01

電力現(xiàn)貨業(yè)務(wù)背景

根據(jù)發(fā)改辦能源〔2017〕1453號(hào)文《國(guó)家發(fā)展改革委辦公廳國(guó)家能源局綜合司關(guān)于開展電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)試點(diǎn)工作的通知》，確定了廣東、浙江、山東、蒙西、四川、山西、甘肅、福建等8個(gè)電力現(xiàn)貨試點(diǎn)。通知要求試點(diǎn)地區(qū)應(yīng)圍繞形成日內(nèi)分時(shí)電價(jià)機(jī)制，在明確現(xiàn)貨市場(chǎng)優(yōu)化目標(biāo)的基礎(chǔ)上，建立安全約束下的現(xiàn)貨市場(chǎng)出清機(jī)制和阻塞管理機(jī)制；組織市場(chǎng)主體開展日前、日內(nèi)、實(shí)時(shí)電能量交易，實(shí)現(xiàn)調(diào)度運(yùn)行和市場(chǎng)交易有機(jī)銜接，促進(jìn)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行和市場(chǎng)有效運(yùn)行，形成體現(xiàn)時(shí)間和位置特性的電能量商品價(jià)格，為市場(chǎng)主體提供反映市場(chǎng)供需和生產(chǎn)成本的價(jià)格信號(hào)。

根據(jù)廣東電力交易中心報(bào)告資料，2019 年，廣東電力市場(chǎng)交易規(guī)模穩(wěn)步擴(kuò)大，年累計(jì)交易電量約2000 億千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)26%左右，市場(chǎng)主體約20000 家，節(jié)約用戶用電成本78.4 億元，累計(jì)降低煤耗169.1 萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放449.9 萬(wàn)噸，降低社會(huì)發(fā)電成本約13.5 億元。5 月15-16 日、6 月20-23 日，10月21-27日，廣東電力現(xiàn)貨市場(chǎng)在全國(guó)范圍內(nèi)首先投入結(jié)算試運(yùn)行，市場(chǎng)主體第一次用節(jié)點(diǎn)電價(jià)結(jié)算，這是現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)的重要里程碑。

現(xiàn)貨結(jié)算試運(yùn)行初步驗(yàn)證了現(xiàn)貨交易市場(chǎng)規(guī)則的可行性、技術(shù)系統(tǒng)的可靠性以及業(yè)務(wù)流程的合理性。

02

現(xiàn)貨業(yè)務(wù)的特點(diǎn)與痛點(diǎn)

電力現(xiàn)貨交易類型主要包含日前交易、日內(nèi)交易、實(shí)時(shí)交易三種交易類型，廣東交易中心當(dāng)前只開展了日前交易和實(shí)時(shí)交易。

日前交易市場(chǎng)是充分考慮次日電網(wǎng)運(yùn)行邊界條件以及物理約束機(jī)制，通過(guò)集中優(yōu)化，以發(fā)電費(fèi)用低為優(yōu)化目標(biāo)，確定次日的機(jī)組組合以及發(fā)電出力曲線，實(shí)現(xiàn)電力電量平衡、電網(wǎng)安全管理和資源優(yōu)化配置的市場(chǎng)。

實(shí)時(shí)交易市場(chǎng)是通過(guò)安全經(jīng)濟(jì)調(diào)度，實(shí)現(xiàn)電力實(shí)時(shí)平衡的市場(chǎng)化調(diào)節(jié)以及電網(wǎng)安全約束的市場(chǎng)化調(diào)整，針對(duì)電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況與日前預(yù)測(cè)的偏差，對(duì)發(fā)電機(jī)組的出力按照經(jīng)濟(jì)原則進(jìn)行調(diào)整的市場(chǎng)。

廣東市場(chǎng)目前采用的基于差價(jià)合約和曲線分解的中長(zhǎng)期交易模式，可有效的匹配集中式現(xiàn)貨市場(chǎng)。相比原來(lái)的月度競(jìng)價(jià)，現(xiàn)貨的出現(xiàn)給市場(chǎng)帶來(lái)了很多變化，例如：

