电力市场中合同管理系统的设计与应用.pdf

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1、收稿日期:2007211222文章编号:10072290X(2008)0420043204电力市场中合同管理系统的设计与应用谢恒1,李胜利2,李晶1,陈中元1(11 安徽省电力公司电力交易中心,合肥230022;21 烟台东方电子信息产业股份有限公司,山东 烟台264000)摘要:在分析相关文献的基础上,讨论了区域电力市场合同管理与传统合同管理的区别,依据华东电力市场实际业务工作流程,提出了适用的合同日计划电量分解与调整算法模型,说明了省级合同管理系统体系结构和模块逻辑关系,介绍了面向服务架构(SOA)、J2EE应用平台、构件模型库、趋势分析图形和动态报表等系统应用实现技术,并根据实际运行情况

2、分析了合同管理系统在电力市场运营中的重要作用。关键词:电力市场;合同管理系统;合同分解;构件模型;SOA;J2EE中图分类号:TP319:F407161 文献标志码:BDesign and Application of Contract Management System in Electricity MarketXIE Heng1,LI Sheng2li2,LI Jing1,CHEN Zhong2yuan1(1.Anhui Provincial Electric Power Corp.Power Exchange Center,Hefei 230022,China;2.Yantai Dong

3、fang ElectronicInformation Industry Co.,Ltd.,Yantai,Shandong 264000,China)Abstract:This paper discusses the difference between contract management in regional electricity market and traditionalcontract management based on some literature,presents the applicable arithmetic models of contract rolling

4、and adjustingaccording to the operation flow of electricity market in east China,and gives the architecture and the module logic relationof the provincial contract management system.Several application techniques are introduced,such as the service2orientedarchitecture(SOA),the J2EE development platf

5、orm,the component model base,the trend analysis graphics,and thedynamic report forms.Based on the instance,the important efficiency of contract management system in electricity marketoperation is analyzed.Key words:electricitymarket;contractmanagementsystem;contractrolling;componentmodel;service2ori

6、entedarchitecture(SOA);J2EE 随着我国电力市场的深入发展,电力市场技术支持系统的建设成为促使发电、输电、配电各环节提高效率、优化资源配置、提升竞争力、充分发挥电力市场巨大社会综合效用的关键环节。区域电力市场中的合同管理系统作为电力市场技术支持系统的重要组成部分,其作用是实现电力企业所涉及各类发电合同的管理1-3。在参照相关电力市场运营规则的基础上,结合省级电网实际情况和业务需求,区域电力市场合同管理系统实现了电力企业合同的编辑、存储、分解、滚动修正、查询和统计分析,采用适用的合同分解与调整算法模型,按机组运行状态将各类合同分解到各时段点,并参照合同已完成情况和检修计划

7、变更情况,对各类合同分解计划进行调整,从而实现合同的智能化管理和评估优化。1 区域电力市场合同管理与传统合同管理的区别 随着电力市场的发展,电力企业合同管理需要适应新要求,确立适用的新型合同管理模式,相关文献讨论了不同市场模式下的合同管理方法,文献4 讨论了特定市场模式下机组合同电量安排,文献5 讨论了发电侧合同管理系统实现方法,文献6 和文献 7 讨论了长期合同管理、工作流程编制,文献8 讨论了东北区域电力市场月度电量竞 第21卷 第4期广 东 电 力Vol121 No142008年4月GUANGDONG ELECTRIC POWERApr12008价空间均衡化的年中标电量分解方法,文献9、

8、文献10 和文献11 等讨论了电力市场相关合同的交易算法和应用模式。但相关文献没有针对华东区域电力市场运营模式下,日前市场和月度竞价市场适用的合同管理应用模型和方法进行探讨。本文所述系统提供了年度合同、月度合同和双边合同等各类合同编制功能,设计了各类合同适用的分解算法,根据机组运行情况进行滚动优化修正,并跟踪评估实际执行情况。2 合同分解与调整算法模型本系统依据发电机组检修计划、负荷预测、调峰需求等边界条件,将长、中、短期各类合同逐日分解为96时段合同分解曲线。实际运行中,结合机组开停方式变化、发电计划完成情况、系统运行需要等因素对机组合同分解曲线进行调整。211 机组组合发电合同分解的算法模

