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技術(shù)文章

電力批發(fā)市場下購售電交易策略研究綜述與應(yīng)用

技術(shù)文章
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(cè)改革的推進(jìn),配售電業(yè)務(wù)的陸續(xù)放開,數(shù)千家獨(dú)立售電公司進(jìn)入市場,三批約500個(gè)增量配電業(yè)務(wù)試點(diǎn)持續(xù)推進(jìn),原本由電網(wǎng)公司一家獨(dú)大的供電格局逐漸被打破,為MEP(綜合能源服務(wù)商)提供了大量的機(jī)遇。在新一輪的技術(shù)革命中,分布式發(fā)電技術(shù)、能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及新能源交易方式得到快速發(fā)展,促使售電公司加快轉(zhuǎn)型為MEP ,改變了以往僅通過買賣差價(jià)賺取利潤的傳統(tǒng)模式,成為提供電力能源產(chǎn)品和能源調(diào)度的綜合服務(wù)提
供商。鑒于此,本文對電力批發(fā)市場下購售電交易策略進(jìn)行分析,以供參考。
關(guān)鍵詞:區(qū)塊鏈;智能合約;一體化購售電;交易機(jī)制


0引言
    區(qū)塊鏈技術(shù)在我國電力行業(yè)的應(yīng)用尚處于理論研究階段,對于區(qū)塊鏈處理大規(guī)模交易時(shí)的抗壓能力、交易延時(shí)等問題仍需進(jìn)行深入探索,相關(guān)法律法規(guī)和監(jiān)管措施也有待進(jìn)一步完善。因此基于區(qū)塊鏈的一體化購售電平臺可先以部分地區(qū)為試點(diǎn)進(jìn)行實(shí)踐,再進(jìn)行推廣使用。


1 區(qū)塊鏈核心技術(shù)
1.1 共識機(jī)制
    共識機(jī)制算法是區(qū)塊鏈的核心技術(shù),解決了區(qū)塊鏈即使在分布式場景中也能保證節(jié)點(diǎn)記賬數(shù)據(jù)的一致性。根據(jù)應(yīng)用場景的不同,共識算法可以分為以工作量證明(PoW)、權(quán)益證明(PoS)和股份授權(quán)證明(DPoS )等算法為代表的適用于公鏈的共識算法和以實(shí)用拜占庭容錯(cuò)(PBFT)及其變種算法為代表的適用于聯(lián)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(shù)是由對應(yīng)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(fā)送方加密要發(fā)送的信息;私鑰用于接收方解密接收到的加密內(nèi)容。在得知一個(gè)密鑰的情況下無法推算出另一個(gè)密鑰。區(qū)塊鏈?zhǔn)鞘褂梅菍ΨQ加密的密鑰對來構(gòu)建節(jié)點(diǎn)間信任的。


2 基于區(qū)塊鏈的一體化購售電平臺設(shè)計(jì)
2.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)
    一體化購售電平臺建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容是建立購售電業(yè)務(wù)流、資金流、信息流 “ 三流合一 " 的管理模式,為建設(shè)智能電網(wǎng)大營銷體系提供技術(shù)保障。為實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)備、交易系統(tǒng)與電能買賣雙方之間的物理互聯(lián)、信息互聯(lián)和價(jià)值互聯(lián),結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù),本文將一體化購售電平臺的系統(tǒng)架構(gòu)劃分為物理層、網(wǎng)絡(luò)層、驅(qū)動(dòng)層、應(yīng)用層等4層,如圖1所示。

