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摘要：全國統(tǒng)一電力市場深化設(shè)計方案發(fā)布實施，現(xiàn)貨市場建設(shè)不斷加快，“中長期+現(xiàn)貨”電力市場聯(lián)合運營的新模式逐步形成。在分析新模式下交易業(yè)務(wù)需求的基礎(chǔ)上，提出 了電力交易全業(yè)務(wù)運營一體化支撐平臺的設(shè)計目標和平臺 架構(gòu)。研究了完整市場模型管理、海量數(shù)據(jù)存儲訪問、交易 數(shù)據(jù)組態(tài)展示及交易規(guī)則變化快速響應(yīng)等支撐平臺關(guān)鍵技 術(shù)，結(jié)果表明，一體化支撐平臺關(guān)鍵技術(shù)可有效支撐“中長期+現(xiàn)貨”電力市場全業(yè)務(wù)運營的功能和性能需求。

0 引言 

隨著《關(guān)于進一步深化電力體制改革的若干意 見(中發(fā)〔2015〕9 號)》的發(fā)布，我國電力市場改 革不斷深化，電力交易品種日益豐富，“以中長期 交易規(guī)避風險，以現(xiàn)貨市場發(fā)現(xiàn)價格”[1]的“中長 期+現(xiàn)貨”聯(lián)合運營模式(以下簡稱：新模式)逐漸形 成。2018 年，《國家電網(wǎng)有限公司全國統(tǒng)一電力市 場深化設(shè)計方案》[2](以下簡稱：深化設(shè)計方案)在 綜合考慮體制架構(gòu)和電網(wǎng)安全運行需要的基礎(chǔ)上， 提出了由交易中心負責市場注冊、交易申報、交易 結(jié)算、信息發(fā)布等與市場交易密切相關(guān)環(huán)節(jié)，由調(diào) 控中心負責現(xiàn)貨和輔助服務(wù)交易組織、安全校核等 與電網(wǎng)運行密切相關(guān)環(huán)節(jié)的統(tǒng)一市場聯(lián)合運營模 式。此模式也成為了電力市場技術(shù)支撐平臺在交易 中心和調(diào)控中心之間功能建設(shè)的實際劃分標準，兩 部門的系統(tǒng)各功能相互協(xié)作實現(xiàn)“全時段、全過程、 全環(huán)節(jié)的交易流程”。 

文獻[3]提出了“中長期+現(xiàn)貨”聯(lián)合運營的設(shè)計目標，但關(guān)鍵技術(shù)主要還是偏重于中長期市場。 目前，傳統(tǒng)中長期電力交易系統(tǒng)在滿足“現(xiàn)貨+中 長期”聯(lián)合運營平臺支撐技術(shù)方面存在以下困難： 1）目前交易系統(tǒng)因為缺少電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)，無法對現(xiàn)貨交易無約束出清結(jié)果進行安全校核。2）目前 交易系統(tǒng)通過關(guān)系數(shù)據(jù)庫直接存儲訪問業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)， 無法滿足新模式下現(xiàn)貨交易多時段、多案例等多維 度海量數(shù)據(jù)的高頻次和高性能存儲訪問需求。3）電 力交易品種日益豐富，交易規(guī)則變化更加頻繁，目前交易系統(tǒng)采用程序定制開發(fā)人機界面和采用單體架構(gòu)部署應(yīng)用，開發(fā)與升級部署周期長，無法快速響應(yīng)交易規(guī)則變化。 為此，本文在分析了現(xiàn)貨市場開啟后對中長期 交易系統(tǒng)支撐平臺帶來的技術(shù)挑戰(zhàn)，在借鑒國內(nèi)外 電力市場及相關(guān)平臺成功設(shè)計理念和新技術(shù)[4-6]基 礎(chǔ)上，提出了適應(yīng)“中長期+現(xiàn)貨”聯(lián)合運營的交 易系統(tǒng)支撐平臺架構(gòu)設(shè)計，并對支撐平臺關(guān)鍵技術(shù) 進行了分析討論。

1 總體框架 

1.1 設(shè)計要求 

為實現(xiàn)“中長期+現(xiàn)貨”市場安全、高效、有 序運營，向市場成員提供準確規(guī)范的市場交易信息 和在線交易業(yè)務(wù)支持，交易系統(tǒng)支撐平臺設(shè)計綜合 考慮相關(guān)政策文件[2,7]，梳理出如下要求： 

