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技術文章

電力批發市場下購售電交易策略研究綜述與應用

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淮亞利
安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801
摘要:隨著售電側改革的推進,配售電業務的陸續放開,數千家獨立售電公司進入市場,三批約500個增量配電業務試點持續推進,原本由電網公司一家獨大的供電格局逐漸被打破,為MEP(綜合能源服務商)提供了大量的機遇。在新一輪的技術革命中,分布式發電技術、能源互聯網技術及新能源交易方式得到快速發展,促使售電公司加快轉型為MEP ,改變了以往僅通過買賣差價賺取利潤的傳統模式,成為提供電力能源產品和能源調度的綜合服務提
供商。鑒于此,本文對電力批發市場下購售電交易策略進行分析,以供參考。
關鍵詞:區塊鏈;智能合約;一體化購售電;交易機制


0引言
    區塊鏈技術在我國電力行業的應用尚處于理論研究階段,對于區塊鏈處理大規模交易時的抗壓能力、交易延時等問題仍需進行深入探索,政府相關法律法規和監管措施也有待進一步完善。因此基于區塊鏈的一體化購售電平臺可先以部分地區為試點進行實踐,再進行推廣使用。


1 區塊鏈核心技術
1.1 共識機制
    共識機制算法是區塊鏈的核心技術,解決了區塊鏈即使在分布式場景中也能保證節點記賬數據的一致性。根據應用場景的不同,共識算法可以分為以工作量證明(PoW)、權益證明(PoS)和股份授權證明(DPoS )等算法為代表的適用于公鏈的共識算法和以實用拜占庭容錯(PBFT)及其變種算法為代表的適用于聯盟鏈或私有鏈的共識算法。
1.2 非對稱加密
    非對稱加密技術是由對應的一對密鑰(即公開密鑰和私有密鑰)組成的加密方法。用戶擁有一對密鑰,其中公鑰用于發送方加密要發送的信息;私鑰用于接收方解密接收到的加密內容。在得知一個密鑰的情況下無法推算出另一個密鑰。區塊鏈是使用非對稱加密的密鑰對來構建節點間信任的。


2 基于區塊鏈的一體化購售電平臺設計
2.1 系統架構設計
    一體化購售電平臺建設的重點內容是建立購售電業務流、資金流、信息流 “ 三流合一 " 的管理模式,為建設智能電網大營銷體系提供技術保障。為實現硬件設備、交易系統與電能買賣雙方之間的物理互聯、信息互聯和價值互聯,結合區塊鏈技術,本文將一體化購售電平臺的系統架構劃分為物理層、網絡層、驅動層、應用層等4層,如圖1所示。

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圖1區塊鏈一體化購售電平臺系統架構
2.2 交易流程
    一體化購售電平臺的區塊鏈交易過程主要包括提出注冊交易賬戶、電力交易需求、驗證交易信息、達成交易意向、執行交易結算等內容,以區塊鏈的方式促成并完整地記錄交易信息,保證其不可篡改、可追溯及去中心化的特性,具體流程如圖2所示。

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圖2區塊鏈購售電一體化平臺交易步驟
2.3 智能合約運行機制
    基于上述交易流程和運行機制,建立一體化購售電平臺的智能合約,包含交易時間、金額、買賣雙方、能源種類等一系列分布式能源交易信息,主要功能有需求發布、資格審核、交易確認、交易執行和交易結算。①需求發布功能:用戶通過平臺發布其購買 / 出售電量的需求,并支付一定的保證金;②資格審核功能:一體化購售電平臺自動審核用戶的身份信息,驗證交易狀態、歷史交易、違約記錄等內容;③交易確認功能:參與購售電交易的用戶進行報價,雙方達成交易意向后,平臺檢查雙方的履約能力并確認交易。交易合同一經確認,包含電量、電價、用電時段等信息的合約即由雙方自動存儲;④交易執行功能:達成購售電交易意向的用戶按合約規定的時間自動執行交易;⑤交易結算功能:交易執行后,平臺將根據合約自動進行結算。