9、型部分合同、计划电量以机组组合为单元签订、下发,需要将总电量分解到机组。应用算法基本思想为:先计算机组组合下各机组的最大运行小时发电量,再依据各机组所占最大运行小时发电量之和的比例,计算各机组的合同发电量。采用的分解算法模型为:Wi=WsW0 itiNi=1W0 iti1(1)其中:Wi 机组组合所属机组i在合同有效时间段内的合同发电量;Ws 机组组合合同总发电量;W0 i 机组组合所属机组i的额定容量;ti 机组组合所属机组i在合同有效时间段内除去检修的可运行小时数;N 机组组合所属的机组个数。212 合同分解与调整的算法模型本系统以文献3 规定的年度合同电量分解算法为基础,结合实际工作情况

10、,设计了合同分解与调整算法模型。算法模型的边界条件为:合同电量;合同起止时间段内的机组检修计划;全省负荷预测;合同起止时间段内的(典型)日负荷曲线。其中后两个边际条件较难确定,是影响合同分解结果准确性的重要因素,需要综合考虑电网负荷预测、电力需求侧管理(DSM)的需求侧负荷、省联络线计划等接口数据,生成与实际供用电趋势拟合较好的全省负荷预测和(典型)日负荷曲线数据。采用的合同分解基本算法模型为:Wt=W0LiPt12i=1Dyxi96t=1Pt,0,在非检修时段;在检修时段1(2)式中:Wt 机组在第t时段点合同分解或调整完成得到的发电量;W0 机组合同被分解发电量值;Li 负荷预测得到的第t

11、时段点所属第i月的预测负荷;Dyxi 机组在第t时段点所属第i月除去检修日期后的运行天数;Pt 机组对应的(典型)日负荷曲线在第t时段点的负荷。合同调整的滚动修正基本算法模型为:Wt=Wt+WtPt96t=1Pt,0,在非检修时段;在检修时段1(3)式中:Wt 机组在第t时段点本次合同调整前的合同已分解电量值;t 机组对应的(典型)日负荷曲线在第t时段点本次合同调整的修正比例参数;W 机组本次合同调整的滚动修正电量值。通过上述模型计算,可得到全省每台机组每天96时段发电合同日计划曲线,然后,将合同分解或调整后得到的机组在各时段点的累计发电量转化为发电负荷,再依据机组的最大(最小)技术出力、爬坡

12、速率等进行校验,若越界则计算偏差量,进行滚动修正。由于日合同计划是提前一段时间按照可预知的生产情况进行分解校验的,因此,在日前市场中申报合同计划时,应根据最新的实际生产运行情况作进一步调整。3 系统业务功能311 功能结构依照合同管理模式和业务处理流程,系统划分为基本参数、年度合同、月度合同、双边合同、合44广 东 电 力第21卷 同调整、结算合同、评估分析和综合查询等模块,功能模块间的业务逻辑关系如图1所示。图1 电力市场合同管理系统模块的逻辑关系合同管理系统需要与电力市场技术支持系统的相关子系统交互接口数据,从工作票、检修计划、电能计划和结算管理等系统读取或接收相关数据,向电能计划、交易管

13、理和结算管理等系统提供数据,实现电网和发电企业在生产中的运行调控和统筹管理。312 功能说明合同基本参数管理实现基本参数维护,为合同管理工作的自动化和信息化提供基础性参数,这些参数主要包括合同类型、机组技术参数、机组检修计划等。年度合同管理实现省电网公司与相关发电企业签订的各类年度合同的编制、分解和调整等管理工作。月度合同管理实现月度合同的编制、分解和调整等管理工作,包括月度计划合同和月度竞价合同,其中月度竞价合同指华东交易中心按A类机组月度竞价结果出清的月度竞价中标电量(峰、谷电量)和电价(峰、谷电价)。双边合同管理实现区外来电、统销电量等省际交易合同管理。合同调整模块根据机组实际完成情况,

14、将合同调整量滚动修正到本年内以后月份执行。机组的实际计量电量与合同计划值之间的偏差量视作对年度基数合同的调整。结算合同管理实现指定时间所属机组的发电合同差异调整,并通知结算管理系统读取合同数据,进行结算。合同评估分析实现合同执行情况的统计与分析,查询机组指定日的合同分解曲线、中标电量曲线、实际计量曲线等信息,根据合同期报的合同完成率、负荷率等统计信息,评估、分析合同的执行情况。4 系统实现技术411 基于面向服务架构构建系统架构根据电力市场长远发展客观需求,采用面向服务架构(service2oriented architecture,SOA)构建适用的合同管理系统,便于系统互联、扩展与升级。S

