电力市场动态监测系统功能特性分析

李慧勇，吴问足，于新叶

(1.中国南方电网电力调度控制中心，广东 广州 510000;2.东方电子股份有限公司，山东 烟台 264000)

0 引言

随着我国经济的快速发展，电力信息系统业务需求的规模也随之不断扩大。在信息化技术发展迅猛的今天，数据准确和信息安全已经成为系统建设的重要目标，建立一个动态实时的信息监测维护系统,才能满足日渐增长的行业整体发展需要[1-3]。

目前，已有大量关于电力系统动态实时监测系统的相关研究文献。文献[4]基于GPS技术研发了一款同步相量测量设备，其在广域测量系统的应用结果充分证实了能够实现对系统关键相量进行实时监测；文献[5]基于同步相量测量系统以及同步时钟信号等实时数据，建立了电力故障录波监测系统，算例分析结果充分证实了所建立系统在快速准确诊断电力系统低频振荡现象方面的有效性；文献[6]设计了一款动态智能监测系统，能够对电力系统的危险源进行实时的数据采集以及安全监控，并通过算例验证了其能有效实现电力系统运行信息的实时动态监控分析；文献[7]融合并基于电力系统线路监测设备实时采集和产生的信息数据，建立了输电线路运行状态监控系统，通过算例验证了其在进行数据挖掘以及评估线路运行状态特性方面的重要作用。

上述研究文献对线路运行状态、电气设备工作状态和系统调度情况等多方面展开监测系统的研究与设计，但鲜有对电力市场这一新兴领域的动态监测技术展开研究。为此，本文对目前电力市场的运营情况进行分析，在探究电力市场在线监测基本要求和原则的基础上，建立了3层结构的电力市场动态监测系统。

1 电力市场动态监控系统的基本要求与原则

建立电力市场动态监测系统，对市场成员进行监测、分析和评估，其主要目的包括以下2点[8]：

a.规范电力市场监管业务，实现电力市场监管由定性监管和非实时监管逐步过渡到定量监管和实时监管，并提供连续的、可靠的技术支持。

b.全方位支撑电力市场运营监测的各项业务，包括各市场运营机构以及发电企业、批发用户、售电公司等市场主体以及市场结构、市场行为、市场绩效等电力市场竞争情况的监测。

为了保障电力市场运营的公平性、公正性以及公开性，电力市场动态监测系统的建设应遵循以下基本原则[9]：

a.一体化。按照目前电网运行智能系统的基本架构，满足电力市场动态监测系统统一规划建设的需求。

b.模块化。满足业务功能模块化建设的功能需求，可以提供相对独立的标准化、开放化基础设施以及平台，支持各类应用功能和各类外部系统或数据，以模块化、标准化的形式接入动态监测系统进行协同运作。

c.智能化。充分应用最新的ICT技术，提升市场运行大数据分析能力，进一步提高监管分析的效率。

d.安全性。在符合电力监控系统信息安全等级保护以及防护要求的基础上，对操作用户的级别、身份和权限进行管控，以保证系统的信息在编辑和传输过程的安全性。

e.可靠性。系统的架构设计和配置要保证电力市场动态监测系统的可靠运行。对于关键的软硬件资源应进行备份，且有冗余保存措施，具备在系统发生故障时不影响业务运行的灾备措施。

f.开放性。采用具有兼容性、标准化的接口技术，以达到与电力公司、客户端以及电力监管信息平台进行交互的目的。

g.独立性。系统建设独立于电力市场现货技术支持系统，通过独立数据采集接口获取现货系统及其他系统的相关数据，保证电力市场动态监测系统的第三方独立属性。

2 动态监测系统架构设计

电力市场动态监测系统总体架构如图1所示，包括平台层、基础层以及应用层3部分。系统基于统一的技术架构，通过模块化建设以满足不同市场模式下的监测要求，支持对区域一级、二级以及起步模式下电力市场进行动态监测，并能够全过程支撑电力市场所有流程的动态监测。

图1 电力市场动态监测系统总体架构

在电力市场动态监测系统的3层结构中，每一层级的主要功能具体如下：

a.平台层。作为电力市场动态监测系统的最底层，主要为系统提供基础软硬件和数据中心支持。

b.基础层。作为电力市场动态监测系统的中间层，主要为系统应用层提供数据支持和管理。

c.应用层。主要监测系统各项业务核心应用功能，包含市场运行监测及市场成员监测2类。市场运行监测功能，即对市场竞争情况的监测，分析现有市场结构的合理性，市场行为的合规性，监测市场绩效能否实现资源的优化配置、最大化社会福利，主要包括市场结构监测、市场行为监测和市场绩效监测等；市场成员监测功能，指对各类市场运营机构以及发电企业、批发用户、售电公司等市场主体的监测，分析市场运营机构运营成效、公正性、公平性、公开性，以及各市场主体的损益、计划与实际偏差等，主要包括运营机构监测、发电企业监测、批发用户监测和售电公司监测等。

