一種採用soa技術的電力市場仿真系統的製作方法

2023-07-21 02:10:01 2

專利名稱：一種採用soa技術的電力市場仿真系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於電力系統及其自動化領域，具體涉及一種採用SOA技術的電力市場仿
真系統。
背景技術：
SOA(Service-Oriented Architecture，面向服務的架構)是一個組件模型，它將 應用程式的不同功能單元(稱為服務)通過這些服務之間定義良好的接口和契約聯繫起 來。接口是採用中立的方式進行定義的，它應該獨立於實現服務的硬體平臺、作業系統和編 程語言。這使得構建在各種這樣的系統中的服務可以以一種統一和通用的方式進行交互。 這種具有中立的接口定義(沒有強制綁定到特定的實現上)的特徵稱為服務之間的松耦 合。鬆耦合系統的好處有兩點，一點是它的靈活性，另一點是，當組成整個應用程式的每個 服務的內部結構和實現逐漸地發生改變時，它能夠繼續存在。電力市場仿真系統仍處於一個探索階段，需求將隨著仿真研究的深入而不斷變 化，為了減少異構性、互操作性和不斷改變的要求的問題，仿真系統平臺應用SOA技術構建 具有下列特徵的應用程式服務鬆散耦合、位置透明和協議獨立。基於SOA技術應用的電力市場仿真系統支撐平臺，功能擴展時部署應用服務靈活 方便，且可重用性好，集成其它功能應用時可通過服務調用解決協議標準問題，不受需要集 成的應用的技術實現不同的限制以及平臺的限制，實現了電力市場仿真系統的靈活性、可 重用性、開放性和可擴展性，以及仿真試驗的並行性。目前研究電力市場的主要方法有基於微觀經濟學、博弈論和金融學等的理論研 究，對實際電力市場的經驗分析或實證分析，基於代理的計算經濟學的仿真法，實驗經濟學 的模擬實驗法。基於微觀經濟學、博弈論方法主要是通過建立電力市場數學模型進行求解，對影 響市場的各項因素採用相關理論進行研究分析。例如研究市場中發電公司的競價策略問 題，可採用博弈論方法分析得出一個策略集，而發電公司對各自的成本、收益等進行計算得 出最優策略。實際電力市場的經驗分析主要是根據電力市場的歷史數據，或者到實際市場中進 行調研，通過分析得出電力市場存在的問題。由於實時電力市場的特殊性與複雜性，以上方 法主要用來研究電力市場的理論情況或者歷史事故分析，對實時電力市場分析存在著一些 局限性。電力市場的建設設計應該與它的特點相適應，難以用實證分析方法和常規的微觀 經濟學、博弈論的方法來建模。若對電力市場進行仿真研究，可以根據電力市場的實際情況進行設計，能發現電 力市場可能存在的潛在問題，能幫助我們在更深層次和更廣範圍內去尋找電力市場的內在 規律。這些問題將影響許多重要的電力市場決策，而市場實施事後分析的代價很高，電力市 場仿真就成為必不可少的研究方法。電力市場仿真可以根據電力市場的實際情況進行設 置，適應於分析複雜經濟系統，能檢驗各種電力市場規則的可行性，也可針對一些關鍵問題與假設進行檢驗，因此電力市場仿真可以作為一種「發現」制度和揭示電力市場內在規律的 研究方法。電力市場的仿真研究的方法主要分為基於代理的計算經濟學仿真和實驗經濟學 實驗。基於代理的仿真法主要是通過智能算法來代理髮電公司進行競價策略選擇，然後根 據每次出清的結果來研究電力市場的各類問題。實驗經濟學實驗的方法最早由弗農.史密 斯提出並應用於電力工業的實驗，主要是通過搭建一個統一的市場平臺，設置實驗參數和 實驗環境，並由相關的人員來進行實驗，然後根據實驗的結果進行研究。實驗經濟學能更真 實模擬出的電力市場交易實際情況，但易受幹擾，得出的結果往往不收斂，不能對一些因素 進行定性說明；而計算機仿真非常理性，儘管與實際市場情況差別較大，但能清晰地反映出 每一個因素的影響。

發明內容