1）雙模型支持。目前交易系統(tǒng)經(jīng)濟模型為我 國市場環(huán)境下的中長期交易、市場結(jié)算等核心業(yè)務(wù) 提供模型支持[8-9]，而電網(wǎng)模型則在調(diào)控系統(tǒng)內(nèi)為計 算分析、安全校核等業(yè)務(wù)提供了模型支撐[10-11]。為 實現(xiàn)新模式下考慮安全約束的交易出清，交易系統(tǒng) 必須接入電網(wǎng)模型，結(jié)合現(xiàn)有經(jīng)濟模型提供雙模型 支持。

2）跨應(yīng)用數(shù)據(jù)集成。新模式下中長期與現(xiàn)貨交易銜接需要跨信息外網(wǎng)、信息安全大區(qū)和生產(chǎn)安全大區(qū)進行數(shù)據(jù)交互。系統(tǒng)內(nèi)需要采用實時數(shù)據(jù)傳輸通道，具備消息收發(fā)和服務(wù)調(diào)用機制，保證數(shù)據(jù) 可靠集成。 

3）交易規(guī)則變化快速響應(yīng)。新模式下交易品種和交易規(guī)則快速演化，交易系統(tǒng)支撐平臺應(yīng)能根據(jù)需求變化對人機界面和業(yè)務(wù)邏輯進行快速調(diào)整和升級部署，滿足對市場規(guī)則變化的快速響應(yīng)。 

4）系統(tǒng)安全可靠運行。交易系統(tǒng)的交易數(shù)據(jù)機密敏感，現(xiàn)貨交易結(jié)果甚至直接影響電網(wǎng)安全運行，所以系統(tǒng)各層面必須做好安全防護[12-14]和可靠性設(shè)計，保證交易系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行。 

推薦：

在成功舉辦前十四期電力交易員仿真訓練和電力現(xiàn)貨仿真訓練營的基礎(chǔ)上,茲定于2021年1月7日-8日在北京舉辦“2021年電力現(xiàn)貨交易仿真訓練營（總第十五期）”，在進行電力市場改革政策解讀的基礎(chǔ)上，運用現(xiàn)貨交易仿真模擬平臺，帶領(lǐng)發(fā)電企業(yè)和售電企業(yè)對電力市場交易模式、報價操作、競價策略等方面進行綜合訓練，在發(fā)售電企業(yè)模擬現(xiàn)貨交易過程中，對從業(yè)人員給予指導講解，用技術(shù)方法解決交易報價問題。以發(fā)售電企業(yè)實際為導向，并借鑒國外電力市場的先進模式，以電力市場知識為支撐，開展現(xiàn)貨交易模擬訓練。

1.2 平臺架構(gòu) 

本文系統(tǒng)設(shè)計包括現(xiàn)貨市場、合約市場、市場 結(jié)算和申報發(fā)布 4 個子系統(tǒng)，實現(xiàn)省級電力市場日 前和實時現(xiàn)貨市場交易、輔助服務(wù)交易、中長期合 約交易以及電量結(jié)算、信息發(fā)布等電力市場全過程 業(yè)務(wù)，滿足電力市場運行和市場監(jiān)管要求。 綜合考慮系統(tǒng)使用對象、系統(tǒng)內(nèi)、外部數(shù)據(jù)集 成交互及用戶使用便捷等因素，將現(xiàn)貨市場子系統(tǒng) 中的實時類應(yīng)用部署在調(diào)度生產(chǎn)安全Ⅱ區(qū)，日前應(yīng) 用部署在安全Ⅲ區(qū)；合約市場子系統(tǒng)、申報發(fā)布子 系統(tǒng)的信息發(fā)布應(yīng)用、市場結(jié)算子系統(tǒng)部署在信息 內(nèi)網(wǎng)；數(shù)據(jù)申報發(fā)布子系統(tǒng)的市場服務(wù)應(yīng)用部署在 信息外網(wǎng)。系統(tǒng)以相對獨立和有機銜接為原則，采 用數(shù)據(jù)同步、消息通信、服務(wù)調(diào)用等多種方式貫穿 生產(chǎn)控制Ⅱ/Ⅲ區(qū)和信息內(nèi)、外網(wǎng)各子系統(tǒng)。 交易系統(tǒng)遵循面向服務(wù)的設(shè)計原則，采用 B/S 及 C/S 混合技術(shù)體系，為交易系統(tǒng)開發(fā)和管理提供 技術(shù)支撐和運行保障。系統(tǒng)架構(gòu)見圖 1，主要包括： 

