高麗萍 艾 淵

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司計(jì)量中心）

0 引言

在現(xiàn)代化的工業(yè)化過程中，市場(chǎng)在資源配置中扮演著舉足輕重的角色。本文致力于開發(fā)一款具有多種設(shè)備互聯(lián)功能、可擴(kuò)充性的可擴(kuò)充驅(qū)動(dòng)器，能夠?qū)⑵渌O(shè)備與環(huán)境檢測(cè)設(shè)備、安全設(shè)備等相連接。除傳統(tǒng)的以太網(wǎng)絡(luò)界面之外，該網(wǎng)關(guān)還提供一個(gè)可訪問和連接的功能。在將來的大部分使用者計(jì)劃中，只要一個(gè)智慧的網(wǎng)口就可以把所有的裝置都連接起來，開發(fā)和擴(kuò)充新的裝置。由傳感器（智能型儀表）等收集到各個(gè)環(huán)路的能耗等能量，并使用相應(yīng)的協(xié)議來收集這些數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理后，再由互聯(lián)網(wǎng)連接到云端的服務(wù)器，將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝傳輸，然后以視頻的形式上載到云服務(wù)平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、運(yùn)行和管理的一體化。

1 中國(guó)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的關(guān)鍵特征及不平衡風(fēng)險(xiǎn)

目前，電力現(xiàn)貨市場(chǎng)既包含當(dāng)日市，也包含即時(shí)市況，而且新增一項(xiàng)由可靠度機(jī)組聯(lián)合檢驗(yàn)組成的聯(lián)合調(diào)節(jié)，并采取全電量申報(bào)、集中優(yōu)化出清的方法進(jìn)行。在電力現(xiàn)貨交易的構(gòu)成上，電力現(xiàn)貨交易系統(tǒng)有別于其他的集中式現(xiàn)貨交易系統(tǒng)，它是在當(dāng)日和即時(shí)兩個(gè)時(shí)段間添加一個(gè)作為緩沖器的日間調(diào)節(jié)，以滿足因機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)、新能源出力預(yù)報(bào)等因素影響的聯(lián)合調(diào)節(jié)。日間機(jī)組的組合調(diào)節(jié)部分的增多，不僅有利于電網(wǎng)的安全、平穩(wěn)運(yùn)營(yíng)，也有利于降低不均衡的成本，同時(shí)，由于在一天之內(nèi)，沒有對(duì)出清的電價(jià)進(jìn)行調(diào)節(jié)，不對(duì)現(xiàn)貨市場(chǎng)的價(jià)格出清產(chǎn)生影響，值得其他現(xiàn)貨試點(diǎn)學(xué)習(xí)借鑒。目前，在現(xiàn)貨市場(chǎng)上，以節(jié)點(diǎn)電價(jià)為基礎(chǔ)，包括系統(tǒng)的電量?jī)r(jià)格和阻塞電價(jià)，其中，系統(tǒng)的電能價(jià)格是指整個(gè)市場(chǎng)的供電需求，而阻塞價(jià)格則是指節(jié)點(diǎn)所在位置的電網(wǎng)阻塞情況。節(jié)點(diǎn)電價(jià)不僅能夠有效地體現(xiàn)電網(wǎng)中不同空間維度的能量和輸電線路的堵塞狀況，而且能夠?yàn)殡娋W(wǎng)的構(gòu)建起到更好的定價(jià)作用?，F(xiàn)貨交易在最初的時(shí)候就包含輔業(yè)市場(chǎng)，因此，“現(xiàn)貨＋輔業(yè)”的雙重市場(chǎng)結(jié)構(gòu)更符合現(xiàn)貨市場(chǎng)的設(shè)計(jì)思路，同時(shí)，由于輔助服務(wù)的市場(chǎng)和能力補(bǔ)償機(jī)制的逐步完善而得到解決。在電力市場(chǎng)化的早期階段，由于國(guó)家規(guī)劃用電還沒有實(shí)行，所以在電力市場(chǎng)中還有一些非居民用戶和電力用戶，比如供熱、核電、新能源等，以政府核準(zhǔn)的價(jià)格進(jìn)行交易。在非電力市場(chǎng)上，在扣除了電力優(yōu)先權(quán)后，不能與合同電力總量相適應(yīng)的情況下，可以采取“以用定發(fā)”的方式來達(dá)到收支平衡［1］。