本發明的目的是基於上述計算經濟學和實驗經濟學理論，提供一種採用SOA技術 的電力市場仿真系統，包括仿真建模平臺、仿真運行控制平臺和分析評估平臺，實現了仿真 實驗環境構建、仿真實驗方案配置、電力市場交易過程仿真、以及電力市場運營狀態評估的 功能；該系統的功能包括針對仿真目標對象創建和配置電力市場模型-電力市場仿真實驗 場景；對仿真實驗場景對應的電力系統模型數據進行管理和維護；對仿真實驗場景對應的 電力市場經濟模型數據進行管理和維護；配置市場交易規則，以及交易規則對應的市場出 清算法；在仿真實驗場景下可對不同的交易規則的電力市場交易進行模擬仿真採用基於 智能代理的模擬和基於網絡報價的模擬兩種方式，對仿真實驗的運行全過程進行控制；提 供多種Agent代理報價算法，模擬市場成員報價行為；模擬不同市場模式規則下的市場出 清，研究出清電價結果，並進行綜合分析比較；仿真過程和仿真結果數據的全景展示；仿真 結果動態分析、多維分析、電力市場綜合評估。其中，仿真建模平臺可根據特定的電力市場方案及電力市場運營規則，利用系統 的建模工具，建立電力市場數據模型及信息模型，電力市場的功能模型及工作流程模型，結 合電力市場成員的組織結構模型，快速構築一個仿真實驗場景，一個仿真實驗場景與一個 被仿真的實際電力市場相對應，仿真建模平臺提供GIS圖形建模工具，在GIS圖上形象、直 觀地進行仿真實驗場景的管理和市場成員的管理，所述仿真建模平臺的主要功能包括(1)新建場景在GIS地圖上，選擇某位置，新建仿真試驗場景，設置該電力市場的 基本信息，以及包含的區域；(2)刪除場景選擇已建立的仿真試驗場景，可以刪除相關所有信息；(3)聯絡線族定義對已建立的仿真試驗場景，定義場景內聯絡線族的名稱、始端 末端區域和限值等參數；(4)交易規則設置對已建立的仿真試驗場景，定義場景內採用的交易規則，包括 交易類型、時間類型和報價容量段數等參數；(5)新建市場成員在GIS地圖上，選擇某地理位置，可新建市場成員，設置成員參 數名稱、編碼、網損係數、裝機容量和成本曲線等；(6)成員信息管理選擇已有的市場成員，可以刪除該成員相關所有信息，或者對 該成員參數進行修改編輯。
其中，所述仿真運行控制平臺部署需要模擬的仿真實驗環境，實現對電力市場運 作全過程的模擬，包括對電力市場的數據申報、交易計算、合同分解與管理、信息發布、計劃 編制及電網運行狀態的維護等運作環節提供仿真手段；運行控制平臺進行仿真實驗方案的 配置、管理，控制執行已配置的仿真實驗方案過程，並記錄每次仿真實驗過程數據及結果數 據，全面展示仿真實驗全過程以及仿真實驗結果，所述仿真運行控制平臺主要功能包括1)市場參數維護對仿真試驗場景的參數進行修改、維護，包括場景設置、交易規 則設置、市場成員參數設置、聯絡線族定義和代理報價預設設置等；2)系統參數維護對與場景無關的系統參數進行維護，包括交易類型設置、單位 屬性設置、區域設置和單位設置；3)試驗配置在指定的仿真運行控制環境中，根據試驗目的設置試驗方案，包括 配置仿真試驗、試驗情景和試驗盤等信息；4)數據準備仿真交易前的市場信息準備，包括負荷預測、分區負荷分配、檢修 計劃和競價空間等；5)試驗執行根據仿真試驗的報價方式不同，試驗執行過程分為基於代理的仿真 試驗執行和基於網絡人工報價和混合報價的仿真試驗執行；6)試驗結果查詢查詢仿真試驗的報價情況、出清交易結果及成員利潤情況，以 表格、圖形和GIS等方式展示；7)全景展示在GIS圖上全景展示仿真試驗過程中的報價情況、出清交易結果等 fn息ο其中，所述分析評估平臺是負責對仿真實驗過程和結果數據進行分析處理。根據 市場分析評價理論計算各類指標、構建評價體系，並利用數據倉庫和可視化技術，對分析結 果進行展示，形成各類市場分析報告；分析評估平臺的主要任務是對市場仿真實驗的數據 進行分析計算，並給出電力市場仿真的分析結論；具體包括建立一套科學的電力市場分 析評價體系；提出電力市場定量分析評價的理論和方法；建立市場分析評價系統，通過對 電力市場交易的各環節的數據分析，對電力市場運行情況及市場力給出總體評價，對潛在 市場風險提出預警，對電力市場規則進行診斷並提出修改對策；結合實際的仿真實驗數據， 將市場評價體系和理論應用於實際，進行專題研究；分析評估平臺的主要功能包括4)市場監視信息負責電力市場信息的收集、處理和展現；電力市場全部的監視、 數據挖掘和分析評估的主要結果，都通過監視信息系統來展示；監視信息由市場狀況監視、 發電方監視、購電方監視和調度執行監視4個子系統組成；5)數據挖掘分析為用戶提供了一整套數據挖掘、OLAP分析處理、數據圖形展現 的工具，包括在線分析工具、圖表定製工具和三維圖形分析工具；6)市場報表發布定製各類分析報告模板，自動生成年、月、日分析報告。