发电厂竞价上网决策支持系统设计

发电厂竞价上网决策支持系统设计0引言放松管制、引入竞争、实现电力工业市场化是电力工业发展进程中的一次深刻革命。随着市场化改革的不断深入，以计划发电、统一核算为规划的传统发电企业生产、经营模式已不再适应新形式的要求。如何在激烈的市场竞争环境下获得更好的社会和经济效益，已经成为发电企业迫切需要解决的问题。建立电力市场需要一系列的技术支持。作为市场成员之一的发电企业，如何开展合理有序的市场竞争并在竞争中实现资源的优化配置、降低发电成本和取得最大利润，需要发电厂竞价上网决策支持系统提供帮助。通过发电厂竞价上网决策支持系统的应用，优化配置企业内部资源，实现对企业日常生产经营活动的科学管理和统计分析，控制发电企业生产成本，在此基础上形成最优竞价策略和报价方案，从而提高发电企业在发电市场上的竞争力[1]。1研究方法电力市场化建设除了体制改革外，还要建立一整套核算、报价、交易的市场体系。发电厂竞价上网决策支持系统是为参与电力市场竞争的各类发电企业专门设计的。该软件以系统论、信息论和经济分析理论为基础，以计算机网络、通讯技术、人工智能和水库优化调度技术为支撑，以数据库为核心，以网络为媒介，充分利用发电企业内部丰富的信息资源，收集、汇总各种生产、经营数据，运用技术经济分析方法，动态测算和分析发电机组的运营成本、构成要素及变动情况，对其投入产出进行在线控制，为机组竟价上网提供及时、有效的技术支持。根据我国电力市场运营规则，本文提出的发电厂竞价上网决策支持系统采用三层交换机互联、数据仓库和联机分析处理技术，以网络通讯和各种数据为接口，通过五大功能模块相互关联，具有丰富的系统功能，可为各类发电企业参与竞价上网提供合理、优化的报价策略。由于决策支持系统的功能受市场模式和市场规则的制约，本文仅进行了系统的功能的整体结构和主要功能模块设计，具体功能的实现有待进一步深入研究[2]。本系统整体划分了数据分析管理、成本分析管理、竞价辅助决策、结算与经济性分析、风险分析管理5大模块。系统结构如图1所示。发电厂况价上网决策支持系统图1竞价上网决策支持系统结构图2系统功能模块设计发电企业追求利润最大化，需要有一套科学、有效的方法。发电企业参与市场竞争既给企业带来一定的经营风险，也可以使企业通过市场竞争获得经济收益，这就促使发电企业在降低自身成本的同时，必须采取合理的竞价策略以使企业获得最大利润。因此，根据发电企业参与市场竞争的要求，确定发电厂竞价上网决策支持系统的主要功能模块如下。2．1数据分析管理模块数据分析是竞价上网的基础。数据量的充分性、及时性和准确性是实现决策的重要前提。数据采集量越完备、越及时、越准确，发电厂竞价上网决策支持系统才能在此基础上进行详细地分析和实现各种功能，并且得到的结果精确性也高。主要功能包括：①获取数据。包括从交易中心获取有关市场信息、负荷需求信息和实际结算电价，从电厂自身获取机组的实时运行参数和生产数据、机组出力数据；发电企业的生产经营数据的采集和查询、数据格式转换和校验，用于将交易中心的数据转换为正确的格式存储，生成正确的报价数据文件。②数据的分类存储。数据的大量存储采用数据库。包括下载各类信息、存储和分析信息、信息的分类筛选，为历史数据和预测数据提供集中管理，为电厂运行人员、交易人员共享历史数据、预测数据、发电机组数据提供基础的平台；能供权限机制，建立一套严密的数据操作权限机制，并详细的记录价格的更新记录，包括报价的产生、审核、申报权限，确保报价的保密性和准确性。③数据的查询和显示。主要是查询电力调度与运行机构发布的公开数据和私有数据，按市场规则规定的数据格式向市场报价。