2 交易管理機(jī)制的要素分析

目標(biāo)的確定是經(jīng)營(yíng)的先決條件，決定著制度、方法、資源配置的導(dǎo)向與準(zhǔn)則。在確定交易對(duì)象時(shí)應(yīng)從以下五個(gè)角度進(jìn)行：一是根據(jù)電力企業(yè)的特征和市場(chǎng)情況，通過對(duì)其優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)進(jìn)行分析，找到正確的發(fā)展方向；二是風(fēng)險(xiǎn)和收益的均衡，電量和利潤(rùn)的均衡；三是各時(shí)期的發(fā)展對(duì)象有差異，應(yīng)區(qū)分短期與長(zhǎng)期；四是妥善處理（發(fā)電站）與全局（企業(yè)效益最大化）之間的協(xié)調(diào)；五是堅(jiān)決貫徹落實(shí)發(fā)展和改革的方針。包括機(jī)構(gòu)與職責(zé)、授權(quán)、程序、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等各要素有機(jī)統(tǒng)一、系統(tǒng)運(yùn)作。在系統(tǒng)構(gòu)建中要遵循三個(gè)基本原理：一是從現(xiàn)實(shí)需要入手，抓住規(guī)律與效益之間的均衡；二是循序漸進(jìn)，根據(jù)需要的緊迫度逐步進(jìn)行；三是適應(yīng)性，隨著電力行業(yè)發(fā)展規(guī)律的變化，以及電力企業(yè)在各個(gè)發(fā)展時(shí)期面臨的問題，必須不斷地檢討其適應(yīng)性，適度創(chuàng)新。企業(yè)的經(jīng)營(yíng)活動(dòng)以人才和資訊為中心，人的層面注重建立和提升個(gè)人的意志和實(shí)力，并在業(yè)務(wù)發(fā)展中不斷完善交易隊(duì)伍。建立合理穩(wěn)定的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)，要建立起一套行之有效的考核與獎(jiǎng)勵(lì)制度，以實(shí)現(xiàn)個(gè)人的愿望與能力之間的互動(dòng)。資訊層面重視資訊的獲得與使用，以法律法規(guī)為基礎(chǔ)，想方設(shè)法取得資訊，為買賣決定之“糧草”；依托信息化、智能化手段，有效地使用各種資料；保證資料的安全性和保密性。包括交易策略，業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)，市場(chǎng)模擬等。在實(shí)際操作中，通過反復(fù)的累積，最終構(gòu)建一個(gè)戰(zhàn)略數(shù)據(jù)庫，為企業(yè)的業(yè)務(wù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基石。建立商業(yè)信息系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)全過程的信息化，在提高企業(yè)的安全性和保密性的前提下，提高企業(yè)的經(jīng)營(yíng)效率。通過對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行模擬，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的邊際價(jià)格和優(yōu)化交易的優(yōu)化，并對(duì)交易者進(jìn)行訓(xùn)練。

3 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境與技術(shù)

多用途電能表協(xié)定是《多功能電能表通信協(xié)約》，用于多用途電能計(jì)量和局域網(wǎng)中的手機(jī)或其他數(shù)據(jù)終端裝置的點(diǎn)到點(diǎn)或主要數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。其他具備通訊能力的儀表，例如單相儀表，多費(fèi)率儀表可以供用戶選擇。資料網(wǎng)關(guān)技術(shù)是指將各種通訊設(shè)備與資料進(jìn)行互聯(lián)，以達(dá)到資料的轉(zhuǎn)換。首先，要實(shí)現(xiàn)多個(gè)系統(tǒng)之間的物理鏈接，并依據(jù)不同的通訊協(xié)定，利用許可的界面進(jìn)行軟件的互聯(lián)。通過數(shù)據(jù)的接收、提取和傳輸?shù)忍幚?，可以完成?shù)據(jù)的傳輸。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，就是將數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行精簡(jiǎn)，將多余的數(shù)據(jù)進(jìn)行提煉，從而減少員工的工作量，方便他們?cè)谶M(jìn)行數(shù)據(jù)分析和回饋的時(shí)候，獲得更多的信息，這樣在管理者的工作中，就能起到事半功倍的作用。