其中，該系統採用多層分布式體系結構設計，開放式平臺結構，中間層及數據服務 器均採用UNIX系統，前端採用可靠性高的微型計算機工作站；網絡配置採用乙太網結構， 主幹網採用1000M快速乙太網，保證網絡傳輸的可靠迅捷；資料庫採用大型商用資料庫；該系統所使用的軟體結構包括4)展示交互層由用戶界面構成，用於處理用戶與應用程式的交互，可以是瀏覽 器或任何能夠表示數據的應用程式；
5)應用服務層由應用程式組件或業務邏輯和基礎服務設施等組成，中間層的構 建符合J2EE規範；6)數據層存儲應用程式需要的數據；這些數據可以包含資料庫、XML文檔等；數 據層通過J2EE定義的數據連接技術，通過應用服務層與展示交互層進行連接。其中，所述基於智能代理的模擬採用計算經濟學實驗，所述基於網絡報價的模擬 採用實驗經濟學實驗。本發明的電力市場仿真系統是基於電力系統及電力市場理論、運籌學、計算經濟 學、實驗經濟學和系統控制理論以及人工智慧，應用計算機、網絡通信、信息處理技術，實現 對電力市場的運作、電力系統運行以及市場成員行為的模擬仿真，實現了多用戶、多角度、 全過程的電力市場仿真，為電力市場仿真實驗的開展提供了一個真實、高效、可靠、靈活的 技術平臺。因此，本發明的有益效果是 採用WebGIS技術應用到電力市場仿真系統支撐平臺，在GIS圖形上直接建立電 力市場模型，實現了基於圖庫一體化的電力市場仿真建模。 將粒子群優化算法引入智能代理，建立了基於期望利潤最大化的智能代理報價 策略模型，並應用粒子群優化算法進行求解。 通過電力市場仿真試驗和案例分析，驗證、完善了電力市場評價指標體系，並抽 取出對市場分析評價影響相關性高的一組指標，設計成雷達圖，直觀地監視電力市場仿真 試驗過程中的電力市場運營狀況，為實現電力市場仿真過程的動態預警提供理論依據。 採用SOA (Service-Oriented Architecture，面向服務的架構)技術應用的電 力市場仿真系統支撐平臺，實現了電力市場仿真系統的靈活性、可重用性、開放性和可擴展 性，以及仿真試驗的並行性。 研究制定了首個電力市場仿真實驗標準，包括對實驗目的、實驗被試選擇、實驗 環境建立、實驗方案配置、實驗程序執行、實驗數據分析和實驗結果評價等方面進行了規定。電力市場仿真系統通過客觀真實再現電力市場交易運營的全過程，全面系統地論 證和分析評估電力市場理論以及市場運營規則，為電力市場的建設提供決策支持，改變以 往電力市場設計、規劃中「定性的研究成果多、定量研究成果少」，「宏觀指導性研究多、運行 操作性研究少」的局面，節約電力市場建設費用，加快電力市場建設進程，因而具有巨大的 經濟效益和社會效益。


下面結合附圖對本發明進一步說明。圖1電力市場仿真系統主要功能流程2電力市場仿真系統軟體結構3電力市場仿真系統硬體結構4系統仿真建模、運行控制、評估分析平臺選擇界面圖5仿真建模平臺GIS建立新實驗場景界面圖6系統仿真建模平臺市場成員設置界面圖7系統運行控制平臺實驗選擇界面
圖8電力市場仿真系統實驗配置界面圖9電力市場仿真系統數據準備界面圖10電力市場仿真系統市場成員代理算法設置界面圖11電力市場仿真系統交易電價展示界面圖12電力市場仿真系統市場成員代理學習曲線界面圖13電力市場仿真系統評估分析平臺界面圖14電力市場仿真系統市場評估雷達15電力市場仿真系統市場成員交易結果GIS展示界面。
