當前，電力體制改革已經(jīng)進入快車道和深水區(qū)，我國電力行業(yè)與市場形態(tài)進入全新發(fā)展階段。中發(fā)9號文提出，“有序推進電價改革，推進電力交易體制改革，完善市場化交易機制；穩(wěn)步推進售電側改革，有序向社會資本放開售電業(yè)務?！笔垭妭确砰_，致使電力市場參與主體多元化、復雜化、海量化，市場交易量大大增加，如何對電力市場化交易涉及的龐大數(shù)據(jù)進行有針對性的大數(shù)據(jù)分析，并不斷提升自身服務水平和經(jīng)營質(zhì)效，從而更好地服務于發(fā)電側、用電側，成為電改領域日益重要的研究課題。
（來源：微信公眾號“中國電業(yè)”id：zgdyzzs）
國家提出大力推進“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源的發(fā)展戰(zhàn)略，無論是綜合能源還是市場化需求側響應等新型能源服務的工具和手段，都依賴于數(shù)據(jù)和業(yè)務的不斷挖掘，才能最終實現(xiàn)用戶體驗和用戶參與水平的提升。大數(shù)據(jù)平臺以及多年形成的海量數(shù)據(jù)資產(chǎn)，將是交易機構主動迎接挑戰(zhàn)、主動引領改革方向的重要資源，將為進一步放大電力市場的數(shù)據(jù)資產(chǎn)優(yōu)勢，奠定堅實基礎。
目前，某些國外售電市場發(fā)展較為成熟，如美國、英國、俄羅斯、澳大利亞等國家已實現(xiàn)完全市場化，這就意味著電力終端用戶擁有能夠自由選擇供電商的權力。我國電力市場化改革從2002年起步，一直在積極借鑒國際經(jīng)驗，探索一條有中國特色的電力市場化道路。近年來，關于國內(nèi)電力市場的研究文獻多集中于市場經(jīng)濟下的電力交易環(huán)境、電力交易模式、電力交易各主體利益分析及售電業(yè)務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)等方面，而較少從信息接入和交易技術支持系統(tǒng)功能的角度去研究如何利用信息化手段更好地支撐電力市場建設及相關業(yè)務的開展。
本文以接入售電側數(shù)據(jù)為基礎，對電力交易技術支持系統(tǒng)的功能架構及應用進行研究。電力交易技術支持系統(tǒng)接入信息包括售電公司系統(tǒng)、大用戶信息系統(tǒng)、發(fā)電側信息系統(tǒng)、氣象信息系統(tǒng)、經(jīng)法信息系統(tǒng)、環(huán)保信息系統(tǒng)等十余個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。電力交易機構可以建立豐富且龐大的數(shù)據(jù)庫，通過大數(shù)據(jù)分析處理技術，按照業(yè)務規(guī)則和指標維度進行數(shù)據(jù)挖掘和分析計算，從而提供豐富的業(yè)務功能服務及技術支持，為交易中心和各個市場主體開展市場化售電工作提供決策依據(jù)。
電力交易技術支持系統(tǒng)功能架構
本文提出的電力交易技術支持系統(tǒng)架構分為“數(shù)據(jù)層”“基礎功能”“高級功能”3個層級。如圖1所示。
圖1：電力交易技術支持系統(tǒng)功能架構
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數(shù)據(jù)層
售電側市場主體信息數(shù)據(jù)的接入，主要是從（配）售電公司的信息系統(tǒng)獲取用戶檔案、購售電合同、用電計劃、成交電量、電價等數(shù)據(jù)；電力大用戶的生產(chǎn)管理系統(tǒng)獲取用戶的生產(chǎn)數(shù)據(jù)；氣象信息系統(tǒng)獲取天氣預報數(shù)據(jù)；經(jīng)法信息系統(tǒng)獲取市場主體成員經(jīng)營狀況信息、司法訴訟數(shù)據(jù)；金融信息系統(tǒng)獲取市場主體相關征信數(shù)據(jù)；輿情信息系統(tǒng)獲取社會關注熱點數(shù)據(jù)等等。
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基礎功能層
基于從各個渠道獲取的數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)挖掘技術進行數(shù)據(jù)處理，并綜合運用人工智能算法、數(shù)據(jù)聚類分析，實現(xiàn)“用戶負荷預測”“用戶用電數(shù)據(jù)畫像”“電力市場評價”“電力市場主體評價”4個基礎功能，可直接輸出結果，也可供“高級功能”模塊調(diào)用。
