基于计量自动化系统的电力动态交易结算方法研究

左黎斌，何 静（云南电网有限责任公司 保山供电局，云南 保山 678000）

基于计量自动化系统的电力动态交易结算方法研究

左黎斌，何 静
（云南电网有限责任公司 保山供电局，云南 保山 678000）

介绍电力动态交易结算方法研究的背景和意义，提出电力动态交易结算的2种计算模型，最后设计出适用于云南保山供电局营销结算的电力动态交易结算系统。该结算系统以保山供电局“四合一”计量自动化系统中的数据作为基础数据源，实现保山供电局实时分类转供和综合转供电量交易结算自动计算，大幅度提高了工作效率和结算的可靠性。

电力动态交易结算；分类转供；综合转供；过站；过网

云南省保山电网相对于整个云南电网来说属于一个特殊的电网。在保山地区存在2个相互独立的电力供应主体，一个是保山供电局，另一个是保山电力股份有限公司。保山供电局经营管理220 kV及以上电压等级的电网，保山电力股份有限公司经营管理220 kV以下电压等级的电网，2个供电主体之间通过110 kV线路实现并网互联。

保山供电局与保山电力股份有限公司实行过站、过网转供和余缺电量购售的交易模式，根据负荷特性分类转供，实时结算过站、过网和下省网电量，同时收购上网电量，各购售电关口按合同电价分别结算。随着电网规模的扩大和供电负荷的增加以及电网控制方式的变化，电网的网对网交易、点对网交易其交易主体和类型越加复杂化［1］。保山电网的发展壮大使得2个供电主体之间的并网联络线随之增加，动态转供逻辑关系更加复杂化。现有的人工辅助计算难以适应电网的发展趋势，每增加一个关口需要重新编制计算模型，并且在交易结算中存在较大的差错风险。目前，“四合一”计量自动化系统建设标准难以满足特殊的应用需求，保山供电局特殊的交易结算模式难以通过关口上传数据，在营销系统中实现自动算量、算费。因此，需要设计一套能减少人工计算工作量、能提高工作效率、能适应电网发展趋势的电力动态交易结算系统来满足电力市场管理的要求。

1 电力动态交易结算方法的计算模型

电力市场的本质特征是引入竞争，提高效率，促进公平交易［2］。在一套完整的电力市场规则体系中，交易电量结算模式是市场运营规则的核心组成部分，与市场参与者有着非常密切的关系［3—4］。

保山地区的交易模式是基于本地电源就地转供不同经营实体而派生出来的特殊电力交易模式，针对此交易模式，本文结合现有的计算方法，设计出既能满足当前的电力交易结算又能适应未来电网发展需求的计算模型，在现有电力交易结算的基础上设计出适用于保山供电局目前结算的分类转供电计算模型，考虑到未来2个电力供应主体之间确定综合转供电电价后的结算模式，设计出综合转供电计算模型。2种计算模型都是基于“四合一”计量自动化系统而实现电量、电费的自动计算。

1.1 “四合一”计量自动化系统

“四合一”计量自动化系统是将原来互相独立电能量采集、配变监测、电力负荷控制和低压集抄整合改造为“四合一”的计量自动化系统，实现电能量数据的统一存储、统一运用和统一管理的系统［5］。系统采用统一的数据存储管理技术，对采集的各类原始数据和应用数据进行分类存储和管理，提供系统级和应用级完备的数据备份和恢复机制。系统提供采集数据完整性、正确性的检查和分析手段，发现异常数据或数据不完整时自动进行补采；提供数据异常事件记录和告警功能，对于异常数据不予自动修复，并限制其发布，保证原始数据的唯一性和真实性［6］。本文研究的电力动态交易结算过程中所有电量数据由“四合一”计量自动化系统提供。

1.2 分类转供电计算模型

目前，保山供电局管辖6座220 kV变电站，其中2座变电站通过220 kV线路与省网相联，3家电厂通过3座变电站并网。保山电力股份有限公司通过6座变电站的110 kV线路与保山供电局并网。

分类转供电是指转供电源以过站、过网2种形式转供用户，并按不同电价进行结算的交易模式。参与分类转供计算的电量以并网站为单元，按小电、苏帕河电厂、腾龙桥二级电厂、槟榔江电厂4类进行小时电量合并，以每个变电站的合并电量数据分别参与每小时的转供电量计算，参与分类转供计算的电量小电上网电量、苏帕河电厂上网电量、腾龙桥二级电厂上网电量、槟榔江电厂上网电量。不参与转供计算的电量按用户进行单独统计，不参与转供计算的电量包括110 kV并网联络线下网电量、苏帕河电厂下网电量、腾龙桥二级电厂下网电量、槟榔江电厂下网电量、大工业用电下网电量。不参与转供计算的电量在统计过程中只需要将其关口计量点每月的止度减去起度便可以得到结算电量。本文所研究的电力动态交易结算系统中包含不参与转供计算的电量统计，其统计过程比较简单，因此在本文中不作论述。

