專利名稱：一種采用soa技術的電力市場仿真系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)及其自動化領域，具體涉及一種采用SOA技術的電力市場仿
真系統(tǒng)。
背景技術：
SOA(Service-Oriented Architecture，面向服務的架構)是一個組件模型，它將 應用程序的不同功能單元(稱為服務)通過這些服務之間定義良好的接口和契約聯(lián)系起 來。接口是采用中立的方式進行定義的，它應該獨立于實現(xiàn)服務的硬件平臺、操作系統(tǒng)和編 程語言。這使得構建在各種這樣的系統(tǒng)中的服務可以以一種統(tǒng)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(xiàn)上)的特征稱為服務之間的松耦 合。松耦合系統(tǒng)的好處有兩點，一點是它的靈活性，另一點是，當組成整個應用程序的每個 服務的內部結構和實現(xiàn)逐漸地發(fā)生改變時，它能夠繼續(xù)存在。電力市場仿真系統(tǒng)仍處于一個探索階段，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(tǒng)平臺應用SOA技術構建 具有下列特征的應用程序服務松散耦合、位置透明和協(xié)議獨立?；赟OA技術應用的電力市場仿真系統(tǒng)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(xié)議標準問題，不受需要集 成的應用的技術實現(xiàn)不同的限制以及平臺的限制，實現(xiàn)了電力市場仿真系統(tǒng)的靈活性、可 重用性、開放性和可擴展性，以及仿真試驗的并行性。目前研究電力市場的主要方法有基于微觀經濟學、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，基于代理的計算經濟學的仿真法，實驗經濟學 的模擬實驗法?；谖⒂^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 響市場的各項因素采用相關理論進行研究分析。例如研究市場中發(fā)電公司的競價策略問 題，可采用博弈論方法分析得出一個策略集，而發(fā)電公司對各自的成本、收益等進行計算得 出最優(yōu)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。由于實時電力市場的特殊性與復雜性，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(guī)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(fā)現(xiàn)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范圍內去尋找電力市場的內在 規(guī)律。這些問題將影響許多重要的電力市場決策，而市場實施事后分析的代價很高，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，適應于分析復雜經濟系統(tǒng)，能檢驗各種電力市場規(guī)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(fā)現(xiàn)”制度和揭示電力市場內在規(guī)律的 研究方法。電力市場的仿真研究的方法主要分為基于代理的計算經濟學仿真和實驗經濟學 實驗。基于代理的仿真法主要是通過智能算法來代理發(fā)電公司進行競價策略選擇，然后根 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 斯提出并應用于電力工業(yè)的實驗，主要是通過搭建一個統(tǒng)一的市場平臺，設置實驗參數和 實驗環(huán)境，并由相關的人員來進行實驗，然后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，但易受干擾，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，盡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(fā)明內容
本發(fā)明的目的是基于上述計算經濟學和實驗經濟學理論，提供一種采用SOA技術 的電力市場仿真系統(tǒng)，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(xiàn)了仿真 實驗環(huán)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(tài)評估的 功能；該系統(tǒng)的功能包括針對仿真目標對象創(chuàng)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(tǒng)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(guī)則，以及交易規(guī)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(guī)則的電力市場交易進行模擬仿真采用基于 智能代理的模擬和基于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(guī)則下的市場出 清，研究出清電價結果，并進行綜合分析比較；仿真過程和仿真結果數據的全景展示；仿真 結果動態(tài)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(guī)則，利用系統(tǒng) 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，快速構筑一個仿真實驗場景，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(qū)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(lián)絡線族定義對已建立的仿真試驗場景，定義場景內聯(lián)絡線族的名稱、始端 末端區(qū)域和限值等參數；(4)交易規(guī)則設置對已建立的仿真試驗場景，定義場景內采用的交易規(guī)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、網損系數、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(huán)境，實現(xiàn)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(fā)布、計劃 編制及電網運行狀態(tài)的維護等運作環(huán)節(jié)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(zhí)行已配置的仿真實驗方案過程，并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(guī) 