交易類型增多

由于現(xiàn)貨市場(chǎng)的引入出現(xiàn)了很多新的交易方式，如中長(zhǎng)期加現(xiàn)貨雙邊協(xié)商交易（不定期），集中競(jìng)價(jià)交易（年月周），掛牌交易（周）等。在日前和實(shí)時(shí)市場(chǎng)上，日前市場(chǎng)用戶側(cè)報(bào)量不報(bào)價(jià)，而實(shí)時(shí)市場(chǎng)則用于偏差調(diào)整計(jì)算，不需要申報(bào)價(jià)格。對(duì)交易人員來(lái)說(shuō)每天必須要做一次日前申報(bào)，每周有1到3次中長(zhǎng)期交易申報(bào)，而且各種交易類型混合進(jìn)行，原來(lái)手工操作EXCEL等方式根本無(wú)法滿足原先交易要求。

圖1 電力市場(chǎng)交易類型

（引自《廣東電力市場(chǎng)中長(zhǎng)期交易實(shí)施細(xì)則》宣貫培訓(xùn)材料）

曲線數(shù)據(jù)擬合工作量大

無(wú)論中長(zhǎng)期交易還是現(xiàn)貨交易，都需要申報(bào)交易曲線。以中長(zhǎng)期為例，一個(gè)長(zhǎng)協(xié)交易需要申報(bào)的數(shù)據(jù)不只是總電量，還有月電量、日電量、小時(shí)電量?，F(xiàn)貨市場(chǎng)更是需要按48點(diǎn)、96點(diǎn)這樣的頻度來(lái)申報(bào)交易電量。電量曲線的擬合靠人工已經(jīng)完全不能勝任。

圖2 中長(zhǎng)期交易分解圖

（引自《廣東電力市場(chǎng)中長(zhǎng)期交易實(shí)施細(xì)則》宣貫培訓(xùn)材料）

交易考慮的要素多

開展電力現(xiàn)貨交易后，各種交易約束機(jī)制，對(duì)交易人員決策帶來(lái)很大的難度，不依賴計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)難以完成各種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和快速運(yùn)算。如價(jià)格約束，競(jìng)價(jià)價(jià)格上下限受上一交易日綜合價(jià)格約束；電量約束，申報(bào)的電量設(shè)定上下量，月度凈合約與累計(jì)交易量和履約保函金額都相關(guān)。

結(jié)算模式更復(fù)雜

開展現(xiàn)貨交易后，現(xiàn)貨交易結(jié)算與原來(lái)的中長(zhǎng)期結(jié)算相比，結(jié)算的頻率和復(fù)雜性成倍增加。如與交易中心結(jié)算從月結(jié)算到日結(jié)算，交易時(shí)序多樣化，結(jié)算的工作更加復(fù)雜，結(jié)算頻率也更高。同時(shí)，與客戶結(jié)算從簡(jiǎn)單差價(jià)分成轉(zhuǎn)為多種模式聯(lián)動(dòng)結(jié)算，如量?jī)r(jià)聯(lián)動(dòng)、固定價(jià)格、實(shí)際用電比例分成等多種模式，使得交易結(jié)算更加復(fù)雜。

03

平臺(tái)優(yōu)化設(shè)計(jì)思路

針對(duì)現(xiàn)貨交易的痛點(diǎn)和難點(diǎn)，基于售電側(cè)交易平臺(tái)，筆者提出了一系列應(yīng)對(duì)策略：以交易者的體驗(yàn)為核心，簡(jiǎn)化操作步驟，增加交易信息提醒，增加智能化策略實(shí)現(xiàn)曲線分解，降低交易者的工作強(qiáng)度，梳理出各種交易約束參數(shù)，輕松面對(duì)復(fù)雜的交易限制，助力交易者快速做出交易判斷。具體如下表1：