1）基礎(chǔ)設(shè)施層。通過虛擬化管理主機、存儲 等資源，為系統(tǒng)構(gòu)建基礎(chǔ)運行環(huán)境。為滿足高性能 的系統(tǒng)使用和訪問。數(shù)據(jù)存儲支持關(guān)系庫、本地與 分布式混合緩存庫?；A(chǔ)資源服務(wù)支持負載均衡和 主備模式，保證系統(tǒng)高可用。

2）平臺服務(wù)層?；诜?wù)總線/微服務(wù)實現(xiàn)對 所有服務(wù)的統(tǒng)一管理，保證應(yīng)用功能的松耦合與可 擴展。平臺服務(wù)層主要包括消息總線、服務(wù)總線和 微服務(wù) 3 種通信方式。注冊服務(wù)包括模型服務(wù)、數(shù) 據(jù)服務(wù)、圖形服務(wù)、權(quán)限服務(wù)和流程服務(wù)等。 

3）應(yīng)用層。實現(xiàn) 4 個子系統(tǒng)應(yīng)用功能，其中： 現(xiàn)貨子系統(tǒng)包括日前市場預(yù)出清、實時平衡市場、 輔助服務(wù)市場運營等應(yīng)用功能；合約市場子系統(tǒng)包 括交易管理、合同管理、市場成員管理等功能；市 場結(jié)算子系統(tǒng)包括根據(jù)交易結(jié)果、計量數(shù)據(jù)等進行 結(jié)算計算、出具詳細結(jié)算單據(jù)等功能；數(shù)據(jù)申報和 信息發(fā)布子系統(tǒng)包括市場成員注冊、數(shù)據(jù)申報及信 息發(fā)布等功能。 

此外，系統(tǒng)管理實現(xiàn)對各類資源的監(jiān)視管理。 安全防護是系統(tǒng)安全等級防護要求，兼顧考慮市場 交易數(shù)據(jù)敏感性需求，建立適應(yīng)電力市場業(yè)務(wù)的平 臺安全防護機制。

2 支撐平臺關(guān)鍵技術(shù) 

2.1 完整市場模型管理 

為滿足交易出清與安全校核，現(xiàn)貨子系統(tǒng)需要 接入經(jīng)濟模型和電網(wǎng)模型，形成完整的市場模型。 電網(wǎng)模型在調(diào)控系統(tǒng)源端維護管理，通過數(shù)據(jù)庫同 步實時接入調(diào)控系統(tǒng)電網(wǎng)模型，并對模型驗證通過 后作為現(xiàn)貨子系統(tǒng)電網(wǎng)模型；經(jīng)濟模型在合約子系 統(tǒng)市場成員管理模塊源頭維護，通過數(shù)據(jù)同步軟件 同步至現(xiàn)貨子系統(tǒng)。 經(jīng)濟模型是合約子系統(tǒng)維護的一種“市場成員– 業(yè)務(wù)單元–經(jīng)濟機組/負荷”的層次結(jié)構(gòu)。其中，市 場成員根據(jù)主體類型的不同劃分為發(fā)電商、輸電 商、售電商和電力用戶等信息。業(yè)務(wù)單元根據(jù)交易 核心業(yè)務(wù)劃分為交易單元、結(jié)算單元等不同業(yè)務(wù)單 元，解決不同業(yè)務(wù)模型粒度不一致帶來的問題。為 滿足不同應(yīng)用數(shù)據(jù)的交互共享，業(yè)務(wù)單元將應(yīng)用數(shù) 據(jù)分解到經(jīng)濟機組粒度。通過在兩類模型間分別對 經(jīng)濟機組和物理機組、經(jīng)濟負荷和物理負荷之間進 行關(guān)系映射(見圖 2)，形成完整的市場模型。 