3 系統應用成果
3.1 提升企業售電業務規范水平
    售電管理平臺集成了客戶管理、合同管理、交易管理、結算管理、偏差管理、用能管理等業務功能,實現了所有售電業務的統一開展??蛻艄芾砉δ転槠髽I實現電力客戶關系管理提供了科學的方法和依據;合同管理實現購售電合同從洽談、簽訂到執行、交割等合同業務的全過程管理,為企業提供合理的流程和業務約束以及合同管理功能。用能管理是對電力客戶電能不斷深入了解,進行用電特性分析、電量預測管理,為企業優化分配代理電
量、為客戶提供綜合節能方案、引導客戶合理用電服務,進而實現電力客戶的產業增值。交易管理幫助掌握企業與電源商和電力客戶的交易情況,實現完整閉環的購售電業務管理,保證售電公司在電力交易市場中的活力。
3.2 構建企業對外售電服務窗口
    通過網上營業廳、微信公眾號等方式,該企業構建了對外售電服務的統一窗口,在電力客戶與企業間架起一座雙向溝通的橋梁,并向客戶提供便捷個性化的服務。同時,也為企業在新興市場中加大對外宣傳、擴大市場、建立雅礱江售電品牌提供了平臺。


4 應用前景
4.1 市場化運行
    針對目前我國電力市場化運行存在的資源分配不均、省間壁壘嚴重、電價偏高等問題,建設基于區塊鏈的一體化購售電平臺,能夠完善以往的用電管理模式 , 使電力企業熟悉和了解用戶的需求, 進而采取有效的解決對策 , 為用戶解決難題。此外,區塊鏈的智能合約運行機制能有效保障平臺電能購售過程的自主、可靠運行,提升購售電交易速度,提高客戶滿意度和對用戶的服務質量,從而提升電網企業競爭力和實際效益,適應市場化改革。
4.2 電力交易安全
    針對集中式交易耗時長、易被攻擊、運行成本高,以及分布式交易缺乏監管等安全問題,建設基于區塊鏈的一體化購售電平臺,應用區塊鏈的共識機制、非對稱加密、時間戳等關鍵技術,可以實現去中心化的購售電交易,節約大量的中介成本,減少失信行為,保證數據的可追溯、完整性和不可篡改。同時,共識算法形成的強大算力可以抵御外部攻擊,保證購售電交易的安全可靠性。
4.3 競價策略
    考慮與電力市場運行有關的各類合同,如長期電量合同、月度競價電量結果、輔助服務、電力現貨等的電量約束(企業中長期“ 經營目標遞解 "結果)前提下,進行企業報價—電量的優化計算,即輸入邊際電價、供需預測曲線和來水情況參數后,利用短期優化調度程序,形成的報價與出力曲線。
4.4 電價預測
    在充分考慮市場供求關系,市場參與者大小,電力成本以及電力市場體制結構、社會經濟形勢等電價影響因素的情況下,對電力交易價格進行預測,以期準確把握市場走向,掌握市場先機,從而構造的電量、電價投標策略,獲得的利潤。


5 安科瑞為售電公司提供解決方案
    安科瑞為售電公司提供了諸多解決方案用于解決痛點問題,輔助售電公司更準確預測用戶的用電量,降低人力成本,提高服務效率,為綜合能源服務提供軟、硬件一站式服務。image.png
    
5.1 AcrelCloud-1000變電所運維云平臺
    安科瑞變電站運維云平臺依托物聯網技術以數字化手段監測數以百計的用戶變電所運行狀況,可以較低成本采集用戶變電站的數據匯集到云平臺,提供24小時不間斷的實時數據服務,包括用戶用電量歷史數據采集記錄、變電所環境參數等。通過邊緣計算網關和云平臺分析功能,充分挖掘用戶數據價值,并通過云平臺、手機APP等方式實時告知用戶配電系統存在隱患和事故,快速派單消缺搶修,便于售電公司為用戶提供快捷的服務。
5.1.1提高負荷預測精度,減少偏差考核
    運維平臺通過4G或互聯網采集用戶配電系統數據,包括電流電壓功率電能等數據,并形成日報、月報、年報以及歷史曲線、同比環比分析比較等,使售電公司掌握用戶的用電習慣和歷史數據,更準確的了解用戶實際用電量,為預測未來用電量提供依據,同時也可以為用戶提供用能數據服務。

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5.1.2閉環運維服務,降本增效
    運維平臺除了實時采集電氣數據外,還可以采集用戶變電站開關狀態、變壓器負荷率和組溫度、環境溫濕度、煙霧、浸水、視頻、門禁信息,發生異常情況會及時通過APP和短信向運維人員發出報警信息,并可生成派工單,通過GPS定位服務情況,快速排除故障,縮短故障停電時間,為用戶提供運維服務,提高用戶粘性。