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高級功能
“高級功能”模塊按照功能應用類型不同，分為“電網(wǎng)運營”“用戶服務”“社會責任”“電力市場”4大類，其中“電網(wǎng)運營”類包括“售電收入預測”“配網(wǎng)規(guī)劃輔助分析”等功能；“用戶服務”類包括“停電敏感用戶分析”“履約風險提醒”等功能；“社會責任”類包括“綜合能效提升”“可再生能源消納分析”等功能；“電力市場”類包括“交易仿真培訓”“電力市場沙盤”等功能。
信息接入
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總體原則
安全性：信息交換過程采用身份認證、數(shù)字簽名、加密和訪問控制以及物理隔離等技術，確保交換信息的保密性、真實性、完整性?？煽啃裕簭南到y(tǒng)運行和數(shù)據(jù)傳輸兩個層面保證可靠性，在系統(tǒng)運行方面，信息接入總線具備即插即用、狀態(tài)監(jiān)測、異常分析、大并發(fā)情況下的系統(tǒng)優(yōu)化運行能力；在數(shù)據(jù)傳輸方面，具備可靠傳輸、異常報警、事務處理、交互日志等功能。合規(guī)性：需要考慮電力市場交易的規(guī)則及信息保密層級的定義，信息交換系統(tǒng)須從應用功能和通信安全等多方面確保信息接入的合規(guī)性，提供信息接入的日志及數(shù)據(jù)審計功能。開放性：具體內(nèi)容與業(yè)務應用等方面保持一定的開放性，以支持數(shù)據(jù)類型的增減、業(yè)務功能的擴展及新應用系統(tǒng)的接入。先進性：采用當前主流先進的互聯(lián)網(wǎng)技術，提高信息接入的自動化處理程度、并發(fā)處理效率和系統(tǒng)穩(wěn)定性能。
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信息接入內(nèi)容
售電側信息接入范圍主要包括：售電公司售電信息系統(tǒng)、發(fā)電企業(yè)信息系統(tǒng)、電力市場大用戶信息系統(tǒng)、經(jīng)法信息系統(tǒng)、氣象信息系統(tǒng)、金融系統(tǒng)、輿情信息系統(tǒng)、第三方信用評價系統(tǒng)、政府信息系統(tǒng)、環(huán)保信息系統(tǒng)等。詳見表1。
表1：售電側信息接入內(nèi)容
表2：2019年度電力交易情況（單位：兆瓦時）
應用功能設計
電力交易技術支持系統(tǒng)應用功能分為基礎、高級兩部分。基礎功能較為容易實現(xiàn)，同時也是高級功能的基礎。而高級功能則是在基礎功能的成果上進一步開發(fā)拓展，實際應用范圍較廣。
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基礎功能
（1）用戶負荷預測。
目的意義：傳統(tǒng)的負荷預測系統(tǒng)由于難以采集到用戶側的用電數(shù)據(jù)，負荷預測的準確性較低。隨著電力市場的發(fā)展，用戶負荷預測的重要性日益突出。用戶負荷預測準確性直接決定了電力市場供需平衡預測情況，售電公司、大用戶的競價策略和偏差考核結果等，同時用戶側負荷預測也是售電側負荷預測的基礎。功能描述：采用用戶個性化負荷預測方法，從最基礎的用戶數(shù)據(jù)開始，先逐一分析用戶的用電特性，設計適應性的預測方法，對每一個用戶進行負荷預測，再將所有用戶的負荷預測結果疊加計算，得到用戶負荷預測結果。相較之傳統(tǒng)的負荷預測方法，該應用考慮了不同用戶的用電行為特性，自下而上，實現(xiàn)了負荷預測的個性化和精細化，同時將用戶所在行業(yè)的生產(chǎn)計劃與之關聯(lián)，能夠顯著提升用戶負荷預測水平。（2）用戶數(shù)據(jù)畫像。目的意義：通過對電力用戶的相關用電數(shù)據(jù)分析，掌握各類用戶的個性化特征，并進行聚類分析，為用戶信用評級、用戶服務、電力市場風險預警提供有力的支撐。功能描述：基于用戶參與電力市場交易行為、歷史及實時用電情況、歷史用電繳費行為、安全用電行為、生產(chǎn)經(jīng)營情況等方面的數(shù)據(jù)對用戶進行“畫像”，并進行聚類分析，從行業(yè)類別、用電特性、安全生產(chǎn)、風險等級等維度對用戶進行分析并建檔，為高級功能提供數(shù)據(jù)支撐。