表1 應(yīng)對(duì)策略

平臺(tái)總體設(shè)計(jì)思路，立足于電力現(xiàn)貨交易特點(diǎn)和售電公司業(yè)務(wù)痛點(diǎn)，以滿足“中長(zhǎng)期+現(xiàn)貨”的電力市場(chǎng)為目標(biāo)，進(jìn)行針對(duì)性的優(yōu)化互動(dòng)設(shè)計(jì)，幫助售電公司業(yè)務(wù)及交易人員更加方便快捷操作，在關(guān)鍵業(yè)務(wù)流程中幫助使用者快速準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)操作，并利用歷史數(shù)據(jù)分析預(yù)測(cè)助力交易人員快速制定操盤策略。

交易工作臺(tái)讓交易更便捷

現(xiàn)貨模式下，交易類型多、交易頻度大，需要通過(guò)交易日歷編排方式提示每日交易的類型和時(shí)間，讓每天的交易工作一目了然，同時(shí)可及時(shí)提醒交易人員當(dāng)天需要操作的內(nèi)容，防止遺忘。交易結(jié)束后可查詢交易結(jié)果，內(nèi)容包括交易實(shí)時(shí)電量、交易電價(jià)、交易標(biāo)的等信息，方便交易人員實(shí)時(shí)評(píng)估。

圖3 交易日歷

電量曲線分解與擬合提高工作效率

在“現(xiàn)貨+中長(zhǎng)期”模式下，常用電量曲線比較多，給交易人員帶來(lái)很大操作難度。協(xié)商交易的年度、月度、日度，集合競(jìng)價(jià)交易采用常用分解曲線，按日常用分解曲線（D1、D2 、D3）將日電量分解為 24 小時(shí)電量曲線。

通常根據(jù)統(tǒng)調(diào)歷史負(fù)荷確定年度分月電量比例（Y）和月度分日比例（M），將年度電量分解至分月、分日電量，再按日常用分解曲線（D1、D2 或 D3），將日電量分解為 24 小時(shí)電量曲線，即年度常用分解曲線包括Y+M+D1、Y+M+D2、Y+M+D3 三種形式。月度常用分解曲線，按照月度分日比例（M），將月度合約電量分解至日電量，再按日常用分解曲線（D1、D2 或D3），將日電量分解為 24 小時(shí)電量曲線，即月度常用分解曲線有 M+D1、M+D2、M+D3 三種形式。日分時(shí)電量又按不同的曲線類型進(jìn)行分解，全天平均曲線 D1將日電量平均分解為 24 小時(shí)電量曲線。

在做各種交易準(zhǔn)備之前，平臺(tái)可提供多種電量分配策略，只要選擇年度交易電量分配模式可直接按照日平均或按上年交易各時(shí)序電量比例進(jìn)行分配。只需輸入總電量，自動(dòng)按歷史交易情況曲線進(jìn)行分解到日到24點(diǎn)自動(dòng)擬合出已經(jīng)成交曲線，自動(dòng)按設(shè)定的曲線分解規(guī)則進(jìn)行電量曲線分解到日和時(shí)，對(duì)超出需求曲線部分進(jìn)行提示，電量分配實(shí)現(xiàn)一鍵操作?？蛇x擇模式有按歷史電量比例、平均電量分配、負(fù)荷預(yù)測(cè)電量比例自動(dòng)分配等多種自動(dòng)分配模式。

基于數(shù)據(jù)分析的交易策略制定

現(xiàn)貨日前交易主要受供求關(guān)系影響，由于發(fā)電側(cè)供應(yīng)相對(duì)固定，所以預(yù)測(cè)需求變得非常重要。

日前交易根據(jù)歷史用電量情況、天氣因素等情況進(jìn)行電量負(fù)荷預(yù)測(cè)，生成次日實(shí)時(shí)需求電量明細(xì)曲線，日前交易更依賴短期負(fù)荷預(yù)測(cè)為依據(jù)測(cè)算出需求進(jìn)行申報(bào)，判斷負(fù)荷高峰和低谷時(shí)段，需求電量的預(yù)判是否進(jìn)行適當(dāng)套利操作等。

（1）判斷P實(shí)時(shí)>P日前時(shí)，一般為負(fù)荷高峰時(shí)段，通過(guò)減少負(fù)荷或者在日前市場(chǎng)故意多報(bào)用電需求套利。

