电力交易云平台及基于云平台的市场交易智能撮合方法与流程

本发明属于电力市场交易技术领域，尤其涉及电力交易云平台及基于云平台的市场交易智能撮合方法。

背景技术：

随着电力体制改革的不断推进，电力市场准入主体的数量激增、市场主体的类型也逐步趋于多样化，市场主体的交易需求愈发旺盛，各类型的市场主体迫切需要一个具备高灵活性、高竞争性特征的电力市场。由于市场主体的经济收益与实际发用电曲线形状无关，使得电价成为市场的唯一竞争要素，整个市场的竞争度与灵活度较低，无法满足日益多样化的市场交易需求。

因此，基于这些问题，本发明提出一种电力交易云平台及基于云平台的市场交易智能撮合方法，探索引导市场用户合理规划自身用电，挖掘负荷用电弹性容量，设计灵活的电力零售市场机制，提高实时交易的匹配度，满足日益趋向高灵活性、高竞争性特征的电力市场的交易需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电力交易云平台及基于云平台的市场交易智能撮合方法，探索引导市场用户合理规划自身用电，挖掘负荷用电弹性容量，设计灵活的电力零售市场机制，提高实时交易的匹配度，满足日益趋向高灵活性、高竞争性特征的电力市场的交易需求。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

电力交易云平台，包括

信息模块：用于存储在云平台参与交易的电力市场用户相关信息；

计算模块：用于计算相关数据，以支持云平台辅助市场决算。

进一步的，所述信息模块包括：

电量计量信息：用于存放市场负荷用电的预测值、用户电力需求信息；偏差电量信息：用于存放用户上报计划与市场实际供应的偏差电量值；调度计划信息：用于存放云平台要求用户响应的电量信息；交易价格信息：用于存放云平台用户电力交易价格信息；交易执行信息：用于存放多次出清排列结果；历史交易信息：用于存放历史交易信息数据。

进一步的，所述计算模块包括：

申报电量汇总：统计各方申报电量，反馈系统的需求电量；偏差电量计算：提供系统需响应的不平衡电量，开始辅助响应；用电平衡计算：计算电量供求是否供需平衡，不平衡则继续进行辅助响应；撮合出清排列：形成最后的撮合出清结果，云平台计算排列形成出清队列；交易约束考核：考核出清结果是否符合交易约束，不符合则再次报价出清；达成交易订单：形成最后的交易订单，发送至用户与云平台历史数据库。

基于上述的云平台的市场交易智能撮合方法，包括如下步骤：

(1)电力市场产消用户发布自身电力需求信息：产消用户首先将自身分布式发电与负荷用电的预测值上报至电力交易云平台，此过程在电力市场产消用户的智能终端自动形成预测数据并上报，系统数据经基于云技术的智能平台自动汇总，并反馈系统的需求电量；

(2)开展系统内部的电量供需差额的响应：敏感型的产消用户结合自身负荷用电的情况，改变用电规划并上报响应供需差额的电量；第一轮上报结束后，电力交易云平台会再次汇总电力供求数据；如果汇总的结果显示此时电力的供需平衡，则响应供求差额电量的电力市场产消用户执行响应操作获得响应的环境补贴，缺电用户以较高的价格购买相对较高电价的电能；若汇总后依旧不能满足电力的供需平衡，则在规定时间内在再进行有限轮的电力不平衡量的响应，到达响应截止时间或供求平衡时结束；

(3)电力市场产消用户自动向供电公司购电：当电力需求响应的时间截止以后，电力供求依旧没有达到平衡时，需按照较低电价购电。相对于电网公司的服务区域，电力用户相当于配电系统内的一个节点。云平台更新用电需求至电网公司的调度中心，以环保电价购买所需电量(或以成本电价出售余电)，再按市场价格售给对应的电力市场产消用户；

(4)截止交易时间，电力交易云平台出清交易结果：由所有产消用户进行认证，认证通过的交易结果进行交易结算并将交易过程产生的数据进行分布式储存，计入云平台历史数据库。