具體實施例方式本發明的系統的主要功能包括電力市場成員仿真、電力市場交易仿真、電力市場 分析評估、電力市場模擬培訓等。電力市場仿真系統的設計目標是滿足國家、區域及省等 各級電力市場建設的仿真研究需要、三級電力市場協調運作的仿真研究需要，以及電力市 場模擬培訓的要求。具體包括1)建成國家電力市場仿真試驗室，與國家電網仿真中心一起組成電力市場環境下 的電力系統仿真試驗研究基地，為電力市場設計、規劃、建設、運行提供強有力的仿真試驗 研究手段。2)具備對各種交易類型、各種交易模式、不同交易周期的市場方案和運營規則仿 真模擬和仿真試驗研究的能力，可仿真模擬和試驗研究各級市場設計方案和運營規則，分 析評估市場運營效率和可能隱藏的市場風險，校核電力市場運營系統核心競價算法，為我 國電力市場的建設，提供堅強的技術支撐和技術服務。3)與國家電網仿真中心結合，開展電力市場環境下電力系統安全、穩定、經濟運行 問題的仿真試驗研究。對於電網模型和市場模型，能夠仿真現實中的擾動(如電網故障，電 力負荷的增減，氣候、經濟發展等的變化)，以驗證它們對電力市場交易的影響。4)在電力市場仿真試驗研究過程中，收集各種邊界環境下電力市場運營案例數 據，逐步建立電力市場案例庫，建成我國電力市場案例中心，積累全面、豐富的案例數據，為 電力市場各種研究、分析提供服務。5)成為電力市場技術人才的培養和培訓基地，以及國際技術交流、合作的仿真試
驗基地。電力市場仿真系統結合我國電力市場建設運營和電網運行的實際情況，按照統籌 規劃、分步實施的原則，在充分利用現有資源的基礎上，積極吸取國內外已有電力市場仿真 技術研究和相關系統的開發運行經驗，採用先進實用的理論技術，遵循相應的國際和國家 標準，設計開發出具有中國特色的國際領先水平的電力市場仿真系統，實現我國三級電力 市場的全面仿真，為模擬不同環境條件和市場行為下的電力市場運營和電力系統運行，全 面評估市場狀態，預防市場風險，驗證市場規則，研究電力市場條件下電力系統安全穩定運 行策略和措施，以及培訓電力市場相關工作人員提供技術支持手段，為我國電力市場的高 效良好運作提供可靠的技術分析工具。採用SOA技術的電力市場仿真系統包括仿真建模平臺、仿真運行控制平臺、分析 評估平臺，實現了仿真實驗環境構建、仿真實驗方案配置、電力市場交易過程仿真、以及電
8力市場運營狀態評估的功能。系統主要功能包括針對感興趣的仿真對象創建和配置所需仿 真的市場模式仿真實驗場景；對仿真實驗場景對應的電力系統模型數據管理、維護，為仿真 實驗提供數據基礎；對仿真實驗場景對應的電力市場經濟模型數據管理、維護，為仿真實驗 提供數據基礎；配置市場交易規則，以及交易規則對應的市場出清算法，在仿真實驗場景下 可以對不同的交易規則進行模擬仿真；可採用基於智能代理的模擬(計算經濟學實驗)和 基於網絡報價的模擬(實驗經濟學實驗)兩種方式，對仿真實驗的運行全過程進行控制；提 供多種Agent代理報價算法，模擬市場成員報價行為；模擬不同市場模式規則下的市場出 清，研究出清電價結果，並進行綜合分析比較；仿真過程和仿真結果數據的全景展示；仿真 結果動態分析、多維分析、電力市場綜合評估。電力市場仿真系統的主要功能流程如圖1所
示 ο其中仿真建模平臺可根據特定的電力市場方案及電力市場運營規則，利用系統的 建模工具，建立電力市場數據模型及信息模型，電力市場的功能模型及工作流程模型，結合 電力市場成員的組織結構模型，快速構築一個仿真實驗場景，一個仿真實驗場景與一個被 仿真的實際電力市場相對應，如東北電力市場場景模型、華東電力市場模型，及國家和省級 電力市場模型。仿真建模平臺提供GIS圖形建模工具，在GIS圖上形象、直觀地進行仿真實 驗場景的管理和市場成員的管理。仿真建模平臺主要功能包括1)新建場景在GIS地圖上，選擇某位置，新建仿真試驗場景(仿真電力市場)。 設置該電力市場的基本信息，以及包含的區域。2)刪除場景選擇已建立的仿真試驗場景，可以刪除相關所有信息。3)聯絡線族定義對已建立的仿真試驗場景，定義場景內聯絡線族的名稱、始端 末端區域、限值等參數。4)交易規則設置對已建立的仿真試驗場景，定義場景內採用的交易規則，包括 交易類型(出清方式)、時間類型(年度、月度、日前等)、報價容量段數等參數。5)新建市場成員在GIS地圖上，選擇某地理位置，可以新建市場成員(包括電 廠、電網公司)，設置成員參數名稱、編碼、網損係數、裝機容量、成本曲線等。