則設置、市場成員參數設置、聯(lián)絡線族定義和代理報價缺省設置等；2)系統(tǒng)參數維護對與場景無關的系統(tǒng)參數進行維護，包括交易類型設置、單位 屬性設置、區(qū)域設置和單位設置；3)試驗配置在指定的仿真運行控制環(huán)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(qū)負荷分配、檢修 計劃和競價空間等；5)試驗執(zhí)行根據仿真試驗的報價方式不同，試驗執(zhí)行過程分為基于代理的仿真 試驗執(zhí)行和基于網絡人工報價和混合報價的仿真試驗執(zhí)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，并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，并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(tǒng)，通過對 電力市場交易的各環(huán)節(jié)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(guī)則進行診斷并提出修改對策；結合實際的仿真實驗數據， 將市場評價體系和理論應用于實際，進行專題研究；分析評估平臺的主要功能包括4)市場監(jiān)視信息負責電力市場信息的收集、處理和展現(xiàn)；電力市場全部的監(jiān)視、 數據挖掘和分析評估的主要結果，都通過監(jiān)視信息系統(tǒng)來展示；監(jiān)視信息由市場狀況監(jiān)視、 發(fā)電方監(jiān)視、購電方監(jiān)視和調度執(zhí)行監(jiān)視4個子系統(tǒng)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(xiàn) 的工具，包括在線分析工具、圖表定制工具和三維圖形分析工具；6)市場報表發(fā)布定制各類分析報告模板，自動生成年、月、日分析報告。其中，該系統(tǒng)采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 器均采用UNIX系統(tǒng)，前端采用可靠性高的微型計算機工作站；網絡配置采用以太網結構， 主干網采用1000M快速以太網，保證網絡傳輸的可靠迅捷；數據庫采用大型商用數據庫；該系統(tǒng)所使用的軟件結構包括4)展示交互層由用戶界面構成，用于處理用戶與應用程序的交互，可以是瀏覽 器或任何能夠表示數據的應用程序；
5)應用服務層由應用程序組件或業(yè)務邏輯和基礎服務設施等組成，中間層的構 建符合J2EE規(guī)范；6)數據層存儲應用程序需要的數據；這些數據可以包含數據庫、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，所述基于智能代理的模擬采用計算經濟學實驗，所述基于網絡報價的模擬 采用實驗經濟學實驗。本發(fā)明的電力市場仿真系統(tǒng)是基于電力系統(tǒng)及電力市場理論、運籌學、計算經濟 學、實驗經濟學和系統(tǒng)控制理論以及人工智能，應用計算機、網絡通信、信息處理技術，實現(xiàn) 對電力市場的運作、電力系統(tǒng)運行以及市場成員行為的模擬仿真，實現(xiàn)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(fā)明的有益效果是 采用WebGIS技術應用到電力市場仿真系統(tǒng)支撐平臺，在GIS圖形上直接建立電 力市場模型，實現(xiàn)了基于圖庫一體化的電力市場仿真建模。 將粒子群優(yōu)化算法引入智能代理，建立了基于期望利潤最大化的智能代理報價 策略模型，并應用粒子群優(yōu)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，并抽 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(jiān)視電力市場仿真 試驗過程中的電力市場運營狀況，為實現(xiàn)電力市場仿真過程的動態(tài)預警提供理論依據。 采用SOA (Service-Oriented Architecture，面向服務的架構)技術應用的電 力市場仿真系統(tǒng)支撐平臺，實現(xiàn)了電力市場仿真系統(tǒng)的靈活性、可重用性、開放性和可擴展 性，以及仿真試驗的并行性。 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(huán)境建立、實驗方案配置、實驗程序執(zhí)行、實驗數據分析和實驗結果評價等方面進行了規(guī)定。電力市場仿真系統(tǒng)通過客觀真實再現(xiàn)電力市場交易運營的全過程，全面系統(tǒng)地論 證和分析評估電力市場理論以及市場運營規(guī)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(guī)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(jié)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(fā)明進一步說明。圖1電力市場仿真系統(tǒng)主要功能流程2電力市場仿真系統(tǒng)軟件結構3電力市場仿真系統(tǒng)硬件結構4系統(tǒng)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(tǒng)仿真建模平臺市場成員設置界面圖7系統(tǒng)運行控制平臺實驗選擇界面
圖8電力市場仿真系統(tǒng)實驗配置界面圖9電力市場仿真系統(tǒng)數據準備界面圖10電力市場仿真系統(tǒng)市場成員代理算法設置界面圖11電力市場仿真系統(tǒng)交易電價展示界面圖12電力市場仿真系統(tǒng)市場成員代理學習曲線界面圖13電力市場仿真系統(tǒng)評估分析平臺界面圖14電力市場仿真系統(tǒng)市場評估雷達15電力市場仿真系統(tǒng)市場成員交易結果GIS展示界面。
具體實施例方式本發(fā)明的系統(tǒng)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(tǒng)的設計目標是滿足國家、區(qū)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(xié)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(huán)境下 的電力系統(tǒng)仿真試驗研究基地，為電力市場設計、規(guī)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(guī)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(guī)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(tǒng)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(huán)境下電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經濟運行 問題的仿真試驗研究。