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圖1區(qū)塊鏈一體化購售電平臺系統(tǒng)架構(gòu)
2.2 交易流程
    一體化購售電平臺的區(qū)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(yàn)證交易信息、達(dá)成交易意向、執(zhí)行交易結(jié)算等內(nèi)容,以區(qū)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(qū)塊鏈購售電一體化平臺交易步驟
2.3 智能合約運(yùn)行機(jī)制
    基于上述交易流程和運(yùn)行機(jī)制,建立一體化購售電平臺的智能合約,包含交易時(shí)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(fā)布、資格審核、交易確認(rèn)、交易執(zhí)行和交易結(jié)算。①需求發(fā)布功能:用戶通過平臺發(fā)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(dòng)審核用戶的身份信息,驗(yàn)證交易狀態(tài)、歷史交易、違約記錄等內(nèi)容;③交易確認(rèn)功能:參與購售電交易的用戶進(jìn)行報(bào)價(jià),雙方達(dá)成交易意向后,平臺檢查雙方的履約能力并確認(rèn)交易。交易合同一經(jīng)確認(rèn),包含電量、電價(jià)、用電時(shí)段等信息的合約即由雙方自動(dòng)存儲;④交易執(zhí)行功能:達(dá)成購售電交易意向的用戶按合約規(guī)定的時(shí)間自動(dòng)執(zhí)行交易;⑤交易結(jié)算功能:交易執(zhí)行后,平臺將根據(jù)合約自動(dòng)進(jìn)行結(jié)算。


3 系統(tǒng)應(yīng)用成果
3.1 提升企業(yè)售電業(yè)務(wù)規(guī)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(jié)算管理、偏差管理、用能管理等業(yè)務(wù)功能,實(shí)現(xiàn)了所有售電業(yè)務(wù)的統(tǒng)一開展??蛻艄芾砉δ転槠髽I(yè)實(shí)現(xiàn)電力客戶關(guān)系管理提供了科學(xué)的方法和依據(jù);合同管理實(shí)現(xiàn)購售電合同從洽談、簽訂到執(zhí)行、交割等合同業(yè)務(wù)的全過程管理,為企業(yè)提供合理的流程和業(yè)務(wù)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(jìn)行用電特性分析、電量預(yù)測管理,為企業(yè)優(yōu)化分配代理電
量、為客戶提供綜合節(jié)能方案、引導(dǎo)客戶合理用電服務(wù),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電力客戶的產(chǎn)業(yè)增值。交易管理幫助掌握企業(yè)與電源商和電力客戶的交易情況,實(shí)現(xiàn)完整閉環(huán)的購售電業(yè)務(wù)管理,保證售電公司在電力交易市場中的活力。
3.2 構(gòu)建企業(yè)對外售電服務(wù)窗口
    通過網(wǎng)上營業(yè)廳、微信公眾號等方式,該企業(yè)構(gòu)建了對外售電服務(wù)的統(tǒng)一窗口,在電力客戶與企業(yè)間架起一座雙向溝通的橋梁,并向客戶提供便捷個(gè)性化的服務(wù)。同時(shí),也為企業(yè)在新興市場中加大對外宣傳、擴(kuò)大市場、建立雅礱江售電品牌提供了平臺。


4 應(yīng)用前景
4.1 市場化運(yùn)行
    針對目前我國電力市場化運(yùn)行存在的資源分配不均、省間壁壘嚴(yán)重、電價(jià)偏高等問題,建設(shè)基于區(qū)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(yè)熟悉和了解用戶的需求, 進(jìn)而采取有效的解決對策 , 為用戶解決難題。此外,區(qū)塊鏈的智能合約運(yùn)行機(jī)制能有效保障平臺電能購售過程的自主、可靠運(yùn)行,提升購售電交易速度,提高客戶滿意度和對用戶的服務(wù)質(zhì)量,從而提升電網(wǎng)企業(yè)競爭力和實(shí)際效益,適應(yīng)市場化改革。
4.2 電力交易安全
    針對集中式交易耗時(shí)長、易被攻擊、運(yùn)行成本高,以及分布式交易缺乏監(jiān)管等安全問題,建設(shè)基于區(qū)塊鏈的一體化購售電平臺,應(yīng)用區(qū)塊鏈的共識機(jī)制、非對稱加密、時(shí)間戳等關(guān)鍵技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)去中心化的購售電交易,節(jié)約大量的中介成本,減少失信行為,保證數(shù)據(jù)的可追溯、完整性和不可篡改。同時(shí),共識算法形成的強(qiáng)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(jià)策略
    考慮與電力市場運(yùn)行有關(guān)的各類合同,如長期電量合同、月度競價(jià)電量結(jié)果、輔助服務(wù)、電力現(xiàn)貨等的電量約束(企業(yè)中長期“ 經(jīng)營目標(biāo)遞解 "結(jié)果)前提下,進(jìn)行企業(yè)報(bào)價(jià)—電量的優(yōu)化計(jì)算,即輸入邊際電價(jià)、供需預(yù)測曲線和來水情況參數(shù)后,利用短期優(yōu)化調(diào)度程序,形成的報(bào)價(jià)與出力曲線。
4.4 電價(jià)預(yù)測
    在充分考慮市場供求關(guān)系,市場參與者大小,電力成本以及電力市場體制結(jié)構(gòu)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)形勢等電價(jià)影響因素的情況下,對電力交易價(jià)格進(jìn)行預(yù)測,以期準(zhǔn)確把握市場走向,掌握市場先機(jī),從而構(gòu)造的電量、電價(jià)投標(biāo)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(diǎn)問題,輔助售電公司更準(zhǔn)確預(yù)測用戶的用電量,降低人力成本,提高服務(wù)效率,為綜合能源服務(wù)提供軟、硬件一站式服務(wù)。image.png
    