（3）電力市場評價。目的意義：通過引入電力市場評價，可以方便市場主體、市場運營機構和監(jiān)管機構及時了解市場狀況、發(fā)現(xiàn)市場中存在的問題，并進行響應和調(diào)整，對推進電力市場建設，提高電力市場的科學管理水平有重要作用。 功能描述：基于電力市場整體運營情況，從電力市場外部環(huán)境，電力市場主體參與交易的活躍度，交易成交量指數(shù)、發(fā)電側、售電側交易結果的赫芬達爾—赫希曼指數(shù)以及市場各類投訴等數(shù)據(jù)，對電力市場整體運營情況進行綜合評價。（4）電力市場主體評價。目的意義：電力市場主體包括發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)、電力用戶、售電公司，該應用初期先針對售電側的售電公司及電力用戶進行評價，后期可拓展至發(fā)電企業(yè)和電網(wǎng)企業(yè)。通過開展電力市場主體評價，可甄別市場主體狀況，維持市場秩序穩(wěn)定。功能描述：基于所采集的各項數(shù)據(jù)，按照湖北電力市場主體指標評價體系，針對售電市場中的售電公司及電力用戶分別進行評分，并依據(jù)評分結果，應用到履約保函制度、交易規(guī)則當中，使市場風險得到閉環(huán)控制。
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高級功能
（1）電網(wǎng)運營類。1）售電收入預測。目的意義：隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展和電力市場化改革的持續(xù)推進，電力用戶數(shù)量不斷增加，用電量增長迅猛。售電收入是電力市場正常經(jīng)營運作、電網(wǎng)持續(xù)發(fā)展的資金來源，售電收入預測是預算編制的基礎。通過開展市場合同電量和計劃合同電量的售電收入的綜合預測，可以有效提升售電收入預測的精確度。功能描述：基于電力市場售電側年度長協(xié)、月度競價等不同交易品種的合同數(shù)據(jù)，區(qū)分用戶類別和用電電壓等級，對電力大用戶和售電公司的結算電量和電價進行預測，以此估算市場化電量收入。根據(jù)用戶負荷預測基礎功能，結合營銷系統(tǒng)內(nèi)低壓用戶和其余非市場化交易的用戶歷史用電信息，區(qū)分用戶類別和用電電壓等級，對計劃用電量進行預測，以此估算計劃電量的收入。從而完成全口徑的售電收入預測。2）配網(wǎng)規(guī)劃輔助分析。目的意義：隨著國家對增量配電網(wǎng)試點的放開，越來越多的增量配網(wǎng)項目即將落地，為配網(wǎng)規(guī)劃建設提供精細化負荷模型和滾動校核功能，實現(xiàn)精準投資和最優(yōu)規(guī)劃。功能描述：基于用戶負荷預測和用戶用電數(shù)據(jù)畫像功能，在給定配網(wǎng)用戶的類型和體量的基礎上，考慮不同類型用戶的負荷增長水平和用電可靠性需求，設計出配網(wǎng)中各類用戶的個性化負荷模型，結合配網(wǎng)潮流計算等功能，實現(xiàn)配網(wǎng)規(guī)劃滾動校核，幫助規(guī)劃者制定出最優(yōu)規(guī)劃方案。（2）用戶服務類。1）停電敏感用戶分析。目的意義：通過多種維度定性、定量來確定停電敏感用戶，為該類用戶制定個性化的用電方案，幫助供電企業(yè)提升用戶滿意度。功能描述：從市場化交易電量、用戶負荷性質(zhì)、停電投訴等維度識別停電敏感用戶，通過用戶生產(chǎn)計劃數(shù)據(jù)及歷史停電故障數(shù)據(jù)對未來的停電趨勢進行分析，以提醒供電企業(yè)統(tǒng)籌安排檢修計劃和停電計劃，管控和提升供電服務質(zhì)量。2）履約風險提醒。目的意義：合同違約是電力市場中需要防范的重點風險之一，通過實時評估用戶的履約能力，提前進行風險防控，為市場主體參與電力市場交易提供有效的工具。功能描述：基于實時采集的用戶用電數(shù)據(jù)，用戶負荷預測結果和其已達成的電力交易合同執(zhí)行情況，評判用戶履約風險等級，定期對用戶的履約能力進行評估，對存在履約風險的用戶，要提前進行風險提醒，并建議用戶或其委托代理的售電公司調(diào)整后續(xù)電力交易策略，防范合同違約風險。（3）社會責任類。1）綜合能效提升。目的意義：通過對電力用戶能耗情況和生產(chǎn)經(jīng)營情況進行分析，降低企業(yè)的用能成本，為用戶提供綜合能效提升方案。