對于電網模型和市場模型，能夠仿真現(xiàn)實中的擾動(如電網故障，電 力負荷的增減，氣候、經濟發(fā)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(huán)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(yǎng)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(tǒng)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(tǒng)籌 規(guī)劃、分步實施的原則，在充分利用現(xiàn)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(tǒng)的開發(fā)運行經驗，采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(fā)出具有中國特色的國際領先水平的電力市場仿真系統(tǒng)，實現(xiàn)我國三級電力 市場的全面仿真，為模擬不同環(huán)境條件和市場行為下的電力市場運營和電力系統(tǒng)運行，全 面評估市場狀態(tài)，預防市場風險，驗證市場規(guī)則，研究電力市場條件下電力系統(tǒng)安全穩(wěn)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。采用SOA技術的電力市場仿真系統(tǒng)包括仿真建模平臺、仿真運行控制平臺、分析 評估平臺，實現(xiàn)了仿真實驗環(huán)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(tài)評估的功能。系統(tǒng)主要功能包括針對感興趣的仿真對象創(chuàng)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(tǒng)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(guī)則，以及交易規(guī)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(guī)則進行模擬仿真；可采用基于智能代理的模擬(計算經濟學實驗)和 基于網絡報價的模擬(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(guī)則下的市場出 清，研究出清電價結果，并進行綜合分析比較；仿真過程和仿真結果數據的全景展示；仿真 結果動態(tài)分析、多維分析、電力市場綜合評估。電力市場仿真系統(tǒng)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(guī)則，利用系統(tǒng)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，快速構筑一個仿真實驗場景，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(qū)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(lián)絡線族定義對已建立的仿真試驗場景，定義場景內聯(lián)絡線族的名稱、始端 末端區(qū)域、限值等參數。4)交易規(guī)則設置對已建立的仿真試驗場景，定義場景內采用的交易規(guī)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、網損系數、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(huán)境，實現(xiàn)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(fā)布、計劃編制及電網運 行狀態(tài)的維護等運作環(huán)節(jié)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(zhí)行已配置的仿真實驗方案過程，并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(guī) 則設置、市場成員參數設置、聯(lián)絡線族定義、代理報價缺省設置等。2)系統(tǒng)參數維護對與場景無關的系統(tǒng)參數進行維護，包括交易類型設置、單位 屬性設置、區(qū)域設置、單位設置。3)試驗配置在指定的仿真運行控制環(huán)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(qū)負荷分配、檢修計劃、競價空間等。5)試驗執(zhí)行根據仿真試驗的報價方式不同，試驗執(zhí)行過程分為基于代理的仿真 試驗執(zhí)行和基于網絡人工報價和混合報價的仿真試驗執(zhí)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，并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，并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(tǒng)，通過對電力市場 交易的各環(huán)節(jié)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(guī)則進行診斷并提出修改對策；結合實際的仿真實驗數據，將市場評 價體系和理論應用于實際，進行專題研究。分析評估平臺主要功能包括1)市場監(jiān)視信息負責電力市場信息的收集、處理和展現(xiàn)。電力市場全部的監(jiān)視、 數據挖掘和分析評估的主要結果，都通過監(jiān)視信息系統(tǒng)來展示。監(jiān)視信息由市場狀況監(jiān)視、 發(fā)電方監(jiān)視、購電方監(jiān)視、調度執(zhí)行監(jiān)視4個子系統(tǒng)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(xiàn) 的工具，包括在線分析工具、圖表定制工具和三維圖形分析工具。3)市場報表發(fā)布定制各類分析報告模板，自動生成年、月、日分析報告。電力市場仿真系統(tǒng)是以基礎自動化資源，包括電力市場技術支持系統(tǒng)、能量管理 系統(tǒng)(EMS)、調度員仿真系統(tǒng)(DTS)、通信系統(tǒng)等為最底層資源，搭建計算機硬件及網絡 平臺，采用大型商用數據庫等通用軟件系統(tǒng)搭建通用軟件平臺，并以此為基礎，開發(fā)基于 Multi-Agent技術的開放的仿真系統(tǒng)軟件支持平臺，為應用軟件的開發(fā)和運行提供良好的 運行環(huán)境和基礎工具。