5.1 AcrelCloud-1000變電所運(yùn)維云平臺
    安科瑞變電站運(yùn)維云平臺依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以數(shù)字化手段監(jiān)測數(shù)以百計(jì)的用戶變電所運(yùn)行狀況,可以較低成本采集用戶變電站的數(shù)據(jù)匯集到云平臺,提供24小時(shí)不間斷的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù),包括用戶用電量歷史數(shù)據(jù)采集記錄、變電所環(huán)境參數(shù)等。通過邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)和云平臺分析功能,充分挖掘用戶數(shù)據(jù)價(jià)值,并通過云平臺、手機(jī)APP等方式實(shí)時(shí)告知用戶配電系統(tǒng)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(wù)。
5.1.1提高負(fù)荷預(yù)測精度,減少偏差考核
    運(yùn)維平臺通過4G或互聯(lián)網(wǎng)采集用戶配電系統(tǒng)數(shù)據(jù),包括電流電壓功率電能等數(shù)據(jù),并形成日報(bào)、月報(bào)、年報(bào)以及歷史曲線、同比環(huán)比分析比較等,使售電公司掌握用戶的用電習(xí)慣和歷史數(shù)據(jù),更準(zhǔn)確的了解用戶實(shí)際用電量,為預(yù)測未來用電量提供依據(jù),同時(shí)也可以為用戶提供用能數(shù)據(jù)服務(wù)。

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5.1.2閉環(huán)運(yùn)維服務(wù),降本增效
    運(yùn)維平臺除了實(shí)時(shí)采集電氣數(shù)據(jù)外,還可以采集用戶變電站開關(guān)狀態(tài)、變壓器負(fù)荷率和組溫度、環(huán)境溫濕度、煙霧、浸水、視頻、門禁信息,發(fā)生異常情況會(huì)及時(shí)通過APP和短信向運(yùn)維人員發(fā)出報(bào)警信息,并可生成派工單,通過GPS定位服務(wù)情況,快速排除故障,縮短故障停電時(shí)間,為用戶提供運(yùn)維服務(wù),提高用戶粘性。

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5.1.3能效分析,提供數(shù)據(jù)服務(wù)
    平臺可按照配電回路、區(qū)域、分項(xiàng)、部門統(tǒng)計(jì)日、月、年用電數(shù)據(jù),并進(jìn)行同環(huán)比分析,同時(shí)系統(tǒng)提供分時(shí)段電能及費(fèi)用統(tǒng)計(jì)、實(shí)時(shí)需量、四象限電能、平均功率因數(shù)計(jì)算等功能,為用戶提供多維度數(shù)據(jù)服務(wù)。
5.1.4數(shù)據(jù)對接
    運(yùn)維平臺可以和售電平臺或者其它第三方平臺數(shù)據(jù)無縫對接,實(shí)時(shí)提供電力交易競價(jià)信息,及時(shí)獲取電價(jià)信息和交易情況。
5.1.5用戶診斷報(bào)告
    運(yùn)維平臺自動(dòng)生成用戶用電及運(yùn)行診斷報(bào)告,對用戶配電系統(tǒng)運(yùn)行情況提供周期性診斷報(bào)告,總結(jié)配電系統(tǒng)運(yùn)行情況,提出改進(jìn)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(qū)或者眾多用戶的綜合能源服務(wù)提供數(shù)據(jù)支持和節(jié)能建議。
平臺采集用戶電、水、氣、冷熱量等能源消耗數(shù)據(jù)和光伏、風(fēng)力、儲能等新能源數(shù)據(jù),對用能數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,按照區(qū)域、部門、用電設(shè)備類型進(jìn)行細(xì)分,提供同比、環(huán)比分析比較和用能數(shù)據(jù)追溯,同時(shí)可以提供尖峰平谷各時(shí)段用能數(shù)據(jù)和報(bào)表,幫助用戶梳理能源賬單明細(xì)和制定能源績效考核。


