基于数字驱动的新型电力零售交易平台构建

许益锋

（国能浙江能源销售有限公司 浙江杭州 310016）

0 引言

能源环境的变革推动了电力交易改革，电力零售市场受到了巨大冲击［1］，逐渐向自由化发展，电力市场内部的竞争也越来越激烈。为了打破现有的电力垄断机制［2］，降低电力用户费用，需要积极实施电力零售改革。研究表明，目前我国已经开始通过降低上网电价、设置电价体系来整顿电力市场［3］，还原电力市场的供求关系，已经取得了初步成效。近年来，电力科技逐渐走入人们的视野［4］，应用电力可以进行智能化自动调度，快速诊断电力交易故障，降低电力损耗，因此，在该背景下需要构建1 个新型电力零售交易平台［5］。

原有的电能计量平台主要由卖方进行抄表、维护，极容易受电力市场内部变化影响产生买卖争执，从而导致电能计量误差［6］，不利于电力市场的发展，因此需要针对现有的零售市场进行需求管理，推动配电自动化发展。相关研究人员针对目前的电力市场设计了简单的电力零售平台［7］，包括区块链电力服务平台、微网架构电力零售平台等，但上述平台受数字信息流总量的影响，实际应用效果较差。数字驱动是1 种先进的数字信息流决策运营技术［8］，不仅可以优化现有的电力交易模式，还能实现经济共享，丰富配电零售市场的零售交易模式。因此，本文基于数字驱动设计了1 种全新的电力零售交易平台。

1 电力市场交易现状

浙江电力市场发展起步较晚，2017 年初期才开始逐步进行电力市场建设，直至2019 年首次电力现货市场周结算试运行［9］。到了2021 年，浙江电力市场飞速发展，设置了多个绿电交易点，电力零售也在有序开展，截至2021 年底，浙江电力用户已经突破了5.7 万，电力市场活跃度实现了飞跃。研究表明，浙江电力注册资金≥2 亿元的售电公司已经达到了80 所，其按注册资金划分示意图如图1 所示。

图1 浙江售电公司占比（按注册资金划分）

由图1 可知，注册资金≥2 亿元的售电公司数量最多。针对浙江电力企业进行进一步分析发现，其主要分为4 种不同的类型，分别为发电型、国网型、国资背景型、民营企业型。近几年浙江电力市场规模变化如图2 所示。

图2 历年浙江电力市场规模

由图2 可知，近几年，浙江市场化电量逐步放开，参与电力市场的中小企业用户越来越多，售电公司传统的客户线下拜访和签约模式的瓶颈逐渐显露。面对这种电力零售新局面，售电公司想要获得更多、更优质的客户，在提升自身服务能力的同时，急需打破传统电力零售模式，探索构建灵活高效、智慧协同的电力零售新模式。

目前电力市场发展主要存在8 个关键问题：①售电公司获客成本高、客户地理位置分散、对售电市场规则不了解［10］，导致签约难度过高；②网上营业厅线上操作步骤繁琐，导致注册与签约效率低下，增加客户签约壁垒；③欠缺对营销业务人员线上线下合理有效的闭环管控，导致服务质量参差不齐；④无单一终端进行业务办理和维护，导致营销业务人员无法一次性完成签约任务；⑤套餐研究发布过程冗长，导致无法快速适应市场变化；⑥无对应较全面、配套新能源市场模式的用户需求侧服务，在双碳目标下，用户用电需求丰富，导致目前线下签订模式难以让用户快速、全面地了解所需要的购电方案；⑦售电公司无法有效获取客户分时用电信息，无法提供定制化、多样化的购电服务；⑧没有充分发挥集团产业协作优势来丰富营销拓客渠道，导致销售路径和渠道没有得到最大化的拓展甚至受限。针对上述电力市场存在的问题需要研究全新的解决思路。

随着电力市场化交易额增加，电价的浮动越来越大。以浙江电力市场为例，在不保底售电后大量用户涌入市场，签订用电合同的耗时逐日增加，导致电力市场的售电窗口期较短，用户的质量急剧下降。在此背景下，部分售电公司开始以优质服务为竞争主体，设计了许多优质套餐，如图3 所示。