6)成員信息管理選擇已有的市場成員，可以刪除該成員相關所有信息，或者對 該成員參數進行修改編輯。運行控制平臺上部署需要模擬的仿真實驗環境，實現對電力市場運作全過程的模 擬，包括對電力市場的數據申報、交易計算、合同分解與管理、信息發布、計劃編制及電網運 行狀態的維護等運作環節提供仿真手段。運行控制平臺進行仿真實驗方案的配置、管理，控 制執行已配置的仿真實驗方案過程，並記錄每次仿真實驗過程數據及結果數據，全面展示 仿真實驗全過程以及仿真實驗結果。運行控制平臺主要功能包括1)市場參數維護對仿真試驗場景的參數進行修改、維護，包括場景設置、交易規 則設置、市場成員參數設置、聯絡線族定義、代理報價預設設置等。2)系統參數維護對與場景無關的系統參數進行維護，包括交易類型設置、單位 屬性設置、區域設置、單位設置。3)試驗配置在指定的仿真運行控制環境中，根據試驗目的設置試驗方案，包括 配置仿真試驗、試驗情景、試驗盤等信息。4)數據準備仿真交易前的市場信息準備，包括負荷預測、分區負荷分配、檢修計劃、競價空間等。5)試驗執行根據仿真試驗的報價方式不同，試驗執行過程分為基於代理的仿真 試驗執行和基於網絡人工報價和混合報價的仿真試驗執行。6)試驗結果查詢查詢仿真試驗的報價情況、出清交易結果及成員利潤情況，以 表格、圖形、GIS等方式展示。7)全景展示在GIS圖上全景展示仿真試驗過程中的報價情況、出清交易結果等 fn息ο分析評估平臺是負責對仿真實驗過程和結果數據進行分析處理。根據市場分析 評價理論計算各類指標、構建評價體系，並利用數據倉庫和可視化技術，對分析結果進行展 示，形成各類市場分析報告。分析評估平臺的主要任務是對市場仿真實驗的數據進行分析 計算，並給出電力市場仿真的分析結論。具體包括建立一套科學的電力市場分析評價體 系；提出電力市場定量分析評價的理論和方法；建立市場分析評價系統，通過對電力市場 交易的各環節的數據分析，對電力市場運行情況及市場力給出總體評價，對潛在市場風險 提出預警，對電力市場規則進行診斷並提出修改對策；結合實際的仿真實驗數據，將市場評 價體系和理論應用於實際，進行專題研究。分析評估平臺主要功能包括1)市場監視信息負責電力市場信息的收集、處理和展現。電力市場全部的監視、 數據挖掘和分析評估的主要結果，都通過監視信息系統來展示。監視信息由市場狀況監視、 發電方監視、購電方監視、調度執行監視4個子系統組成。2)數據挖掘分析為用戶提供了一整套數據挖掘、OLAP分析處理、數據圖形展現 的工具，包括在線分析工具、圖表定製工具和三維圖形分析工具。3)市場報表發布定製各類分析報告模板，自動生成年、月、日分析報告。電力市場仿真系統是以基礎自動化資源，包括電力市場技術支持系統、能量管理 系統(EMS)、調度員仿真系統(DTS)、通信系統等為最底層資源，搭建計算機硬體及網絡 平臺，採用大型商用資料庫等通用軟體系統搭建通用軟體平臺，並以此為基礎，開發基於 Multi-Agent技術的開放的仿真系統軟體支持平臺，為應用軟體的開發和運行提供良好的 運行環境和基礎工具。在應用軟體的功能設計上，採用「隨需應變、量體布局」的設計理念， 應用面向服務的體系結構技術，將系統分割成沒有耦合的功能域，並在每個功能域中，開發 滿足電力市場仿真需求和特性的相關組件，以J2EE架構實現「組件」化的電力市場仿真系 統，以保證系統的靈活配置，提高軟體的可用性和使用效率，以及維護、修改和補充升級的 方便性。電力市場仿真系統採用由客戶端程序/Web瀏覽器、應用伺服器、資料庫伺服器組 成的三層的B/S (瀏覽器/伺服器)結構，基於Internet技術構建，軟體系統分為了多層 來實現，包括數據層、應用服務層、展示交互層等，基於計算經濟學及實驗經濟學理論，採用 多種人工智慧算法支持的智能代理技術，綜合應用了包括J2EE架構、S0A(面向服務的架 構)技術以及GIS圖形展示方案等先進計算機開發技術，構建可以再現真實電力市場交易 環境，結構靈活，信息展示直觀的電力市場仿真系統。電力市場仿真系統軟體結構如圖2所示 ο1)展示交互層由用戶界面構成，用於處理用戶與應用程式的交互，可以是瀏覽 器或任何能夠表示數據的應用程式。