新一代電力市場交易平臺架構探討
引言：國家電網公司的電力市場交易平臺經歷過十一五和十二五兩個時期。十一五初期交易中心剛剛成立，建立了三級交易平臺，為發電企業單邊側...
引言：
國家電網公司的電力市場交易平臺經歷過“十一五”和“十二五”兩個時期。“十一五”初期交易中心剛剛成立，建立了三級交易平臺，為發電企業單邊側的市場競價提供交易服務支撐;“十二五”期間，電力用戶直接交易成為國內電力市場改革的重要內容，采用統一設計、兩級部署的架構，建立了提供支撐多類用戶同時參與競爭的統一電力市場交易平臺，實現了國網經營范圍內共32家交易中心全業務流程的在線運作。隨著2015年中發9號文件及相關電改配套文件的發布和售電側市場的放開，要求交易機構逐步提高交易平臺自動化、信息化水平，確保所有市場主體依法依規在平臺上公開、公平、公正的開展各類市場交易。
為此，本文分析了電改對新一代平臺提出的總體設計要求，借鑒了部分國外電力交易平臺和國內類似行業交易平臺的設計思路和理念，結合國內電力市場運營的特點，提出了適應我國電力市場特色四大應用的業務架構，以及兩級市場協作的平臺架構體系設計思路，并對未來要開展研究的關鍵技術進行了分析討論。
1 總體設計要求
1.1 “現貨+中長期”市場
中發9號文件配套文件明確提出，我國電力市場建設目標是“現貨交易發現價格，中長期交易規避風險”的現貨和中長期交易相結合的市場化電力電量平衡模式。未來國內市場的發展必然是以“現貨+中長期”市場聯合運營的模式，要求平臺必須進一步支撐電力現貨和中長期等多周期、多品種合約的交易和結算模式。
1.2 面向互聯網的高并發訪問
截至2017年5月，統一市場交易平臺上注冊的市場成員數已超過3.7萬家。隨著售電側市場和低壓側電力用戶的放開，市場成員接入數量將呈幾何級增長，預計電力用戶和售電主體的注冊數量將大幅度增長，電壓等級10千伏及以上潛在用戶約1400萬戶。因此，新一代交易平臺需要從基礎技術架構著手，研究設計海量市場成員用戶接入和并發訪問能力。
1.3 標準化的市場模型
目前交易平臺已對多層次市場模型統一管理，支撐了交易、計劃、結算、合同等核心交易業務，考慮到新一輪售電側及未來市場化改革要求，市場模型將需要進一步完善售電商、配電公司及輸電商等模型，以及市場模型與電網物理模型無縫關聯。
1.4 外部系統信息交換
建立電力交易平臺與市場成員信息數據的交換機制，提供面向“服務”的信息交換接口，并約定信息交換的通信模式、通信方式，以及信息交換的格式。未來隨著電力市場業務的不斷變化，還需要對信息交換接口進行動態擴展和擴充。
1.5 交易安全保障
電力交易直接面向全社會廣大的客戶，交易數據機密敏感，必須能夠在互聯網上被安全、可靠地訪問。新一代電力交易平臺的安全保護等級為三級，要求按照GB/T 22239-2008《信息安全技術信息系統安全等級保護基本要求》及 “分區分域、安全接入、動態感知、全面防護”的安全策略，對系統安全進行安全防護設計。
2四大業務應用架構
根據總體設計要求，新一代交易平臺建議從以下四類業務應用的角度進行業務架構的重構。
1)電力商品交易應用：電力商品應建立相應的市場，形成從中長期到短期，再到日前和實時的完整交易體系，實現對容量、電能、輔助服務、綠色能源證書等多種電力商品的交易組織和市場運營。總部與省市交易中心間通過標準、規范的兩級業務協作的流程和管控手段，無縫的開展電力商品的交易、合約以及電能計劃兩級業務互動。
2)市場結算應用：電能結算業務是交易運營的重要環節，未來不僅要支撐多電力商品的日清、周清和月結算工作，還要支撐對電量、電力、容量多種商品標的結算能力。必須建立相對獨立和統一的結算子系統，支撐對包括發電廠、電力用戶、分布式電源用戶以及售電商等全口徑的市場成員結算工作。
3)市場服務應用：是面向各類市場主體提供統一服務的窗口。一是對各類市場主體進行注冊、入市、變更、注銷、退市的全生命周期管控，管理各類市場主體模型關系;二是提供在線一站式服務，滿足市場成員對種類業務安全、便捷辦理需求;三是為各類市場主體和監管機構提供信息披露和信息報送服務，實現與市場成員的友好互動。
4)市場分析應用：市場運行狀況復雜多變，需要掌握市場運營情況，發現風險和預測市場走勢是市場交易工作的一項重要內容。通過對事前、事中、事后的全周期范圍的分析，以及實時信息的收集、大數據挖掘分析等技術，開展在線交易全業務過程的監控和預警分析，實現對市場行為的反演分析能力，為對電力市場分析和監管提供技術數據，確保市場健康有序的運營。
因此，本文以我國電力市場業務發展需求為基礎，對電力商品交易、統一高效的市場結算、友好互動的市場服務和多維分層的市場分析四大應用進行了創新性的重構設計，實現了各業務應用相對獨立的部署。
圖1 新一代電力交易平臺技術架構
3基于“云”架構的交易平臺
首次提出了以“云”為技術架構基礎，以大數據技術為業務分析基礎，以微服務為應用組件中心，以移動應用為擴展服務渠道的新一代電力交易平臺。如圖1所示架構從下到上主要包括云基礎設施層(IaaS)、云平臺層(PaaS)、云應用層(SaaS)、云終端層，以及相應安全和維護體系。平臺采用C/S(Client/Server)+B/S(Browser/Server)混合應用架構，C/S主要支撐交易中心內部業務，B/S主要支撐市場成員的交互以及表單和流程類應用。利用云服務向業務應用提供彈性伸縮和高可性保障，將各地的交易規則細分為不同的“交易微服務”，未來交易規則發生變化時，只需要通過對微服務進行細微的升級調整就能適應市場快速發展的需求。
在與外部系統的交互方面，首次設計了支持面向市場成員技術支持系統的交互服務，借助公司的電力市場運營技術實驗室，可在新一代交易平臺上開展市場模擬推演、仿真實驗、新技術驗證、功能和性能驗證，未來還可以向廣大市場成員開放交易員培訓、考試認證和實驗模擬等服務。
新一代平臺適應在未來業務快速發展時對軟、硬件資源需求的彈性擴展，不僅可以支撐我國特有的兩級市場交易體系，未來還可以實現多個省市和地區超過萬級的用戶在線交易的能力，保障超過3萬億的電量的高效結算。
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