為減輕因大量機組與負荷數(shù)據(jù)引起的映射維 護工作量，提升效率，本文在上述映射方法基礎(chǔ)上， 通過名稱關(guān)鍵字提取、信息比對和映射 3 步實現(xiàn)經(jīng) 濟模型和電網(wǎng)模型自動映射。1）根據(jù)模型名稱提 取出關(guān)鍵字信息，如電廠名稱。2）通過名稱、所 屬地區(qū)、容量、電壓等級等多維比對分析，相似度 達到設(shè)定閾值則表示比對成功，對比失敗可以降低 相似度閾值重新比對。3）將比對成功的經(jīng)濟模型和電網(wǎng)模型通過程序進行自動映射。經(jīng)使用統(tǒng)計， 自動映射成功正確率可達 80%以上。對于未能自動 成功映射的模型則通過手動方式在模型映射管理 模塊進行關(guān)聯(lián)維護。 

2.2 海量數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲訪問 

新模式下，單次現(xiàn)貨交易出清結(jié)果或結(jié)算計算 的數(shù)據(jù)記錄已達到百萬級規(guī)模。相比較傳統(tǒng)調(diào)控系 統(tǒng)主要關(guān)心最新時間斷面數(shù)據(jù)，交易系統(tǒng)需要對模 型的不同時間、交易序列等維度海量數(shù)據(jù)進行快速 訪問，這對系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲容量和訪問靈活性提出了 更高的要求。為此，本文提出了海量數(shù)據(jù)統(tǒng)一混合 存儲訪問方法。其中，關(guān)系數(shù)據(jù)庫存儲業(yè)務(wù)全量歷 史數(shù)據(jù)，文件存儲非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，混合緩存庫緩存 各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，見圖 3。

數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲訪問技術(shù)，除基于傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù) 庫和文件存儲外，主要通過混合緩存存儲和統(tǒng)一數(shù) 據(jù)服務(wù)實現(xiàn)海量電力交易數(shù)據(jù)的高性能存儲訪問，主要包括 4 個方面的技術(shù)： 

1）數(shù)據(jù)模型。包括關(guān)系型和散點型兩類。其 中，關(guān)系型數(shù)據(jù)是指通過表、記錄過濾條件和域集 合(結(jié)構(gòu)化查詢語言(structured query language，SQL) 查詢)檢索得到的二維數(shù)據(jù)；散點型數(shù)據(jù)則是根據(jù)主 體域、時間域、交易序列域、案例域等檢索域確定 某條記錄后，再根據(jù)應(yīng)用域檢索某字段而得到的單 點數(shù)據(jù)。 

2）數(shù)據(jù)混合緩存存儲。本地緩存庫具有更好 訪問性能優(yōu)勢，但存在存儲容量瓶頸，因此用來存 儲模型類、參數(shù)類等數(shù)據(jù)量相對較小的靜態(tài)數(shù)據(jù)； 分布式緩存庫存儲性能稍遜本地緩存，但具有存儲 容量易擴展優(yōu)勢，因此用來存儲交易應(yīng)用中多時間 斷面、多交易序列、多案例等的海量交易業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。 通過模型 ID 標識對本地緩存模型和分布式緩存業(yè) 務(wù)數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，由此實現(xiàn)動態(tài)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存儲 容量可擴展和模型數(shù)據(jù)訪問高性能的總體最優(yōu)。 

3）統(tǒng)一緩存數(shù)據(jù)訪問服務(wù)。存儲層基于本地 和分布式緩存混合存儲設(shè)計，統(tǒng)一緩存數(shù)據(jù)服務(wù)對 應(yīng)用提供統(tǒng)一訪問接口，屏蔽數(shù)據(jù)存儲位置差異。 為支持界面基于表、域和記錄綁定關(guān)系型數(shù)據(jù)、基 于多檢索域綁定散點數(shù)據(jù)，統(tǒng)一緩存數(shù)據(jù)服務(wù)分別 提供了關(guān)系型數(shù)據(jù)和散點型數(shù)據(jù)訪問服務(wù)。通過以 上兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，統(tǒng)一緩存數(shù)據(jù)服務(wù)為上層應(yīng)用提 供海量電力交易數(shù)據(jù)的快速透明存儲訪問。 