为了适应电力现货市场不同发展阶段的需求，电力现货市场监测系统先实现对起步现货系统的实时监测，并最终实现对区域现货市场的动态监测。电力现货市场监测系统建设采用云平台方式，系统的功能架构及配置情况如图2和图3所示。

图2 监测系统支撑平台的功能架构

图3 动态监测系统配置

3 电力市场动态监控系统的功能应用

3.1 数据管理功能

数据管理功能主要对电力市场动态监控系统各类外部接入数据进行查询与集中管理，对外部数据接入状态进行监视，为市场监测提供基础数据。

a.基础数据查询。能够对发电企业相关数据的综合查询，包括发电企业及其发电机组的基本属性、机组技术参数、技术参数变更过程、现货市场申报出清和执行过程数据等。

b.数据接入监视。能够对外部数据接入时间、状态等信息进行监视，并基于可配置的数据校验规则对外部数据质量进行校验。此外，还可以对不同类型数据的数据校验状态与详细校验日志进行查询，进行监视数据类型的灵活添加和删除。

c.综合数据查询。可以对批发用户、售电企业、运营单位的现货市场机构和出清事项有关数据进行全面搜索，包括其基本属性、申报出清和执行数据、市场边界及发布，以及市场干预等。此外，还能够按照市场成员类型、时间范围和属性等进行综合查询，并对查询数据进行下载导出。

通过监测数据中心获取电网实际运行信息，如实际统调负荷、实际母线负荷、实际联络线功率、实际机组出力和实际断面潮流等，再以曲线、表格、棒图和饼图等多种方式进行数据展示。

3.2 信息发布功能

信息发布功能通过监测数据中心获取所需的发电企业、批发用户、售电公司、市场运营机构、市场结构分析和市场绩效分析的相关监测数据，完成现货市场监管信息的发布、存档、检索和处理，并向监测数据中心输出经过授权定向发布的现货市场监测指标信息。信息发布功能支持对所发布监测信息的编辑、修改、发布和删除操作，一般部署在安全III区和DMZ区，如图4所示。

图4 信息发布功能

3.3 市场报表统计功能

市场报表统计功能能够根据市场基础数据进行多维度统计，通过监测数据中心获取市场结构评估、市场行为分析、市场绩效计算，以及用于监测市场运营机构、发电企业、批发用户、售电公司的相关数据，支持按照不同指标和时段对统计报表进行配置，生成相应汇总数据报表，供用户进行统计查询操作并以Excel、PDF等多种格式进行报表的导出。

3.4 系统资源管控功能

系统资源管控功能具备对软、硬件资源占用情况和业务软件的运行情况进行监视和记录的功能，包括进程管理、网络管理、日志管理、定时任务管理、系统备份/恢复管理和权限管理等。

a.进程和网络管理。实时监控不同进程、事项的运行状态，并及时向系统报告；实现监视各进程、任务和外部系统的通讯状态，包括网络负载率、网络通信状况统计(发包数、收包数和丢包数)等，并对网络异常提供实时报警功能。

b.日志和定时任务管理。实时记录系统的配置情况、日志文本和告警信息等运行状态数据，并进行备份；触发定时任务，在满足设定条件的情况下，在指定的节点下执行设定任务，启动方式主要有周期触发、定时触发和事件触发。

c.权限管理。具备统一的应用管理、认证和用户授权服务，包括对用户信息的增删改查、用户认证信息管理(用户名、密码等)、保存用户联系方式(电话、邮件等)和用户分组等。

3.5 平台管控

电力市场动态监测系统提供标准的平台管控功能，如图5所示，主要包括文件管理、图像管理、图形维护工具、图形浏览工具、消息收发件服务、通用事件服务、告警服务、工作流服务和服务总线等。

图5 系统平台管控功能

a.文件管理。进行网络文件、远程访问目录的统一管理，能够对文件进行编辑、更新和权限控制等操作，并进行数据的实时传输和动态定时更新。

b.图形维护及浏览工具。提供构建全景图/单线图的离线图形编辑环境，用于编辑和构建人机交互展示系统所需的界面，便于系统维护人员实现界面与网络模型的同步更新。此外，通过系统一体化图形用户界面，能够对各类应用进行浏览操作、画面调用展现和趋势曲线展示。

c.消息收发与通用事件服务。为监测系统提供统一的事件信息采集、展示和通知等服务，应用规范化的信息描述形式对不同的数据事项进行接收和整理，并按照其归属的不同类别做出订阅和公示，接收方按照自己的实际需要做出处理，消息收发互不影响。

d.告警服务。规范化对处理系统中的不同事项和报警机制进行定义和管控。在符合事件报警情况时，启动系统报警功能，并对报警数据进行规范化的保存、分析处理。

4 结束语

本文通过对电力市场的运营情况进行分析，提出了建立电力市场动态监测系统的基本要求和基本原则，并详细介绍了这个3层结构的电力市场动态监测系统额基本架构、功能以及技术特点，为保障电力市场有序健康的发展，提高市场效率和社会效益提供了支持。