在應用軟件的功能設計上，采用“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(tǒng)分割成沒有耦合的功能域，并在每個功能域中，開發(fā) 滿足電力市場仿真需求和特性的相關組件，以J2EE架構實現(xiàn)“組件”化的電力市場仿真系 統(tǒng)，以保證系統(tǒng)的靈活配置，提高軟件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(tǒng)采用由客戶端程序/Web瀏覽器、應用服務器、數據庫服務器組 成的三層的B/S (瀏覽器/服務器)結構，基于Internet技術構建，軟件系統(tǒng)分為了多層 來實現(xiàn)，包括數據層、應用服務層、展示交互層等，基于計算經濟學及實驗經濟學理論，采用 多種人工智能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(fā)技術，構建可以再現(xiàn)真實電力市場交易 環(huán)境，結構靈活，信息展示直觀的電力市場仿真系統(tǒng)。電力市場仿真系統(tǒng)軟件結構如圖2所示 ο1)展示交互層由用戶界面構成，用于處理用戶與應用程序的交互，可以是瀏覽 器或任何能夠表示數據的應用程序。在電力市場仿真系統(tǒng)中建議統(tǒng)一采用瀏覽器方式為用 戶提供交互界面。采用瀏覽器作為用戶界面一方面可以簡化客戶端程序開發(fā)工作，另一方面用戶無需再安裝相應的客戶端程序，由于瀏覽器的方便性，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(tǒng)已經實踐證明這種方式完全可以滿 足系統(tǒng)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序組件或業(yè)務邏輯和基礎服務設施等組成，中間層的構 建符合J2EE規(guī)范。在應用服務層中，應用程序組件確定了應用程序的業(yè)務規(guī)則，程序經常 通過業(yè)務邏輯與應用程序數據交互?；A服務設施提供了應用程序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序協(xié)同工作就必須定義應用程序對象接口。接 口的作用相當于一個合同，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(zhí)行 特定的操作以及返回特定的結果。應用程序對象使用這些接口彼此通信。3)數據層存儲應用程序需要的數據。這些數據可以包含數據庫、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(tǒng)采用多層分布式體系結構設計，開放式平臺結構，中間層及數 據服務器均采用UNIX系統(tǒng)，前端采用可靠性高的微型計算機工作站；網絡配置采用以太網 結構，主干網采用1000M快速以太網，保證網絡傳輸的可靠迅捷；數據庫采用大型商用數據 庫。電力市場仿真系統(tǒng)是一套全數字仿真系統(tǒng)，系統(tǒng)軟件采用B/S結構，系統(tǒng)所有應用均部 屬于服務器端，用戶通過瀏覽器使用該系統(tǒng)進行仿真操作。系統(tǒng)硬件由4臺UNIX服務器、 一臺Windows服務器構成。電力市場仿真系統(tǒng)硬件配置如圖3所示。數據庫服務器1和數據庫服務器2用于存放仿真系統(tǒng)仿真建模平臺和運行控制 平臺數據，可運行多個數據庫實例，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(huán)境多少可增減數據庫服務器數量；評估服務器用于存放仿 真系統(tǒng)分析評估平臺數據；計算服務器用于部署仿真系統(tǒng)出清算發(fā)等服務；Web應用服務 器用于部署仿真系統(tǒng)服務。電力市場仿真系統(tǒng)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(lián)絡線族設置，場景交易規(guī)則設置等功能。 從系統(tǒng)GIS主界面(如圖4)進入仿真建模平臺GIS界面，鼠標右鍵點擊地圖的 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(qū)域，點擊“新建”即 可建立新的場景，同時GIS界面動態(tài)添加此場景圖例。在仿真建模GIS系統(tǒng)主界面，鼠標 左鍵點擊地圖上的場景節(jié)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，鼠標左鍵點擊地圖上的成員節(jié)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(tǒng)進入某場景，鼠標左鍵 點擊地圖上的成員節(jié)點，點擊右側“刪除該單位”即可刪除所選單位；通過GIS系統(tǒng)進入某 場景，鼠標右鍵點擊地圖的任意位置，可以在該位置建立新的成員，并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(fā)電公司)，系統(tǒng)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(zhí)行已配置的仿真實驗方案過程， 并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(tǒng)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(tǒng)自動定位到所選場景的位置；在GIS界面鼠標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，并列出該單位所能扮演的角色及可參加的場 景；系統(tǒng)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(guī)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(qū)劃分、分區(qū)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(包括采用報價算法《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；收斂閥值介于0-1之間數字)(如圖10)；在實驗執(zhí)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(zhí)行過程進行暫停、繼續(xù)等操作；界面動態(tài)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)；并可在界面傾向 系數曲線動態(tài)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，并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)，并可通過雷達圖直觀顯示電力市場運營狀況，為實現(xiàn)電力市 場仿真的動態(tài)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(fā)明進行了描述。對本領域的技術人員來 說在不脫離本發(fā)明的范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(fā)明的范圍的限制，本發(fā)明的范圍由所附的權利要求定義。