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5.1.3能效分析,提供數據服務
    平臺可按照配電回路、區域、分項、部門統計日、月、年用電數據,并進行同環比分析,同時系統提供分時段電能及費用統計、實時需量、四象限電能、平均功率因數計算等功能,為用戶提供多維度數據服務。
5.1.4數據對接
    運維平臺可以和售電平臺或者其它第三方平臺數據無縫對接,實時提供電力交易競價信息,及時獲取電價信息和交易情況。
5.1.5用戶診斷報告
    運維平臺自動生成用戶用電及運行診斷報告,對用戶配電系統運行情況提供周期性診斷報告,總結配電系統運行情況,提出改進建議。
5.2 Acrel-5000Cloud能源管理云平臺
    Acrel-5000Cloud能源管理云平臺可為售電公司針對園區或者眾多用戶的綜合能源服務提供數據支持和節能建議。
平臺采集用戶電、水、氣、冷熱量等能源消耗數據和光伏、風力、儲能等新能源數據,對用能數據進行分析,按照區域、部門、用電設備類型進行細分,提供同比、環比分析比較和用能數據追溯,同時可以提供尖峰平谷各時段用能數據和報表,幫助用戶梳理能源賬單明細和制定能源績效考核。


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5.3 AcrelCloud-3200預付費管理云平臺
    隨著電改的進一步深入,除了工業企業外,未來居民用電和商業用電都會逐步開放,售電公司也會參與到居民和商業用戶的售電交易,安科瑞預付費云平臺可為售電公司提供先交費、后用電的方案,并且為用戶自助繳費提供支持。
安科瑞預付費管理云平臺為居民小區、商業綜合體、辦公樓、酒店式公寓、學生宿舍以及連鎖超市提供用電預付費和用電安全管控解決方案,目前已經成功在上述各場景得到廣泛的應用并已經穩定運行多年。

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5.4 AcrelCloud-6000安全用電管理云平臺
    用電安全是綜合能源服務的一個重要環節,保障用戶的用能安全至關重要。安全用電管理云平臺對電氣引發火災的主要因素(線纜溫度、漏電電流、負荷電流、電壓)進行數據跟蹤與統計分析,通過2G/NB-IOT/4G方式采集現場數據,及時發現電氣線路和用電設備存在的安全隱患(如:線纜溫度異常、過載、過壓、欠壓及漏電等)并通過短信、APP推送、自動語音呼叫等方式及時預警,有效防止電氣火災的發生。系統可以顯示所有監測點位的漏電電流等電氣參數和線纜溫度,并支持巡檢記錄和派單操作,提供安全隱患分析報告,實時評估企業用電安全狀態。

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5.5 AcrelCloud-9000電動車(電瓶車)充電樁運營管理云平臺
    充電樁業務越來越多出現在售電公司的業務清單中,有助于幫助售電公司平衡偏差的同時也能獲取更多利潤,相輔相成。
5.5.1資產管理
    充電樁運營管理云平臺幫助售電公司實時監測充電樁運行狀態,包括安裝地點、數量、充電樁空閑/使用狀態、故障信息等。


5.5.2交易管理
    充電樁運營管理云平臺為需要充電的用戶導航尋樁,提供預存電費充電、掃碼充電等結算方式,解決充電難、管理難和收費難的問題。
5.5.3安全管理
    近來電瓶車相關的安全和火災事故頻發,成為生命和財產安全隱患。政府部門發文對電瓶車火災的整治都放在規范停放和充電行為上。安科瑞充電樁運營管理云平臺除了資產管理和交易管理功能外,還提供充電安全管理功能,包括充電樁漏電、溫度的監測,有助于規范管理電瓶車停放和充電問題。
6 結束語
    隨著我國電力體制改革的深入開展和能源互聯網發展戰略的實施,電力行業向著智慧化、市場化的方向不斷發展。當前傳統購售電運營模式存在購電管理分散、缺乏整體管理、信息無法實時共享和反饋等問題,影響了電力企業的經營效益、工作效率和市場競爭力,本文設計應用一體化購售電平臺,對電力資源進行整體營銷,統一調度和運營。


【參考文獻】
[1]任藝,周明,李庚銀.考慮用戶需求響應的售電公司購售電決策雙層模型[J]. 電力系統自動化 ,2017,41(14):30-36.
[2]馬靜,楊斌. 電力批發市場下購售電交易策略研究綜述
[3]安科瑞企業微電網設計與應用手冊. 2020.06版


作者簡介:淮亞利,女,現任安科瑞電氣股份有限公司,主要從事于售電系統的研發與應用。


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