在電力市場仿真系統中建議統一採用瀏覽器方式為用 戶提供交互界面。採用瀏覽器作為用戶界面一方面可以簡化客戶端程序開發工作，另一方面用戶無需再安裝相應的客戶端程序，由於瀏覽器的方便性，用戶可以在任何支持瀏覽器 的工作站上完成工作，具有很高的靈活性。其它各系統已經實踐證明這種方式完全可以滿 足系統的功能、效率、速度、安全等方面的要求。2)應用服務層由應用程式組件或業務邏輯和基礎服務設施等組成，中間層的構 建符合J2EE規範。在應用服務層中，應用程式組件確定了應用程式的業務規則，程序經常 通過業務邏輯與應用程式數據交互。基礎服務設施提供了應用程式組件要求的其他功能， 如消息、事物支持等。為了使中間層的應用程式協同工作就必須定義應用程式對象接口。接 口的作用相當於一個合同，每個對象都通過接口進行聲明，表明它將接受特定的參數、執行 特定的操作以及返回特定的結果。應用程式對象使用這些接口彼此通信。3)數據層存儲應用程式需要的數據。這些數據可以包含資料庫、XML文檔等。數 據層通過J2EE定義的數據連接技術，通過應用服務層與展示交互層進行連接。電力市場仿真系統採用多層分布式體系結構設計，開放式平臺結構，中間層及數 據伺服器均採用UNIX系統，前端採用可靠性高的微型計算機工作站；網絡配置採用乙太網 結構，主幹網採用1000M快速乙太網，保證網絡傳輸的可靠迅捷；資料庫採用大型商用數據 庫。電力市場仿真系統是一套全數字仿真系統，系統軟體採用B/S結構，系統所有應用均部 屬於伺服器端，用戶通過瀏覽器使用該系統進行仿真操作。系統硬體由4臺UNIX伺服器、 一臺Windows伺服器構成。電力市場仿真系統硬體配置如圖3所示。資料庫伺服器1和資料庫伺服器2用於存放仿真系統仿真建模平臺和運行控制 平臺數據，可運行多個資料庫實例，包括仿真建模、仿真控制、多個市場仿真對象，模擬培訓 等，根據需要同時仿真的運行環境多少可增減資料庫伺服器數量；評估伺服器用於存放仿 真系統分析評估平臺數據；計算伺服器用於部署仿真系統出清算發等服務；Web應用服務 器用於部署仿真系統服務。電力市場仿真系統包括仿真建模、運行控制、評估分析平臺，具體實施方式
如下1)仿真建模平臺主要功能包括建立與刪除場景，建立、修改與刪除市場成員，場景 聯絡線族設置，場景交易規則設置等功能。 從系統GIS主界面(如圖4)進入仿真建模平臺GIS界面，滑鼠右鍵點擊地圖的 任意位置，彈出框提示新建場景；在界面右側輸入場景參數、選擇所屬區域，點擊「新建」即 可建立新的場景，同時GIS界面動態添加此場景圖例。在仿真建模GIS系統主界面，滑鼠 左鍵點擊地圖上的場景節點，在右側界面點擊「刪除該場景」，即可刪除所選擇的場景；點擊 「進入該場景」，則可進入下一界面進行其它操作(如圖5)。 通過仿真建模GIS界面進入某場景，滑鼠左鍵點擊地圖上的成員節點，點擊右 側「修改該單位」即可在下方界面修改所選單位參數；通過GIS系統進入某場景，滑鼠左鍵 點擊地圖上的成員節點，點擊右側「刪除該單位」即可刪除所選單位；通過GIS系統進入某 場景，滑鼠右鍵點擊地圖的任意位置，可以在該位置建立新的成員，並在右側界面輸入成員 信息；根據市場成員類型的不同(分為電網公司、發電公司)，系統自動調整所需維護參數 (如圖6)。2)運行控制平臺主要功能包括配置、管理，控制執行已配置的仿真實驗方案過程， 並記錄每次仿真實驗過程數據及結果數據，全面展示仿真實驗全過程以及仿真實驗結果。(1)從系統GIS主界面進入仿真建模平臺GIS界面，在界面右側選擇所要進入的