分类转供电售电结算逻辑如图1所示。

图1中，“小电”指的是110 kV联络线中各个关口计量点的上网电量；“变电站售电”指的是每个变电站各个关口计量点下网电量总和。

图1 分类转供电售电结算逻辑图

1.2.1 分类转供电的优先顺序

分类转供电在转供计算过程中人为规定了3种优先顺序，分别是：过站过网优先顺序、电源侧优先顺序、受电侧优先顺序。规定其具体规则如下。

（1）过站、过网优先顺序：先过站转供，后过网转供。因过站转供电量的电度电价低于过网转供的电度电价，所以优先考虑过站后考虑过网。

（2）电源侧优先顺序：先小电，后电厂。即小电上网—苏帕河电厂上网—腾龙桥二级电厂上网—槟榔江电厂上网。因小电上网电量是来自保山电力股份有限公司，根据合同约定应先转供其上网电量，后转供电厂的上网电量。

（3）受电侧优先顺序分为按变电站投产的时间顺序和按就近物理连接顺序，这种规定便于电量数据统计，不会对最终的结算数据造成影响。

·小电上网的优先顺序是按照各个变电站投产的时间顺序来确定的。各站合并上网电量先转本站合并下网，再按保山变—朝阳变—腾冲变—黄龙变—施甸变—昌宁变的顺序逐站转供各站合并下网，以并网站小电上网合并电量为限。

·苏帕河电厂上网的优先顺序是按照就近物理连接原则来确定的。苏帕河电厂与朝阳变并网，先转供朝阳变合并下网，再按照如图1所示的连接顺序逐站转供各站合并下网，即朝阳变—黄龙变—施甸变—昌宁变—保山变—腾冲变，以本厂上网合并电量为限。

·腾龙桥二级电厂的优先顺序也是按照就近物理连接原则来确定的。腾龙桥二级电厂与黄龙变并网，先转供黄龙变合并下网，再按照如图1所示的连接顺序逐站转供各站合并下网，即黄龙变—朝阳变—施甸变—昌宁变—保山变—腾冲变，以本厂上网合并电量为限。

·槟榔江电厂的优先顺序同样也是按照就近物理连接原则来确定的。槟榔江电厂与黄腾冲变并网，先转供腾冲变合并下网再按照如图1所示的连接顺序逐站转供各站合并下网，即腾冲变—保山变—昌宁变—施甸变—黄龙变—朝阳变，以本厂上网合并电量为限。