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5.3 AcrelCloud-3200預(yù)付費(fèi)管理云平臺
    隨著電改的進(jìn)一步深入,除了工業(yè)企業(yè)外,未來居民用電和商業(yè)用電都會(huì)逐步開放,售電公司也會(huì)參與到居民和商業(yè)用戶的售電交易,安科瑞預(yù)付費(fèi)云平臺可為售電公司提供先交費(fèi)、后用電的方案,并且為用戶自助繳費(fèi)提供支持。
安科瑞預(yù)付費(fèi)管理云平臺為居民小區(qū)、商業(yè)綜合體、辦公樓、酒店式公寓、學(xué)生宿舍以及連鎖超市提供用電預(yù)付費(fèi)和用電安全管控解決方案,目前已經(jīng)成功在上述各場景得到廣泛的應(yīng)用并已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)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(wù)的一個(gè)重要環(huán)節(jié),保障用戶的用能安全至關(guān)重要。安全用電管理云平臺對電氣引發(fā)火災(zāi)的主要因素(線纜溫度、漏電電流、負(fù)荷電流、電壓)進(jìn)行數(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計(jì)分析,通過2G/NB-IOT/4G方式采集現(xiàn)場數(shù)據(jù),及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣線路和用電設(shè)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(dòng)語音呼叫等方式及時(shí)預(yù)警,有效防止電氣火災(zāi)的發(fā)生。系統(tǒng)可以顯示所有監(jiān)測點(diǎn)位的漏電電流等電氣參數(shù)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(bào)告,實(shí)時(shí)評估企業(yè)用電安全狀態(tài)。

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5.5 AcrelCloud-9000電動(dòng)車(電瓶車)充電樁運(yùn)營管理云平臺
    充電樁業(yè)務(wù)越來越多出現(xiàn)在售電公司的業(yè)務(wù)清單中,有助于幫助售電公司平衡偏差的同時(shí)也能獲取更多利潤,相輔相成。
5.5.1資產(chǎn)管理
    充電樁運(yùn)營管理云平臺幫助售電公司實(shí)時(shí)監(jiān)測充電樁運(yùn)行狀態(tài),包括安裝地點(diǎn)、數(shù)量、充電樁空閑/使用狀態(tài)、故障信息等。


5.5.2交易管理
    充電樁運(yùn)營管理云平臺為需要充電的用戶導(dǎo)航尋樁,提供預(yù)存電費(fèi)充電、掃碼充電等結(jié)算方式,解決充電難、管理難和收費(fèi)難的問題。
5.5.3安全管理
    近來電瓶車相關(guān)的安全和火災(zāi)事故頻發(fā),成為生命和財(cái)產(chǎn)安全隱患。部門發(fā)文對電瓶車火災(zāi)的整治都放在規(guī)范停放和充電行為上。安科瑞充電樁運(yùn)營管理云平臺除了資產(chǎn)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(jiān)測,有助于規(guī)范管理電瓶車停放和充電問題。
6 結(jié)束語
    隨著我國電力體制改革的深入開展和能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施,電力行業(yè)向著智慧化、市場化的方向不斷發(fā)展。當(dāng)前傳統(tǒng)購售電運(yùn)營模式存在購電管理分散、缺乏整體管理、信息無法實(shí)時(shí)共享和反饋等問題,影響了電力企業(yè)的經(jīng)營效益、工作效率和市場競爭力,本文設(shè)計(jì)應(yīng)用一體化購售電平臺,對電力資源進(jìn)行整體營銷,統(tǒng)一調(diào)度和運(yùn)營。


【參考文獻(xiàn)】
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作者簡介:淮亞利,女,現(xiàn)任安科瑞電氣股份有限公司,主要從事于售電系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用。


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