（2）P實(shí)時(shí)

用戶短期負(fù)荷預(yù)測(cè)

當(dāng)前短期負(fù)荷預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)充分適應(yīng)現(xiàn)貨條件下對(duì)每戶的個(gè)性化設(shè)定，并采用多種算法訓(xùn)練的結(jié)果。通過(guò)獲取企業(yè)的歷史日電量以及用戶生產(chǎn)計(jì)劃、天氣因素、生產(chǎn)檢修等綜合因素進(jìn)行分析，預(yù)測(cè)未來(lái)周期范圍內(nèi)的電量值，短期負(fù)荷預(yù)測(cè)包括日預(yù)測(cè)和時(shí)序預(yù)測(cè)，日預(yù)測(cè)可采用相似日、隨機(jī)森林、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、綜合算法等。

日電量預(yù)測(cè)，可采用相似日算法，根據(jù)歷史電量、歷史生產(chǎn)計(jì)劃、溫度作為輸入因子，由于工業(yè)和商業(yè)用戶對(duì)各因子相關(guān)性不同，不同用戶的因子可以調(diào)整并固化，主要用于月度售電交易。時(shí)序電量預(yù)測(cè)（如24,96點(diǎn)），可采用多種短期電量預(yù)測(cè)算法進(jìn)行預(yù)測(cè)，如以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為主，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和多種算法的匹配給出滿意的算法組合，用于周交易和日前交易預(yù)測(cè)。

圖4 預(yù)測(cè)曲線

多種結(jié)算規(guī)則支持

依據(jù)關(guān)口計(jì)量數(shù)據(jù)、交易數(shù)據(jù)，按結(jié)算規(guī)則進(jìn)行計(jì)算，生成電能結(jié)算結(jié)果。電能結(jié)算包括中長(zhǎng)期合約結(jié)算、月度競(jìng)價(jià)結(jié)算和掛牌交易結(jié)算，包含對(duì)按日清算和按月結(jié)算的支持。

圖5 結(jié)算類型

（1）日清算

按交易中心規(guī)定的日清算周期，平臺(tái)將基于直購(gòu)或代理的售電交易日自動(dòng)計(jì)算清算數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)包括中長(zhǎng)期交易電量電費(fèi)、日前市場(chǎng)電量電費(fèi)、實(shí)時(shí)市場(chǎng)電量電費(fèi)、偏差電量電費(fèi)、用戶總電量電費(fèi)等，以及24小時(shí)的成交價(jià)格，以圖表方式快速展示出市場(chǎng)行情和日收益清算情況。

（2）月結(jié)算

平臺(tái)的用戶月度結(jié)算功能可快速對(duì)月底交易數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，包括中長(zhǎng)期交易電量電費(fèi)、日前市場(chǎng)電量電費(fèi)，實(shí)時(shí)市場(chǎng)電量電費(fèi)、偏差電量電費(fèi)、市場(chǎng)返回費(fèi)用、市場(chǎng)分?jǐn)傎M(fèi)用、用戶總電量電費(fèi) 、對(duì)用戶實(shí)際用電量的結(jié)算、長(zhǎng)協(xié)電量、競(jìng)價(jià)電量以及偏差電量按協(xié)議要求、競(jìng)價(jià)成交價(jià)差結(jié)算。為客戶、代理商不同對(duì)象分別生成月清算單，作為資金結(jié)算依據(jù)，客戶和代理商以及公司結(jié)算員對(duì)各自收益一目了然，收益數(shù)據(jù)清晰核對(duì)。

04

展望

電力現(xiàn)貨市場(chǎng)售電側(cè)平臺(tái)以優(yōu)化體驗(yàn)為核心，切實(shí)幫助客戶解決實(shí)際問題，幫助交易者提升工作效率，輔助交易決策者進(jìn)行市場(chǎng)判斷，未來(lái)結(jié)合大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)等前衛(wèi)技術(shù)，將為交易者帶來(lái)更智能的預(yù)判和指引。