并且提供快速的查询与电价、电量、成本、历史合同档案、市场信息等有关的重要信息。同时对查询权限进行审核，防止信息泄露。以图形和表格的直观形式表现，如电价电量曲线图、历史电价图、机组出力-报价曲线等。④报价数据的审批与自动申报。报价数据经过审核后，计算机自动连接交易中心，上报竞价数据；对系统数据接口、市场技术指标参数进行拟合；数据在公共网络上传输数据时，必须加密和解密，并且设置相应的安全级别和用户访问权限等。⑤数据输出。对计算机结果进行操作。如：根据计算结果数据绘制优化计算机结果图、将数据导出到EXCEL表格、打印计算结果以及把计算结果保存到数据库里等。在以上基础上，进行详细的数据分析和数据处理，使预测的结果更加符合实际，为发电厂竞价决策提供最基本的保证[2]。2．2成本分析管理模块在考虑各种实际因素的前提下，分析发电厂自身的运行情况（包括生产成本分析和预测），是发电厂竞价基础，同时也是分析发电公司自身经济运行情况的关键，以便了解实时发电生产成本变化情况，采取最佳的经营策略，获取最大利润。该模块主要功能包括：①成本预测。根据成本预测数学模型和方法，预测未来几天不同负荷下固定成本组成和单位可变成本的变化趋势。②成本计算。计算发电成本、进行“量、本、利”分析、预测成本、统计数据和计算管理。利用概率和统计中的模型进行数理统计的分析和计算，拟合发电成本曲线，进行边际电价的分析和预测。从发电机组监控系统采集的各种监测数据和参与竞价机组的设备成本情况，实时计算单位时间的发电用料流量、发电量、上网电量、厂用电量、发电、供电原料消耗率、厂用电率、折旧费用及企业的还贷情况等。每单位时间完成有关的成本计算，结果保存到数据库中。③成本报价。主要功能包含每天实时成本核算结果、实时成本预测信息、实时成本信息等。另外也考虑了机组组合下的成本分析，投入和产出的利润分析、期货收入和现货收入等，从而更好的做到成本动态分析和实时监控，同时该模块也具备完成厂内或公司内经济调度的计算功能[3]。2．3竞价辅助决策模块对于发电商来说，竞价策略分析非常重要。竞价决策的主要目的是使发电企业在竞价报价时心中有数，对发电厂做出科学的分析和管理，从而降低发电成本，增强竞争力。在在这种情况下，决策者应该了解各项发电成本的变动对上网电价的影响，以及采用何种方式压缩哪种成本对降低电价最为有利。发电量和利润是影响电价最主要的因素。本环节的开发是对决策者的辅助，从而更好的提高竞价的成功率。本模块主要功能：①确定决策目标、进行市场分析与预测。根据市场和电网信息，进行成本分析与预测、系统负荷与边际电价预测。②拟定备选方案，然后进行方案的复选，最后进行方案选择及实施，并结合利润需求，产生机组报价方案。③根据一个因素或两个因素同时变化可以测算出成本对平均电价的影响，利用优化调度计算，形成最优报价与出力曲线，为报价者决策提供合理的依据。④建立专家系统。报价系统要能够具有自学习的能力，能够自己积累经验，具有推理功能，为报价提供专家经验。2．4结算与经济性分析模块针对市场预测价格、预测负荷与实际市场交易电价、负荷的差别，进行结算与经济性分析，得到对竞价上网更为有益的参考消息，供以后在日前市场上竞价参考。该模块的主要功能包括分析各类结算的源数据，主要有电力交易中心实际成交电量、电价及辅助服务结算信息，并对其进行核算、存档，把短、中、长期的电厂经济性与实时发电策略紧密联系起来，进行预案评估，事后评估。该功能模块一方面能在线监测各项生产经营指标的执行及完成情况，分析差距及影响因素；另一方面，可以根据外界变化及时调整经营计划和策略，真正达到以经济指标引导生产经营的目的。