图3 售电优质套餐

在图3 套餐基础上，大量用户开始办理售电业务，但在电力市场发展初期，并不存在系统化平台，严重影响业务的办理效率，基于此，需要设计1 个系统化的电力零售交易平台。

数字驱动是目前杭州电力市场中发展的新方向，很多售电企业纷纷建立线上售电商城，将其与线下营业厅对接。这种零售交易方式不仅可以改变原有的电力零售模式，还能实现精准营销，提高业务办理效率，从而提高用户的交易体验感。以浙江某用电企业为例其构建的电力新零售平台如图4 所示。

图4 杭州某用电企业电力零售平台

由图4 可知，该零售平台通过多元数字驱动融合将线上支付与线下营业厅相结合，用户可以在线上商城选取相关的交易套餐进行支付，再通过线下营业厅的一站式服务解决售后问题，快速高效地完成零售交易管理，实现双赢，因此构建电力零售交易平台是电力企业的必然选择。

2 构建电力零售数字驱动平台

2.1 创建电力零售交易平台业务角色

为了提高海量客户的交互便捷性、操作流畅性，使其可以享受一站式线上服务，引导客户快速完成线上合约，首先需要创建合理电力零售交易平台内部的业务角色。本文设计的电力零售交易平台根据国家能源零售新模式的需求选取了4 个不同的业务角色，电力零售交易平台业务角色组成示意图如图5 所示。

图5 电力零售交易平台业务角色组成示意图

由图5 可知，售电公司是电力交易的核心，通过零售市场向用户发布相关的电力销售业务，宣传用电套餐等，全面满足用户的需求；零售市场用户是最常见的电力市场消费者，了解售电价格后选择符合自身使用需求用电套餐完成消费，除此之外，还可以定期发布用电需求，制定针对性较强的个性化用电方案；平台运营方主要负责运营平台内部的交易数据，设置合理的的交易参数，使平台的使用性能满足用户需求；平台监督方主要负责开展平台的监督工作，通过各种渠道对平台内部的服务进行监督，提升设计平台的综合服务质量。

针对上述创建的电力零售平台业务角色，可以进一步设计平台的技术架构，如图6 所示。

图6 电力零售交易平台技术架构

由图6 可知，该技术架构遵循电力零售交易需求，共包括网上零售商城、售电管理系统、零售平台管理系统这3 个部分。该电力零售交易技术架构以开源架构、自主可控为原则，采用“云平台、数据湖、微服务”技术体系；平台底座技术体系中的微服务集成DevOps 进行开发，并在此基础上进行扩充。为了满足各业务场景，该架构建设了管理中心，可以通过用户管理、权限管理实现用户鉴权、访问控制，防止暴力破解。除此之外，该平台还应用了日志系统和监控中心实现用户行为审计，保障平台安全稳定运行。

2.2 基于数字驱动设计电力零售交易机制

随着电力企业的增多，电力零售交易数据的组成越来越复杂，难以通过常规的方法处理零售交易数据，创建符合交易需求的电力零售交易机制，因此本文设计的电力零售交易平台应用数字驱动技术处理电力零售交易数据，设计了全新的电力零售交易机制。

在开始交易前，需要设置1 个数据驱动链，输入获取的用户信息进行数据分析，评估用户的潜在价值，从而制定符合用户需求的方案，用户在线选购套餐完毕可以输出选取的套餐编号，进行售后跟进，为后续电力零售交易机制的制定作参考。

阿里不明白这些，只觉得好热闹，他不禁高兴起来。拍着巴掌又蹦又跳地大声唱：“阿里的弟弟过来了!阿里的爸爸过来了!”

本文设计的电力零售交易平台使用数据驱动技术创设了客户画像，从企业风险、企业基本情况、用能情况、忠诚度等方面对企业的需求进行分析，获取相关的数据，再进行数据清洗与分类，从而准确预判客户的需求特点。根据上述提取出的用户特征可以将零售交易平台与交易中心对接，获取符合市场竞争需求的交易价格，此时该平台设置的交易机制如图7所示。

图7 电力零售交易平台交易机制

由图7 可知，该零售交易机制引入了碳价格信号进行替代，在现货市场区域，可整合用户资源，结合用户在不同时段用电量，优化在批发市场中各电源种类的购电比例，以最大平衡能力为具有绿电需求的用户采购绿电，使其既满足原有的交易目标，又降低了实际交易成本，从而推动电力市场有效转型。