11場景，則GIS系統自動定位到所選場景的位置；在GIS界面滑鼠左鍵點擊所要扮演的單位， 在界面右側提示用戶所選單位以及單位屬性，並列出該單位所能扮演的角色及可參加的場 景；系統根據所選角色不同，顯示此角色所做實驗的類型(計算經濟學實驗、實驗經濟學實 驗)；如果角色為交易員(計算經濟學實驗交易員、實驗經濟學實驗交易員)，則有新建實驗 的權限，其他角色只有參與已有實驗的權限(如圖7)。(2)在實驗配置界面設置實驗(包括報價方式、開始時間、結束時間)、實驗情景 (包括情景序號、情景描述、交易規則、時間類型)、實驗盤等信息(如圖8)。(3)在數據準備設置實驗所需基本數據，包括負荷預測、安全區劃分、分區負荷分 配、檢修計劃、電廠最小方式、市場成員競價能力等(如圖9)。(4)在代理報價界面設置競價成員的代理策略(包括採用報價算法《learning算 法、Greedy算法、Roth-Ever算法、PSO算法；報價策略激進型報價、中庸型報價、保守型報 價；收斂閥值介於0-1之間數字)(如圖10)；在實驗執行界面，選擇所要設置的實驗、實驗 盤等信息，啟動該實驗，可對執行過程進行暫停、繼續等操作；界面動態顯示此盤實驗各情 景各輪的交易電價信息，包括有約束出清電價、無約束出清電價、有約束加權平均電價、無 約束加權平均電價、有約束最低電價、無約束最低電價等曲線(如圖11)；並可在界面傾向 係數曲線動態顯示市場成員代理學習曲線(如圖12)。3)分析評估平臺是對仿真實驗過程和結果數據進行分析處理。根據市場分析評價 理論計算各類指標、構建評價體系，並利用數據倉庫和可視化技術，對分析結果進行展示。眷綜合評估界面顯示市場供需結構分析、市場交易價格分析、市場交易量分析、市 場信息等評估內容(如圖13)，並可通過雷達圖直觀顯示電力市場運營狀況，為實現電力市 場仿真的動態預警提供理論依據(如圖14)。通過GIS界面直觀展示市場成員報價信息及競價結果信息(如圖15)。此處已經根據特定的示例性實施例對本發明進行了描述。對本領域的技術人員來 說在不脫離本發明的範圍下進行適當的替換或修改將是顯而易見的。示例性的實施例僅僅 是例證性的，而不是對本發明的範圍的限制，本發明的範圍由所附的權利要求定義。
權利要求
一種採用SOA技術的電力市場仿真系統，包括仿真建模平臺、仿真運行控制平臺和分析評估平臺，實現了仿真實驗環境構建、仿真實驗方案配置、電力市場交易過程仿真、以及電力市場運營狀態評估的功能；該系統的功能包括針對仿真目標對象創建和配置電力市場模型 電力市場仿真實驗場景；對仿真實驗場景對應的電力系統模型數據進行管理和維護；對仿真實驗場景對應的電力市場經濟模型數據進行管理和維護；配置市場交易規則，以及交易規則對應的市場出清算法；在仿真實驗場景下可對不同的交易規則的電力市場交易進行模擬仿真採用基於智能代理的模擬和基於網絡報價的模擬兩種方式，對仿真實驗的運行全過程進行控制；提供多種Agent代理報價算法，模擬市場成員報價行為；模擬不同市場模式規則下的市場出清，研究出清電價結果，並進行綜合分析比較；仿真過程和仿真結果數據的全景展示；仿真結果動態分析、多維分析、電力市場綜合評估。
2.如權利要求1所述的系統，其特徵在於其中仿真建模平臺可根據特定的電力市場 方案及電力市場運營規則，利用系統的建模工具，建立電力市場數據模型及信息模型，電力 市場的功能模型及工作流程模型，結合電力市場成員的組織結構模型，快速構築一個仿真 實驗場景，一個仿真實驗場景與一個被仿真的實際電力市場相對應，仿真建模平臺提供GIS 圖形建模工具，在GIS圖上形象、直觀地進行仿真實驗場景的管理和市場成員的管理，所述 仿真建模平臺的主要功能包括(1)新建場景在GIS地圖上，選擇某位置，新建仿真試驗場景，設置該電力市場的基本 信息，以及包含的區域；(2)刪除場景選擇已建立的仿真試驗場景，可以刪除相關所有信息；(3)聯絡線族定義對已建立的仿真試驗場景，定義場景內聯絡線族的名稱、始端末端 區域和限值等參數；(4)交易規則設置對已建立的仿真試驗場景，定義場景內採用的交易規則，包括交易 類型、時間類型和報價容量段數等參數；(5)新建市場成員在GIS地圖上，選擇某地理位置，可新建市場成員，設置成員參數 名稱、編碼、網損係數、裝機容量和成本曲線等；(6)成員信息管理選擇已有的市場成員，可以刪除該成員相關所有信息，或者對該成 員參數進行修改編輯。