15、OA能够对业务流程进行整体规划,通过功能单元良好的接口联系起来,依靠可重复使用的标准接口,集成企业内部应用,在业务转型中降低成本。基于SOA的系统架构不仅能从细粒度层面改进可重用性,还能从粗粒度层面完善可重用性。412 基于J2EE应用平台实现业务功能J2EE(Java 2 Platform,Enterprise Edition)应用平台是基于J2EE规范和中间件技术所开发的应用构件服务平台,利用构件耦合法设计和开发,能够灵活部署在企业应用服务器上,使系统开发与维护人员能采用更大的灵活性和全新的方法来设计与实现企业应用业务功能。J2EE应用平台体系结构如图2所示。应用展现构件层界面操作构件、业

16、务逻辑展现构件、报表生成构件、报表操作构件、图形报表(趋势图、棒图、饼图等)生成构件逻辑处理与算法构件层逻辑处理构件应用算法构件业务逻辑处理构件事务处理构件安全定义构件错误处理构件消息通知构件年度合同分解算法构件月度计划合同分解算法构件月度竞价合同分解算法构件双边合同分解算法构件支撑构件层数据库连接缓冲池构件、报表数据转换构件、数据通信构件、数据加解密构件图2J2EE应用平台体系结构54 第4期谢恒等:电力市场中合同管理系统的设计与应用 支撑构件层提供系统运行时功能的底层定义及实现,为系统其它构件提供支撑,包含连接缓冲池、数据转换、数据通信和数据加解密等构件。逻辑处理与算法构件层实现系统的核心

17、应用功能,完成电力市场业务逻辑与流程处理、应用算法模型的设计与实现,能够适应当前华东区域电力市场的特殊性、电力市场规则的不断变化、用户组织管理方式的变化、电力市场运营策略的变化等。逻辑处理与算法构件层主要包括两部分构件,一部分是逻辑处理构件,包括业务逻辑处理、事务处理、安全定义、错误处理、消息通知等构件;另一部分是应用算法构件,包括年度合同分解算法、月度计划分解算法、月度竞价合同分解算法、双边合同分解算法等构件。应用展现构件层主要用于与用户的交互功能及业务逻辑界面的实现,包括的构件主要有界面操作、业务逻辑展现、报表生成、图形报表生成和报表操作等构件。413 利用构件模型库提高应用性能为支持系统

18、应用构件的高应用性能,基于J2EE应用平台、采用构件模型库模式完成各种业务逻辑构件的“即插即用”。系统基于构件耦合法完成构件之间的相互协调、相互调用或者相互独立运行,完成模块化、系统化的应用功能设计和部署应用服务平台12。构件模型库的建立从理论和实际应用上解决了系统中模型运算的实时性、系统接口连接适配性、用户报表页面的美观性和友好性等要求。构件模型库开发模式提高了构件重用性和规范化接口方法,在提高开发效率的同时,降低了软件成本费用。以构件技术实现系统应用数学模型,具有复用性和自适应性好的特点,能够提高计算可靠性,还能保证运算模型并行计算的性能效率。414 实现趋势分析图形和动态报表增强应用友好

19、性为增强应用友好性,系统实现了趋势分析图形化显示和动态业务报表,能够提供页面美观、交互性强的数据统计分析信息,提高系统应用水平。系统提供的动态报表可以满足复杂的用户Web报表需求,轻松实现企业分散数据信息集成,并以个性化的Web报表进行展现,方便用户和业务人员进行查询、统计与分析。例如,在日合同曲线生成过程中,同画面显示机组日合同分解结果的累加曲线与机组最大(最小)技术出力曲线,既起到安全校验的作用,又能直观地分析机组当前合同曲线走势和机组的竞价空间形状。若需要调整当前机组的合同曲线,则可在本页面中查出机组的某类合同曲线,指定时间段,按比例或电量进行调整,在保存修改数据的同时,生成并显示机组新

20、的日合同曲线,方便分析和操作。415 基于应用平台增强系统安全性和扩展性在合同管理系统运行过程中,各类数据的重要性不言而喻,提供高度安全的应用系统解决方案具有重要意义。J2 EE应用平台支持加密套接字协议层(SSL)传输,并具有身份认证、资源访问控制等安全措施。系统提供基于角色的用户权限和安全管理,可以灵活控制系统访问,运行的操作功能都具有应用权限的验证,实现系统应用级的安全性。5 系统实际运行情况分析在华东电力市场调电试运行中,合同管理系统通过了全面的检验。市场运行结果表明,本文所述的合同管理系统运行稳定,各类合同分解、调整、组合管理合理、有效。例如,在华东电力市场调电试运行某执行日的过程中