權利要求
一種采用SOA技術的電力市場仿真系統(tǒng)，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(xiàn)了仿真實驗環(huán)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(tài)評估的功能；該系統(tǒng)的功能包括針對仿真目標對象創(chuàng)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(tǒng)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(guī)則，以及交易規(guī)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(guī)則的電力市場交易進行模擬仿真采用基于智能代理的模擬和基于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(guī)則下的市場出清，研究出清電價結果，并進行綜合分析比較；仿真過程和仿真結果數據的全景展示；仿真結果動態(tài)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(tǒng)，其特征在于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(guī)則，利用系統(tǒng)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，快速構筑一個仿真 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(qū)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(lián)絡線族定義對已建立的仿真試驗場景，定義場景內聯(lián)絡線族的名稱、始端末端 區(qū)域和限值等參數；(4)交易規(guī)則設置對已建立的仿真試驗場景，定義場景內采用的交易規(guī)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、網損系數、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(tǒng)，其特征在于所述仿真運行控制平臺部署需要模擬的仿 真實驗環(huán)境，實現(xiàn)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(fā)布、計劃編制及電網運行狀態(tài)的維護等運作環(huán)節(jié)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(zhí)行已配置的仿真實驗方案過程，并記錄 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(guī)則設 置、市場成員參數設置、聯(lián)絡線族定義和代理報價缺省設置等；2)系統(tǒng)參數維護對與場景無關的系統(tǒng)參數進行維護，包括交易類型設置、單位屬性 設置、區(qū)域設置和單位設置；3)試驗配置在指定的仿真運行控制環(huán)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(qū)負荷分配、檢修計劃 和競價空間等；5)試驗執(zhí)行根據仿真試驗的報價方式不同，試驗執(zhí)行過程分為基于代理的仿真試驗 執(zhí)行和基于網絡人工報價和混合報價的仿真試驗執(zhí)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(tǒng)，其特征在于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，并利用數 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，并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(tǒng)，通過對電力市場交易的各環(huán)節(jié)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(guī)則進行診斷并提出修改對策； 結合實際的仿真實驗數據，將市場評價體系和理論應用于實際，進行專題研究；分析評估平 臺的主要功能包括1)市場監(jiān)視信息負責電力市場信息的收集、處理和展現(xiàn)；電力市場全部的監(jiān)視、數據 挖掘和分析評估的主要結果，都通過監(jiān)視信息系統(tǒng)來展示；監(jiān)視信息由市場狀況監(jiān)視、發(fā)電 方監(jiān)視、購電方監(jiān)視和調度執(zhí)行監(jiān)視4個子系統(tǒng)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(xiàn)的工 具，包括在線分析工具、圖表定制工具和三維圖形分析工具；3)市場報表發(fā)布定制各類分析報告模板，自動生成年、月、日分析報告。
5.如權利要求1-4所述的系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)采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采用UNIX系統(tǒng)，前端采用可靠性高的微型計算機 工作站；網絡配置采用以太網結構，主干網采用1000M快速以太網，保證網絡傳輸的可靠迅 捷；數據庫采用大型商用數據庫；該系統(tǒng)所使用的軟件結構包括1)展示交互層由用戶界面構成，用于處理用戶與應用程序的交互，可以是瀏覽器或 任何能夠表示數據的應用程序；2)應用服務層由應用程序組件或業(yè)務邏輯和基礎服務設施等組成，中間層的構建符 合J2EE規(guī)范；3)數據層存儲應用程序需要的數據；這些數據可以包含數據庫、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(tǒng)，其特征在于所述基于智能代理的模擬采用計算經濟 學實驗，所述基于網絡報價的模擬采用實驗經濟學實驗。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種采用SOA技術的電力市場仿真系統(tǒng)。實現(xiàn)目前我國電力市場的全面仿真，為模擬不同環(huán)境條件和市場行為下的電力市場運營和電力系統(tǒng)運行，全面評估市場狀態(tài)，預防市場風險，驗證市場規(guī)則，研究電力市場條件下電力系統(tǒng)安全穩(wěn)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(yōu)先權日2010年7月21日
發(fā)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