3.如權利要求1所述的系統，其特徵在於所述仿真運行控制平臺部署需要模擬的仿 真實驗環境，實現對電力市場運作全過程的模擬，包括對電力市場的數據申報、交易計算、 合同分解與管理、信息發布、計劃編制及電網運行狀態的維護等運作環節提供仿真手段；運 行控制平臺進行仿真實驗方案的配置、管理，控制執行已配置的仿真實驗方案過程，並記錄 每次仿真實驗過程數據及結果數據，全面展示仿真實驗全過程以及仿真實驗結果，所述仿 真運行控制平臺主要功能包括1)市場參數維護對仿真試驗場景的參數進行修改、維護，包括場景設置、交易規則設 置、市場成員參數設置、聯絡線族定義和代理報價預設設置等；2)系統參數維護對與場景無關的系統參數進行維護，包括交易類型設置、單位屬性 設置、區域設置和單位設置；3)試驗配置在指定的仿真運行控制環境中，根據試驗目的設置試驗方案，包括配置 仿真試驗、試驗情景和試驗盤等信息； 24)數據準備仿真交易前的市場信息準備，包括負荷預測、分區負荷分配、檢修計劃 和競價空間等；5)試驗執行根據仿真試驗的報價方式不同，試驗執行過程分為基於代理的仿真試驗 執行和基於網絡人工報價和混合報價的仿真試驗執行；6)試驗結果查詢查詢仿真試驗的報價情況、出清交易結果及成員利潤情況，以表格、 圖形和GIS等方式展示；7)全景展示在GIS圖上全景展示仿真試驗過程中的報價情況、出清交易結果等信息。
4.如權利要求1所述的系統，其特徵在於所述分析評估平臺是負責對仿真實驗過程 和結果數據進行分析處理。根據市場分析評價理論計算各類指標、構建評價體系，並利用數 據倉庫和可視化技術，對分析結果進行展示，形成各類市場分析報告；分析評估平臺的主要 任務是對市場仿真實驗的數據進行分析計算，並給出電力市場仿真的分析結論；具體包括 建立一套科學的電力市場分析評價體系；提出電力市場定量分析評價的理論和方法；建立 市場分析評價系統，通過對電力市場交易的各環節的數據分析，對電力市場運行情況及市 場力給出總體評價，對潛在市場風險提出預警，對電力市場規則進行診斷並提出修改對策； 結合實際的仿真實驗數據，將市場評價體系和理論應用於實際，進行專題研究；分析評估平 臺的主要功能包括1)市場監視信息負責電力市場信息的收集、處理和展現；電力市場全部的監視、數據 挖掘和分析評估的主要結果，都通過監視信息系統來展示；監視信息由市場狀況監視、發電 方監視、購電方監視和調度執行監視4個子系統組成；2)數據挖掘分析為用戶提供了一整套數據挖掘、OLAP分析處理、數據圖形展現的工 具，包括在線分析工具、圖表定製工具和三維圖形分析工具；3)市場報表發布定製各類分析報告模板，自動生成年、月、日分析報告。
5.如權利要求1-4所述的系統，其特徵在於該系統採用多層分布式體系結構設計， 開放式平臺結構，中間層及數據伺服器均採用UNIX系統，前端採用可靠性高的微型計算機 工作站；網絡配置採用乙太網結構，主幹網採用1000M快速乙太網，保證網絡傳輸的可靠迅 捷；資料庫採用大型商用資料庫；該系統所使用的軟體結構包括1)展示交互層由用戶界面構成，用於處理用戶與應用程式的交互，可以是瀏覽器或 任何能夠表示數據的應用程式；2)應用服務層由應用程式組件或業務邏輯和基礎服務設施等組成，中間層的構建符 合J2EE規範；3)數據層存儲應用程式需要的數據；這些數據可以包含資料庫、XML支檔等；數據層 通過J2EE定義的數據連接技術，通過應用服務層與展示交互層進行連接。
6.如權利要求1-4所述的系統，其特徵在於所述基於智能代理的模擬採用計算經濟 學實驗，所述基於網絡報價的模擬採用實驗經濟學實驗。
全文摘要
本發明提供了一種採用SOA技術的電力市場仿真系統。實現目前我國電力市場的全面仿真，為模擬不同環境條件和市場行為下的電力市場運營和電力系統運行，全面評估市場狀態，預防市場風險，驗證市場規則，研究電力市場條件下電力系統安全穩定運行策略和措施，以及培訓電力市場相關工作人員提供技術支持手段，為我國電力市場的高效良好運作提供可靠的技術分析工具。
文檔編號G06Q50/00GK101901428SQ20101023208
公開日2010年12月1日 申請日期2010年7月21日 優先權日2010年7月21日
發明者史述紅, 周海明, 李偉剛, 王文, 王海寧, 陳乃仕 申請人:中國電力科學研究院