1.2.2 分类转供电的电量统计

分类转供电在电量统计过程中主要由小电上网、苏帕河电厂上网、腾龙桥二级电上网、槟榔江电厂上网的过站转供电量和过网转供电量组成。具体的统计方法如下。

（1）过站转供电量Pgz

·小电上网过站转供电量Pxgz

式中：Pxi表示电上网电量在并网站内合并后在本站内转供的下网电量；i表示变电站的数量。随着电网的发展相应的并网站会随之增加。

·苏帕河电厂过站转供电量Psgz

式中：Psi表示苏帕河电厂与相联并网站内的上网电量合并后在本站内转供的下网电量；i表示变电站的数量。并网站会随着电网的发展而增加。

·腾龙桥二级电厂过站转供电量Ptgz

式中：Pti表示腾龙桥二级电厂与相联并网站内的上网电量合并后在本站内转供的下网电量；i表示变电站的数量。并网站会随着电网的发展而增加。

·槟榔江电厂过站转供电量Pbgz

式中：Pbi表示槟榔江电厂与相联并网站内的上网电量合并后在本站内转供的下网电量；i表示变电站的数量。并网站会随着电网的发展而增加。

上述Pxi、Psi、Pti、Pbi这些电量首先从“四合一”计量自动化系中获取基础数据（即每个关口计量点的上网电量），然后在电力动态交易结算系统中通过比较法得到。

综上，过站转供总电量表示为

（2）过网转供电量Pgw

·小电上网过网转供电量Pxgw

式中：Pxj表示小电上网电量合并后在其他变电站内转供的下网电量；j表示变电站的数量。随着电网的发展相应的变电站会随之增加。

·苏帕河电厂过网转供电量Psgw

式中：Psj表示苏帕河电厂上网电量合并后在其他变电站内转供的下网电量；j表示变电站的数量。随着电网的发展相应的变电站会随之增加。

·腾龙桥二级电厂过网转供电量Ptgw

式中：Ptj表示腾龙桥二级电厂上网电量合并后在其他变电站内转供的下网电量；j表示变电站的数量，随着电网的发展相应的变电站会随之增加。

·槟榔江电厂过网转供电量Pbgw

式中：Pbj表示槟榔江电厂上网电量合并后在其他变电站内转供的下网电量；j表示变电站的数量。随着电网的发展相应的变电站会随之增加。

上述Pxj、Psj、Ptj、Pbj这些电量首先从“四合一”计量自动化系中获取基础数据（即每个关口计量点的上网电量），然后在电力动态交易结算系统中通过比较法得到。

综上，过网转供总电量表示为

1.3 综合转供电计算模型

综合转供电是指转供电源不细分过站、过网转供方式，只按电价和优先顺序对总下网需求进行转供，按不同电价进行结算的交易模式。

参与综合转供计算的电量以并网站为单元，按小电、苏帕河、腾龙桥二级、槟榔江电厂4类进行小时电量合并，并以合并数据分别参与每小时的转供电量计算。其电源侧转供计算的优先顺序与分类转供计算的优先顺序相同，在这里就不一一阐述。其受电侧转供计算的优先顺序规则如下。

（1）小电上网：保山变—朝阳变—腾冲变—黄龙变—施甸变—昌宁变，（投产时间顺序）。各站合并上网电量按以上顺序逐站对下网总电量进行转供（以本站小电上网合并电量为限），小电上网转供结束，剩余电量不再参与后续计算。

（2）苏帕河电厂上网：对小电上网转供剩余下网总电量进行转供（以该厂上网合并电量为限），发电转供剩余电量不再参与后续计算。

（3）腾龙桥二级电厂上网：对小电上网及苏帕河电厂上网转供剩余下网总电量进行转供（以该厂上网合并电量为限），发电转供剩余电量不再参与后续计算。

（4）槟榔江电厂上网：对小电上网、苏帕河电厂及腾龙桥二级转供剩余下网总电量进行转供（以该厂上网合并电量为限），发电转供剩余电量不再参与后续计算。

综合转供电的电量统计规则如下。

·小电综合转供电量Pxz

式中：Pxm表示每个变电站小电上网转供电量的总和；m表示变电站的数量。随着电网的发展相应的变电站会随之增加。

·苏帕河电厂综合转供电量Psz

式中：Psm表示苏帕河电厂在相联并网站上网转供电量的总和；m表示变电站的数量，并网站会随着电网的发展而增加。

·腾龙桥二级电厂综合转供电量Ptz

式中：Ptm表示腾龙桥二级电厂在相联并网站上网转供电量的总和；m表示变电站的数量。并网站会随着电网的发展而增加。

·槟榔江电厂综合转供电量Pbz

式中：Pbm表示槟榔江电厂在相联并网站上网转供电量的总和；m表示变电站的数量，并网站会随着电网的发展而增加。

上述Pxm、Psm、Ptm、Pbm这些电量首先从“四合一”计量自动化系中获取基础数据（即每个关口计量点的上网电量），然后在电力动态交易结算系统中通过比较法得到。

综上，综合转供总电量表示为

2 电力动态交易结算系统

电力动态交易结算系统是在保山供电局“四合一”自动化系统的基础上集分类转供电计算、综合转供电计算、电价配置、电费结算等功能于一体的结算系统。计量自动化系统是一套涵盖全网各种计量点及采集终端，集信息采集、监控、分析和计量管理于一体的应用平台［7］。

电力动态交易结算系统分为基础档案、数据准备、结果展示3个部分。其中基础档案包括参数配置和参数修正；数据准备包括数据抽取和数据计算；结果展示包括数据展示和报表生成。该系统的逻辑图如图2所示。

图2 电力动态交易结算系统逻辑图

2.1 电力动态交易结算系统基础档案

2.1.1 参数配置

参数配置包括电价配置，变电站上下网点配置，转供优先顺序配置，计算模型配置。电价配置主要完成各类上网电价的配置，由保山供电局正在执行的各类电价组成；变电站上下网点配置主要完成各个参与计算的变电站上网点和下网点的配置，其与计量自动化系统的数据对象关联；转供优先顺序配置主要完成各个参与统计分析的变电站的转供优先顺序，可分别对电源侧、受电侧的转供次序进行先后关系配置；计算模型配置主要完成各个统计分析模型的计算模式配置，可分别对分类转供、综合转供的计算公式进行配置。电力动态交易结算系统提供参数配置的输入界面，可输入各类参数的详细信息供后继计算和页面展示使用。

2.1.2 电量对象配置

电量对象信息是指电网交易结算中所需的对象信息。一般来说，电量对象信息包括各上网电量，下网电量，过站转供电量，过网转供电量，趸售电量，下省网电量，剩余电量以及综合电量等。在电力动态交易结算系统中，用于分类转供电计算模型和综合计算模型中参与计算电费的对象，可以将它们的基本电价进行相应的配置。同时，该系统可以实现对电量对象进行增增减、删除、修改、查找等操作。