在实际交易过程中，设计的电力零售交易平台可以根据电能替代情况设置电交易价格，推动电能替代。可以采购外部数据服务，简化客户操作流程，实现一分钟建档、三步完成签约。还可以优化完善当前营销管理功能，实现业务人员注册、报备、跟进、客户信息采集、购电意向评估等各个环节的营销管控。针对套餐中电能量部分和偏差考核部分设计灵活结算引擎，支持导入客户历史用电量，快速评估套餐电费，评估完成后支持一键发布套餐。

2.3 构建电力零售智能化交易合约

电力零售交易效率对电力零售交易效果有重要影响。本文构建的电力零售交易平台不仅将移动端打造为集业务办理、线上电子签章、合同模板打印、下载等为一体的一站式终端，还构建了电力零售智能化交易合约，首先需要计算电-碳产品价格关系式P0，如式（1）所示。

式中：PE为电产品价格；PC为碳产品价格；此时售电公司的收益V 如式（2）所示。

为了确定电量交易阈值，需要进一步计算用户的用电成本，如式（3）所示。

此时结合用户发布的需求可以制定针对化用户交易需求，计算用户产品组合零售值，如式（4）所示。

式中：QE为所需电量；QC为所需碳量；Sk为辅助参数。

根据上述零售值可以确定最终售电公司竞价，此时根据上述参数设计的智能化合约如图8 所示。

图8 智能化合约

由图8 可知，使用上述的智能化合约可以采集用户分时用电信息，构建用电分析模型，基于用户用电峰、谷电量，分析是否具备负荷侧调节能力。还可以构建实时成本计算模型，分析展示用户电费变化，并且为用户提供用电建议报告。除此之外，还可以为用户提供包括绿电在内的多种套餐方案，为客户提供电、气、热、冷、压缩空气等用能解决方案，根据客户特有资源选择投资分布式光伏、分散式风电、分布式燃机、储能、热泵等，实现多种能源的相互转化和优化配置，并提供能源技术支持服务，实现节能降耗、低碳绿色、降本增效，满足客户的多种能源需求。

3 实例测试

3.1 测试准备

为了验证设计的电力零售交易平台的实际交易效果，本文选取某区域的电力用户进行实例测试。该区域位于某市县城，在2020—2021 年，该区域仍使用较落后的电力零售方式进行交易；受电力市场发展的影响，于2020 年开始进行电力零售交易改革，在2021 年正式开始使用本文设计的电力零售交易平台进行交易。

3.2 测试结果与讨论

为了增加实测的准确性，本文假设初始的电力市场可再生能源占比为三成，此时该区域的基础电价为0.634 元/kWh，其能源与时间占比关系如图9 所示。

图9 某区域电力能源与时间占比图

由图9 可知，随着时间变化，可再生能源的占比也在不断浮动，原始电力市场中，可再生能源占比为30%，应用电力零售交易平台的平均可再生能源占比为39.3%，所有月份的可再生能源都在37%以上。应用电力零售交易平台进行交易后的可再生能源占比均有所提高。

对应用电力零售交易平台进行交易后的清洁能源消纳量进行对比，对比结果如图10 所示。

图10 清洁能源消纳量

从图10 可知，清洁能源消纳量在应用新的交易平台后也有了大幅提升，年度清洁能源消纳量共计提升16 200 kWh，有效促进了清洁能源替代。

对应用电力零售交易平台进行交易后，电力用户原始用电量与套餐电量进行对比，对比结果如图11 所示。

图11 电力用户用电量比对

通过图11 可知，在应用电力零售交易平台后，用户的用电量得到了大幅的提升，年度用电量总计增加了16 850 kWh，可以有效促进电能替代，整体交易效果较好。证明本文设计的电力零售交易平台的交易性能良好，具有节约性，有一定的应用价值。

4 结语

综上所述，近年来，随着电力市场发展，中小型电力企业的数量越来越多，随之出现了许多问题。为了提升各个区域的电力市场发展效果，需要开展电力零售交易模式创新。本文结合电力零售交易的智能化需求，使用数字驱动技术设计了1个全新的电力零售交易平台。实例测试结果表明，设计的电力零售交易平台的交易性能良好，有一定的应用价值，为后续电力交易可持续发展作出了一定的贡献。