到各月、各日和各交易時段，使電網經營企業(yè)年現貨購電費用最少。 通常的決策是在預測現貨電價較高的交易時段分配較多的期貨電量，而在預測現貨電價較低的交易時段分配較多的競價電量。

（二）期貨交易決策模塊1、主要功能332、期貨交易決策的目標函數 期貨交易決策的目標函數為按照預測現貨電價結算的預購電費用最小，即：2、期貨交易決策的目標函數343、處理過程 該模塊從數據庫系統接收各交易時段負荷預計數據和已完成的期貨發(fā)電數據，識別期貨交易問題的性質和求解過程，通過交易模型庫構造期貨交易數學模型，在交易方法庫中選擇最佳算法并進行模型的求解，最后輸出期貨發(fā)電計劃。3、處理過程35（三）現貨交易決策模塊

1、主要功能 根據全網各交易時段預計負荷和各發(fā)電企業(yè)申報的每臺機組的經濟、技術數據及電網的長期約束條件、電網旋轉備用要求、電網調頻要求，安排計劃交易日各交易時段的現貨發(fā)電計劃，使得電網總購電費用最小。 現貨交易決策過程下圖所示。實線表示數據流向，虛線表示決策控制流向。（三）現貨交易決策模塊1、主要功能362、現貨交易決策的目標函數

目標函數為按機組實際報價結算或按電網邊際成本結算的電網總購電費用最小，即：2、現貨交易決策的目標函數37

3、處理過程 該模塊通過數據庫系統收集各交易時段負荷預測數據和期貨發(fā)電數據，判定現貨交易問題的性質和求解過程，通過交易模型庫和電網模型庫集成構造解題需要的現貨交易數學模型，并對該模型進行分析鑒定，在交易方法庫中識別進行模型求解需要的具體算法并進行模型的分析求解，對所得到的結果進行分析評價，最后形成現貨發(fā)電計劃，輸出到數據庫和顯示終端。3、處理過程38（四）安全校核模塊1、主要功能 根據輸電線路或截面的穩(wěn)定極限、輸電線路和設備允許輸送電流、輸電線路和設備的停運情況、電網電壓監(jiān)視控制點電壓等電網約束條件對每一交易時段的發(fā)電計劃包括現貨發(fā)電計劃和期貨發(fā)電計劃/進行安全校核，必要時可改變發(fā)電機組的組合。 經過安全校核后的發(fā)電計劃便為次日發(fā)電計劃。2、處理過程 該模塊從電網模型庫中構造安全校核模型，從電網方法庫中識別最佳求解算法，輸出滿足電網安全約束的次日發(fā)電計劃。（四）安全校核模塊1、主要功能39主要功能 提供歷史期貨發(fā)電計劃、現貨發(fā)電計劃、負荷預測等數據的查詢，查詢數據可以通過曲線和表格等形式顯示。（五）綜合查詢模塊主要功能（五）綜合查詢模塊40（六）其他模塊1、交易模型設置模塊 可以靈活地設置交易模型的期貨交易量控制因子等參數，可以通過語義識別生成新的交易模型。2、電網模型設置模塊 可以靈活地設置輸電線路、變壓器和機組的參數，可以通過語義識別生成新的電網模型。

3、幫助模塊 提供幫助信息。4、交易培訓仿真模塊 便于培訓新上崗的電力市場交易人員。（六）其他模塊1、交易模型設置模塊41五、數據庫設計基于系統的功能模塊，設計的系統數據流向如下圖五、數據庫設計基于系統的功能模塊，設計的系統數據流向如下圖42（一）設計方法數據庫設計時，應將力量集中在構造數據和分析數據元之間的關系上。分析的基本方法是參考現行系統的功能，根據交易決策系統的目標和原則，從上至下劃分為若干主要任務，再把各任務分解為若干過程，然后分別找出各過程需要的數據類別，進行數據類別的分析和調整，并進行正確性、完整性、一致性、唯一性和冗余性檢查，最后將分析后的過程和數據類關系進