功能描述：基于用戶歷史及實時用能分析，通過和同類型用戶比對分析，找出用戶用能方式的薄弱點，優(yōu)化能源綜合利用方式，推進電能替代，提供企業(yè)節(jié)能增值服務，設計出適合用戶的綜合能效提升方案。2）可再生能源消納分析。目的意義：計算分析用戶側用電量中可再生能源電量的消納比例和數(shù)值，增強用戶綠色用能意識，引導用戶主動參與消納可再生能源，不斷提高可再生能源消納比例。功能描述：通過計算出用戶消納的可再生能源電量數(shù)據(jù)，并換算成節(jié)能減排量數(shù)據(jù)告知用戶，培養(yǎng)用戶消納可再生能源的意識。同時，這也是未來實現(xiàn)“可再生能源配額制”及“綠證交易”的基礎。（4）電力市場類。
1）交易仿真培訓。目的意義：隨著新入市的電力市場主體數(shù)量的迅猛增多，市場主體的培訓需求大幅增長，急需一套面向市場主體的仿真培訓系統(tǒng)，在低成本、低風險的前提下，幫助市場主體迅速學習電力交易相關業(yè)務流程，逐步提高業(yè)務能力。功能描述：支持進行月度集中競價、雙向掛pai交易等中長期交易形式的交易仿真培訓；支持在有輸電阻塞約束的節(jié)點網(wǎng)絡下，進行帶電力曲線的短期現(xiàn)貨市場交易仿真培訓。具備交易過程回溯、交易結果結算能力，并快速生成各類報表，對交易仿真報價行為進行總結并分析。2）電力市場沙盤。目的意義：電力市場沙盤采用復雜系統(tǒng)建模與仿真方法，主要面向市場設計者、管理者和研究人員。該功能應用內(nèi)建了實驗經(jīng)濟學仿真平臺，接入電力市場的相關真實數(shù)據(jù)，通過多代理的方法客觀模擬電力市場在各種因素影響下的動態(tài)變化，有助于相關方把握系統(tǒng)邊際電價走勢，進行電網(wǎng)阻塞分析預警，以及交易規(guī)則仿真驗證評估。功能描述：①系統(tǒng)邊際電價預測：提供小時級、日級、周級的系統(tǒng)邊際電價預測；提供月度與季度系統(tǒng)邊際電價的趨勢性預測。②電網(wǎng)阻塞分析預警：針對于預定義的關鍵節(jié)點，提供小時級、日級的預測能力，滾動更新發(fā)生輸電阻塞的線路及節(jié)點邊際電價中阻塞分量預測值的大??；面向批發(fā)市場的參與者，滾動更新預測的阻塞信息，引導發(fā)、售兩端主動調(diào)整自身的交易行為，以經(jīng)濟手段實現(xiàn)阻塞管理。③交易規(guī)則仿真驗證評估：支持通過修改電力市場交易規(guī)則模型中的具體參數(shù)，以刻畫交易規(guī)則的變更；支持定量評估交易規(guī)則的變更對各市場主體交易行為的激勵及影響；模擬新交易規(guī)則下，各市場主體動態(tài)博弈可能產(chǎn)生的市場結果，并最終估計各市場主體盈余的潛在變動。
圖2：停電敏感用戶分析功能實現(xiàn)方法思路
案例——停電敏感用戶分析
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方法思路
停電敏感用戶分析是從市場化交易電量、用電負荷性質(zhì)、故障搶修的歷史記錄、電網(wǎng)和能源監(jiān)管投訴等多個維度識別停電敏感用戶。將停電敏感用戶的所在供電所、臺區(qū)、關聯(lián)線路納入重點關注的范圍，并提醒供電企業(yè)，在考慮電網(wǎng)安全性和可靠性的前提下，綜合調(diào)整供電設備檢修和停電計劃，為這類用戶提供個性化增值服務，提高供電可靠性和用戶服務水平。
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實現(xiàn)過程
（1）根據(jù)大用戶用電量確定。從售電平臺匯總的各售電公司代理的大用戶及所代理的電量，并經(jīng)過電力交易平臺確認的，簽訂的年度交易合同里的合同電量，統(tǒng)計出各地區(qū)參與電力市場的大用戶，2019年的年度用電計劃，這些大用戶按照區(qū)域進行統(tǒng)計。本文以A市為例，具體統(tǒng)計參與2019年度交易的大用戶成交電量，按照成交電量的規(guī)模大小進行排序，得出成交電量排名前10的大用戶。統(tǒng)計如表3所示。
表3:2019年度交易電量排名前10大用戶（單位：兆瓦時，元）
根據(jù)售電平臺或交易平臺中的合同電量分解，我們以**鋼鐵股份有限公司的成交電量為例，將該用戶2019年成交電量分解到月，可統(tǒng)計分析出用電量集中的月份。如圖3所示。
圖3:**鋼鐵股份有限公司2019年度交易電量月底分解