該系列單片機(jī)易于用文字編程，并且內(nèi)置多個(gè)界面。往往在企業(yè)的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)中，把界面轉(zhuǎn)化為線路，或者把界面轉(zhuǎn)化為通訊模塊，與其他公司一起組成通訊節(jié)點(diǎn)。載波通訊模塊將單片機(jī)與端口相連，有些重型機(jī)械需要網(wǎng)絡(luò)接入，可以在不同的信道中進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，最關(guān)鍵的是，它的要求與協(xié)議一致，可以保證數(shù)據(jù)的傳遞。在電力公司的電力調(diào)度和控制系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理、模式識(shí)別和模式分析是數(shù)據(jù)挖掘的關(guān)鍵技術(shù)。①資料來源：該環(huán)節(jié)的工作是對(duì)網(wǎng)站的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容進(jìn)行解析，利用該軟件來獲得網(wǎng)站的信息。這個(gè)過程中收集到的數(shù)據(jù)都是原始的，所以沒有經(jīng)過任何的加工，因此，這些數(shù)據(jù)需要經(jīng)過預(yù)處理，主要是清理數(shù)據(jù)，離散化等等。經(jīng)過預(yù)置之后，整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)都會(huì)有很大的提升，可以節(jié)省大量的時(shí)間和精力。②資料的轉(zhuǎn)化與整合：此環(huán)節(jié)的工作就是將所收集到的資料以特定的形式儲(chǔ)存于檔案中，以便日后查閱資料時(shí)，也可提升資料之使用。③模式辨識(shí)：本步驟所提供的資料更為清楚和全面。通過關(guān)聯(lián)規(guī)則分析、聚類分析、統(tǒng)計(jì)分析等方法，可以進(jìn)一步發(fā)掘出已存在的數(shù)據(jù)挖掘模型。④模式識(shí)別：通過對(duì)所加工的資料進(jìn)行綜合、歸納，形成直觀的圖形和文本說明。

4 數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

本系統(tǒng)采用單片機(jī)，由藍(lán)牙模塊，無線通訊模塊，時(shí)鐘日歷模塊，內(nèi)存模塊等模塊構(gòu)成。如果單片機(jī)有兩條接口，那就是兩個(gè)串行接口，每個(gè)接口都有一個(gè)USB接口。工作原理是從日歷上的時(shí)鐘上提取本地的時(shí)間，然后利用這兩種不同的技術(shù)，將采集到的信息存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫和云端的服務(wù)器中。在特定的實(shí)際使用中，采用目前主流廠商的主控網(wǎng)關(guān)單片機(jī)。許多市場(chǎng)上的主流MCU都是采用雙端口作為內(nèi)嵌式，因?yàn)樗膫鬏斔俣群蛿?shù)據(jù)都要比Bluetooth高，而且穩(wěn)定性也很高，不會(huì)被比如墻之類的設(shè)備所影響?，F(xiàn)在市場(chǎng)上最好的無線通訊系統(tǒng)，也就是一公里左右的距離，而一家大型公司，所能提供的范圍絕對(duì)超過這一點(diǎn)。藍(lán)牙一般都是一人一組，而模塊則是多人一組，一旦建立一條連接線，就可以通過它來進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，就像是在家的時(shí)候，可以通過移動(dòng)電話和計(jì)算機(jī)來操控整個(gè)家庭。從網(wǎng)絡(luò)到云端的整個(gè)過程：網(wǎng)絡(luò)斷開電源，進(jìn)入工作狀態(tài)，然后讀取與自己相連的智能裝置的信息。常規(guī)操作，就是對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行一次訪問時(shí)，網(wǎng)絡(luò)將會(huì)試圖與云端進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的鏈接，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)被云計(jì)算平臺(tái)驗(yàn)證后，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)，將會(huì)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送上一次的動(dòng)態(tài)偏差大小。云計(jì)算平臺(tái)還將把該鏈接保存到系統(tǒng)中，上載頻率的動(dòng)態(tài)漂移以毫秒為單位，由云端服務(wù)端的程序根據(jù)目前的網(wǎng)關(guān)的上載速度來決定，這樣可以防止多個(gè)網(wǎng)關(guān)同時(shí)進(jìn)行上傳。一般情況下，如果連接失敗，這個(gè)連接將繼續(xù)存在，而如果下次再上載的時(shí)候判斷出這個(gè)鏈接失敗，將會(huì)再次進(jìn)行［2］。

5 結(jié)束語

綜上所述，本文對(duì)電力交易中的企業(yè)配電計(jì)量與監(jiān)控管理系統(tǒng)進(jìn)行理論上的設(shè)計(jì)，同時(shí)也對(duì)其進(jìn)行功能、模塊、硬件的設(shè)計(jì)，其中包括軟件的開發(fā)與技術(shù)，規(guī)范的控制節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、企業(yè)監(jiān)控與監(jiān)控管理的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)等方面的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。