2.2 电力动态交易结算系统数据准备

2.2.1 数据抽取

数据抽取是指从计量自动化系统数据库中将需要用到的电量数据抽取并保存到单独的数据表用于数据计算，并永久保留。数据抽取时间间隔为1 h，采用数据源直接读取计量自动化系统相应数据，抽取过程中不做任何处理。抽取流程如图3所示。

图3 数据抽取流程图

2.2.2 数据计算

数据计算可根据预先配置好的电价、变电站的上下网点、转供优先顺序、计算公式，计量自动化系统抽取过来的电量数据进行计算。数据计算可分为分类计算与综合计算。

（1）分类计算

计算出各变电站的下网电量、分类上网电量，并按照计算公式计算出下网总电量、分类过站电量、分类过网电量、趸售总电量。其中趸售总电量是指下省网电量、过站转供电量、过网转供电量之和。

（2）综合计算

计算出各变电站的下网电量、综合上网电量，并按照计算公式计算出下网总电量、综合转供电量、趸售总电量、综合剩余电量。其中趸售总电量是指下省网电量、综合转供电量之和。综合剩余电量是指电量在每小时转供的过程中转供剩余电量的总和，这部分电量也称为省网统一收购总电量。

保山供电局与保山电力股份有限公司结算的所有计量关口点都在保山供电局所辖变电站内，因此所有电量数据的计算都不包括损耗电量。

2.3 电力动态交易结算系统结果展示

2.3.1 分类电量动态交易结果

通过动态交易结算系统可以方便快捷的查看分类电量日/月结算报表（见表1），也可以实时监控到分类电量动态交易曲线（见图4）。该系统提供了保山供电局所需要的分类电量动态交易所涉及的合并计算日报表、电量电费月度结算报表等，便于日常工作，提高工作效率，增加交易结算的准确性。

图4 电量曲线

表1 某年11月1日—11月30日售电量月度结算报表

2.3.2 综合电量动态交易结果

综合和电量动态交易结果主要用于保山供电局和保山电力股份有限公司在确定综合转供电价以后的电力交易结算。因此，也将其在电力动态交易结算系统中展示出来，便于以后的交易结算。如表2所示。

表2 综合电量动态交易结果

3 结束语

鉴于云南省保山供电局特殊的交易结算模式，以及计量“四合一”系统尚未满足保山供电局的这种特殊应用，本文提出了电力动态交易结算方法的研究，并将分类转供计算模型和综合转供计算模型嵌入“四合一”计量自动化系统，开发出电力动态交易结算系统，实现了保山供电局现有经营模式下的实时分类和综合转供电量交易结算，成功解决了人工辅助计算工作强度大、效率低、准确度差的问题，有效的规避了计量差错风险和大幅提升了工作效率。

［1］ 张勇，傅金羽，徐正山，等.华北电网一体化电能量计量计费系统设计和实现［J］.电力系统自动化，2009（22）：57-60.

［2］ 祝兴林.对华东电力市场结算方式的探讨［J］.电力系统自动化.2007（2）：98-101.

［3］ 高志华，任震，黄福全.省级电力市场竞标及结算模式研究［J］.电网技术，2004 （23）：7-11.

［4］ 周佃民，翟桥柱，管晓宏.电力市场结算规则对交易结果的影响［J］.电网技术，2002 （7）：38-41.

［5］ 张丽.“四合一”计量自动化系统的构建及功能应用［J］.云南电业，2014（3）：47-48.

［6］ 周剑斌，董兴海，刘正友.地区计量自动化系统建设［J］.云南电力技术，2014（S1）：123-124.

［7］ 张映江.浅谈计量自动化系统及其在电力营销中的应用［J］.机电信息，2011（36）：3-4.

（本栏责任编辑 徐文红）

Research on power dynamic transaction settlement method based on metering automation system

ZUO Li⁃bin，HE Jing
（Baoshan Power Supply Bureau，Baoshan 678000，China）

This paper introduces the background and significance of the dynamic transaction settlement method，puts forward two calculation models of dynamic power trading settlement，finally designs data as the basis of the data source suitable for"four-in-one" automation system in Baoshan Power Supply Bureau metering automation system，which realizes real-time classification transfer supply and comprehensive transfer automatic calculation of power supply transaction settlement，greatly improves the work efficiency and settlement reliability.

power dynamic transaction settlement；classificationtransfer；integrated transfer；over station；over network

2016-02-03；修回日期：2016-05-23

F407.61

B

10.3969/j.issn.1009-1831.2016.04.013