本发明的优点和积极效果是：

本发明的基于云平台的市场交易智能撮合方法，探索引导市场用户合理规划自身用电，挖掘负荷用电弹性容量，设计灵活的电力零售市场机制，提高实时交易的匹配度，满足日益趋向高灵活性、高竞争性特征的电力市场的交易需求。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1为本发明实施例提供的电力交易云平台的框架图；

图2为本发明实施例提供的基于云平台的市场交易智能撮合方法的结构流程图；

图3为本发明实施例提供的产消用户a、b各时段连续交易的弹性电价及对应弹性系数的示意图；

图4为本发明实施例提供的产消用户a、b各时段连续交易的交易综合弹性电价和实际交易价格的示意图；

图5为本发明实施例提供的产消用户a、b各时段连续交易的交易双方的电力交易收益增加率的示意图；

具体实施方式

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面就结合图1-5来具体说明本发明。

实施例1

如图1所示，本实施例提供的电力交易云平台，包括

信息模块：用于存储在云平台参与交易的电力市场用户相关信息；

计算模块：用于计算相关数据，以支持云平台辅助市场决算。

其中，所述信息模块包括：

电量计量信息：用于存放市场负荷用电的预测值、用户电力需求信息；偏差电量信息：用于存放用户上报计划与市场实际供应的偏差电量值；调度计划信息：用于存放云平台要求用户响应的电量信息；交易价格信息：用于存放云平台用户电力交易价格信息；交易执行信息：用于存放多次出清排列结果；历史交易信息：用于存放历史交易信息数据。

此外，所述计算模块包括：

申报电量汇总：统计各方申报电量，反馈系统的需求电量；偏差电量计算：提供系统需响应的不平衡电量，开始辅助响应；用电平衡计算：计算电量供求是否供需平衡，不平衡则继续进行辅助响应；撮合出清排列：形成最后的撮合出清结果，云平台计算排列形成出清队列；交易约束考核：考核出清结果是否符合交易约束，不符合则再次报价出清；达成交易订单：形成最后的交易订单，发送至用户与云平台历史数据库。

基于云平台的市场交易智能撮合方法，如图2，包括如下步骤：

步骤一：电力市场产消用户发布自身电力需求信息。

产消用户首先将自身分布式发电与负荷用电的预测值上报至电力交易云平台，此过程在电力市场产消用户的智能终端自动形成预测数据并上报，系统数据经基于云技术的智能平台自动汇总，并反馈系统的需求电量。

步骤二：开展系统内部的电量供需差额的响应。

电力市场用户结合自身负荷用电的情况，上报响应供需差额的电量。第一轮上报结束后，电力交易智能平台会再次汇总电力供求数据。如果汇总的结果显示此时电力的供需平衡，则响应供求差额电量的电力市场产消用户执行响应操作获得响应的环境补贴，缺电用户以较高的价格购买相对较高电价的电能；若汇总后依旧不能满足电力的供需平衡，则在规定时间内在再进行有限轮的电力不平衡量的响应，到达响应截止时间或供求平衡时结束。

电力零售交易的目标函数；

其中，ri，bi分别为售/购电节点的售/购电期望；ci，o，ci，a分别为余/缺电用户的实际售/购电价格，si，o，si，a分别为余/缺电用户的实际售/购电量，ψ为参与电力零售交易的产消用户集合；u为购电产消用户的用电满意度，ucom，ueoo分别表示交易用户的舒适度和经济度；δst为电量不平衡产消用户t时段的自身响应电量；st为产消用户的最优用电量；ct为产消用户间电力交易的实际价格；cm为产消用户并网价格或产消用户间交易的价格从配网购/售电的指导价，购电价为chight；α，β分别为舒适度和经济性对满意度的占比。

电力零售交易约束；

式中：cz，t为t时段的指导电价；γ，δ分别为以指导电价为基础的实时电价波动幅度系数。

购售电用户弹性电价计算模型；

其中，tb，i(q1)、ts，i(q1)分别为购、售电用户的弹性电价；q1为交易电量；qs，i，qs，i分别为售、购电产消用户的需求电量；表示i时段的用电价格；εij表示产消用户在i时段的综合弹性系数，其中，i，j分别为时刻，0<j<n,如[ε11，ε21，...，εi1]-1即表示时刻1响应了不平衡电量将会对接下来的其他时段响应行为的影响。