同时，还通过对不同核算对象全方位、多角度的综合分析、比较和预测，为上网竞价提供全面、准确的决策参考依据。其功能主要包括：生产经营计划管理、生产指标分析、利润指标分析、成本费用分析、电价分析、资金分析、量本利分析、敏感性分析、综合经济性分析等。以上分析受到合同、物料、设备运营、网上交易、结算规则等的约束和影响。对发电厂历史和目前的经济指标进行经济性分析，总结电力市场发展规律，预测市场趋势，及时调整报价策略，从而更好的为发电厂决策提供参考依据。2．5风险分析管理模块发电企业存在的经营风险给其经营带来了巨大的负面影响，如不及时采取措施予以规避，必将严重制约企业的发展，甚至给企业的生存和发展带来危机。因此综合运用各种方法和措施，对风险实行有效的控制，以最少的成本保证安全，用于得到不同竞价方案效益的风险值，为下一步确定竞价最终方案提供参考，使决策更有把握。所以，风险分析管理模块的开发和设计，对于提高发电企业的市场竞争力，有效的回避风险有着重要的经济意义和实用价值。该模块具体功能如下：①结合电厂自身生产经营状况，合理分配合约电量与竞价电量生产比例，从而降低风险。②边际电价预测值的风险计算。③报价风险计算。考虑竞争对手报价，估计市场风险。根据市场期货、现货价格预测数据及负荷预测情况，对市场需求情况、各种报价方案进行评估[4]。3开发平台和相关技术本系统按照C/S+B/S的原则设计各子模块，做到系统使用的多用户开放性，并且能够进行存入和输出等各种转存操作。发电公司内部通过局域网访问本系统，公司总部与下属的发电厂通过省电力系统数据网PVC虚拟网络连接进行数据传送；外部以拨号方式进行访问。系统与电力市场之间通过电力系统数据网络进行通信和访问信息。系统采用多层客户/服务器体系结构，客户端程序通过BDE数据库接口与数据库进行连接，同时从WEB服务器与系统应用服务器中取得相应的数据，还可以从发电商的各种实时、非实时系统中获取系统后台的应用程序和数据。本系统所需的各种数据与信息，通过BDE数据接口与关系数据库进行连接。系统选用的网络操作系统为Windows2000Server，采用面向对象的程序设计方法，SQLServer作为本系统的数据库运行与开发平台。采用通用、高效的软件开发工具VisualBasic进行软件开发，用VB编写应用程序，其优点在于无需一次构造一个完整的具有明显开始和结束的大型程序，只需根据其各自功能和需求构造若干相对独立的子程序。这些子程序均面向，某个对象，由用户操作引发某事件来驱动、完成某种特定功能，或由事件驱动程序调动完成某功能的公共子模块程序，从而提高了软件开发的效率，并且具有一定的可移植性和可扩展性。发电公司数据库服务器及应用服务器，由于保存本系统所需要的各种数据与信息，并集中处理整个软件系统中发电公司部分的业务逻辑与数据处理逻辑，同时负责从发电厂的两个数据库应用服务器中，取得发电公司进行决策支持所需要的统计数据。另外，系统可以和电厂的MIS系统以及企业的ERP系统建立扩充接口，增强软件系统的生命力，加强系统外部的安全功能，增加了监控能力和防火墙体系建设[4-5]。4结论本文设计出一套全新的竞价上网决策支持系统，探讨了该系统的开发目标、研究方法及主要功能，提出结构合理、实用性和扩充性强的系统总体框架。系统核心功能是发电竞价决策，同时可辅助实现对生产经营进行科学管理等功能。通过对发电厂竞价上网决策支持系统的应用，实现最佳的报价而取得最大期望利润；实现对日常生产经营活动的科学管理和统计分析，控制发电企业生产成本，优化资源配置，为系统的成本预测模型和竞价模型的深入研究与开发奠定了基础。