21、,某台发电机组日发电合同曲线和中标曲线的对比如图3所示,该机组合同分解曲线符合机组最大(最小)技术出力曲线的安全校验。图3 某发电机组日曲线6 结束语本文所述合同管理系统已在安徽省电力公司投入运行,并在华东电力市场两次调电试运行中运行正常,成为合同管理人员进行科学管理、快速分析和辅助决策的工具,随着系统的不断完善,将进一步为企业决策人员科学参与电力市场提供有力支持。(下转第60页)64广 东 电 力第21卷 图4PR9376电路图示。根据图5的曲线,安装方向偏离标准方向30,电压降低约6%,信号都属于正常。图5PR9376输出电压与安装方向特性曲线鉴于瓦振信号与键相信号密切相关,按照厂家说明书

22、安装要求调整了键相探头安装方向。故障现象再没出现。4 结论通过上述分析,认为键相探头安装方向是导致此次瓦振故障的原因。一是由于这种探头在现场较少使用,在同一电厂不同机组上,较多使用涡流探头,无安装方向要求,所以PR9376探头安装时容易装错方向;二是键相信号参与瓦振计算,这是MMS6000系统的特色,与本特利3500系统不同,其组态软件具有快速傅立叶转换(FFT)功能,能同时看到振动信号的幅值和相位,对汽轮机故障分析具有很好的参考价值。而3500系统组态软件没有此项功能,键相信号不需参与振动信号的计算,即瓦振卡件默认为时间控制方式,所以本特利系统不会出现键相信号影响瓦振信号的现象。通过对本次事

23、件的处理,我们还总结出以下几点经验:a)霍尔效应传感器的安装方向与探头的输出电压有很大关系,应严格按厂家说明书要求安装。b)瓦振传感器的接线方式按厂家要求接线,可以达到最好的抗干扰性效果。c)TSI故障的分析和处理比较复杂,在机组运行时,可以进行不影响机组安全的一些尝试性的试验,排除不利因素,争取在机组运行时就能消除故障。停机后,可以根据运行时的试验情况,缩小故障检查范围,以更有效地找出原因。参考文献:1陆颂元 1 汽轮机发电机组振动 M 1 北京:中国电力出版社,20041作者简介:李高明(1963-),男,广东韶关人。热控工程师,工学学士,主要从事火力发电厂热控管理和技术工作。(上接第46

24、页)参考文献:1刘广一,于尔铿1 电力市场中技术支持系统的总体结构J 1电网技术,1998,22(11):64-6812国家电力监管委员会1 电力市场技术支持系统功能规范(试行)S1 北京:中国电力出版社,200313国家电力监管委员会 1 华东电力市场运营规则(印发稿)S/OL 1(2005202228)2007211222 1http:/www1serc1gov1cn/flfg/bmgz/200802/t20080220 _ 59391htm14汪峰,白晓民1 面向电力市场交易计划算法研究J 1 电网技术,2001,25(8):45-4915王霄雁,顾锦汶,宋燕敏,等1 电力市场中的合同管

25、理系统J 1 电力系统自动化,2002,26(5):13-1516李其智,任震,余志文1 基于合同电量滚动分解算法的合同管理系统J 1 广东电力,2002,15(3):76-7817尚金成,张兆峰,韩刚1 区域共同电力市场交易机理与交易模型的研究J 1 电力系统自动化,2005,29(4):6-1318王漪,于继来,柳焯1 基于月度竞价空间滚动均衡化的年中标电量分解J 1 电力系统自动化,2006,30(17):24-2719黄莹,赵建国,张莉1 电力市场竞价交易计划模型初探J 1电网技术,2002,26(11):53-57110赖菲,于尔铿,韩祯祥1 电力市场交易算法研究与实现J 1电力系统

26、自动化,2002,26(22):16-21111初壮,于继来1 初期电力市场确定日发电计划的模型与方法J 1 电力系统自动化,2006,30(22):43-47112李胜利,任军1 电力营销管理信息系统结构设计及实现技术J 1 电力系统自动化,2003,27(10):73-76113张显,王锡凡,王建学,等1 分段交易在电力双边合同市场中的应用J 1 电力系统自动化,2004,28(11):13-16114李胜利,陈勇,任军1 基于J2EE和构件技术的发电厂报价支持系统J 1 电网技术,2005,29(8):80-84115吕泉,武亚光,王海峡,等1 制定电力市场中机组合同交易电量日出力计划的一种经济策略J 1 电网技术,2006,30(14):71-761作者简介:谢恒(1973-),男,广东潮州人。高级工程师,工学硕士,从事电力市场研究、建设与管理工作。06广 东 电 力第21卷