步骤三：电力市场产消用户自动向供电公司购电。当电力需求响应的截止时间以后，电力供求依旧没有达到平衡时，需按照较低电价购电。相对于电网公司的服务区域，电力用户相当于配电系统内的一个节点。云平台更新用电需求至电网公司的调度中心，以环保电价购买所需电量(或以成本电价出售余电)，再按市场价格售给对应的电力市场产消用户。

步骤四：截止交易时间，电力交易云平台出清交易结果。由所有产消用户进行认证，认证通过的交易结果进行交易结算并将交易过程产生的数据进行分布式储存，计入云平台历史数据库。

作为举例，在本实施例中，为了验证产消用户间电力零售交易在连续时间内的效益，本文选取交易交易的对象分别为产消用户a和b，两者的各时段的交易的申报数据如下所示：

由附图3可以看出，产消用户的用电弹性系数的变化直接对应各时段是缺电还是余电，而且各时段的用电综合弹性系数是连续累积的一个过程。产消用户的交易弹性电价前三个时段因为弹性系数的减小而不断提高弹性电价，第四时段弹性电价的降低主要是因为实际交易的电量降低导致弹性电价的直接减少，最后两个时段的弹性电价的升高与第三时段类似，但还需考虑弹性系数的降低对交易电量的对冲作用，所以后两个时段的电力交易弹性电价主要是交易电量占自身用电量的比例增加导致；产消用户b的弹性电价的前三个时段的变化主要应为交易电量占自身需求电量的比例的不断增加，第四和五时段的弹性电价的降低是交易电量的降低与交易电量占自身需求电量的比例的降低共同导致。最后一个时段的弹性电价是交易电量增加导致。整个6小时的连续交易过程弹性价格的变化是均衡了产消用户a、b两者各自的特征，所以交易双方的综合弹性电价是相互关联的。

从附图4上可以看出实际成交电价基本和综合弹性电价的趋势一致。交易过程中，交易双方给出的意愿电价是主观电价，相对于弹性电价，这是一个相对固定的。所以，产消用户间的电力交易的实际电价的波动主要来自弹性电价，即实际交易电价是可以反映当前交易双方用电情况的。

如附图5所示，在连续电力交易的电价变化与单个时段的电力交易对电价的影响不同，单个时段，卖方市场时，卖方的收益率是高于买方的，但是在连续时段时，买方的收益率是高于卖方的，即卖方产消用户的实际交易收益与直接并网的收益之差相对于直接并网的增加率小于买方直接并网购电与产消用户间交易的收益之差相对于直接并网的比例，说明实际的交易价格是偏低的，有效降低了买方产消用户的购电经济压力；同时，产消用户a在交易1-4时段的收益率在下降，主要是因为开展产消用户间的电力交易时，买方连续的缺电会导致综合弹性系数的减少，所以弹性电价会有所升高，对应的实际交易电价会由所增加，导致买方的相对收益增加；另外交易电量是影响交易双方收益效率的关键。6个时段中，第6时段的交易电量最多，交易双方都获得了相对最大的收益增幅。从另一个方面来说，产消用户之间连续的电力零售交易收益增加率与交易市场环境在一定程度上存在对等的关系。即产消用户的收益增加率主要取决于自身收益相对于直接并网的比值，买方的收益主要与自身成交价格有关，而直接从电网买电的成本主要取决于市场电价。本算例中的买方市场时，买方的收益相对增加率低于卖方，主要因为并网购电的电价偏高，整体拉低了买方的相对收益增加率。所以外电网的市场电价偏高时，可以发挥卖方的效益优势，对分布式光伏发电设备在配电侧的接入具有促进作用；当外网购电价格偏低时，可相对增加买方的效益优势，对分布式发电设备的配电侧接入具有抑制作用。所以，市场电价的调整也是调整分布式接入比例一种方式。

通过算例验证所提机制和模型的可行性和经济性。分别从产消用户间电力交易的买、卖方市场环境分析交易双方的经济效益，接着分析连续时段的电力零售交易的效益分析，并以6个时段为例定量分析。从算例的结果来看，本文所提机制和模型符合产消用户间电力交易的效益需求，能够作为开展产消用户间电力零售交易提供积极的借鉴作用。

以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。