4）數(shù)據(jù)裝載與寫入。數(shù)據(jù)裝載和寫入實現(xiàn)持 久存儲和緩存的數(shù)據(jù)交互，滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)高性能讀 寫和數(shù)據(jù)持久存儲需求。①數(shù)據(jù)裝載。應(yīng)用可通過 下裝工具根據(jù)時間、交易序列、案例等參數(shù)將交易 數(shù)據(jù)從關(guān)系數(shù)據(jù)庫靈活預(yù)裝載到混合緩存庫，也可 以在應(yīng)用訪問緩存數(shù)據(jù)未命中時由數(shù)據(jù)服務(wù)動態(tài) 裝載到混合緩存庫。為節(jié)約緩存資源，分布式緩存 中的交易數(shù)據(jù)配置有效期，目前配置為 1 周，超時 后將緩存數(shù)據(jù)將清除。②數(shù)據(jù)寫入。調(diào)用統(tǒng)一緩存 數(shù)據(jù)訪問服務(wù)獲取業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，再通過關(guān)系數(shù)據(jù)服務(wù) 和文件服務(wù)實現(xiàn)將緩存中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)持久存儲，例 如保存交易出清和案例等結(jié)果類數(shù)據(jù)。 

2.3 數(shù)據(jù)圖形組態(tài)展示 

借鑒調(diào)控系統(tǒng)圖形組態(tài)技術(shù)，在傳統(tǒng)設(shè)備圖元 基礎(chǔ)上擴展了分析展示類圖元，針對交易數(shù)據(jù)時 間、交易序列、案例等多維特征，設(shè)計了圖元與交 易數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)方法，借助 2.2 節(jié)統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問服務(wù) 和圖元組態(tài)聯(lián)動技術(shù)，實現(xiàn)了交易數(shù)據(jù)的圖形組態(tài) 展示。主要包括以下技術(shù)點： 

1）圖元模型定義?；跀U展 G 語言，增加分 析展示類圖元定義(如曲線、棒圖及餅圖等)，設(shè)計 圖元顯示屬性(如圖元大小及顏色等)、圖模關(guān)聯(lián)屬 性(如表、域信息、查詢條件及維度設(shè)置等)，為圖 形組態(tài)展示提供基礎(chǔ)組件支持。 

2）圖元數(shù)據(jù)綁定。數(shù)據(jù)綁定支持引用界面圖 元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)服務(wù)查詢數(shù)據(jù)兩種方式。前者基于反 射技術(shù)動態(tài)發(fā)現(xiàn)特性實現(xiàn)對界面圖元顯示數(shù)據(jù)的 快速訪問，后者則是通過統(tǒng)一數(shù)據(jù)服務(wù)訪問數(shù)據(jù)庫 和緩存庫數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)實時展示，基于數(shù)據(jù)模型支 持兩種關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)方式：①基于表、域和記錄 3 個檢 索條件綁定關(guān)系表中的二維數(shù)據(jù)。通過表信息表、 域信息表和應(yīng)用數(shù)據(jù)表定位目標表、目標域集合和 目標記錄集合進行二維數(shù)據(jù)展示，該方法主要應(yīng)用 于表格、曲線等圖元。②基于交易數(shù)據(jù)多檢索域綁 定散點數(shù)據(jù)。交易數(shù)據(jù)在給定主體、時間、案例、 交易序列、應(yīng)用等關(guān)鍵檢索域值后，可以檢索到某 一單點數(shù)據(jù)，該方法適用于柱圖、餅圖等散點類數(shù) 據(jù)圖元。其中，為應(yīng)用域設(shè)計了“應(yīng)用模塊+應(yīng)用 類型+四位順序號”的應(yīng)用標簽編碼規(guī)則，實現(xiàn)每 一個應(yīng)用維度標簽到業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)關(guān)系表各域的映射 定義。其中，編碼時應(yīng)用和應(yīng)用類型編碼配置可擴 展，兩者為笛卡爾組合關(guān)系，如“SBSPQ0001”， 其中“SBS”為結(jié)算應(yīng)用模塊編碼，“PQ”為電量 編碼，“0001”為順序號，表示月度結(jié)算電量，因 此該應(yīng)用編碼表示某結(jié)算單元月度結(jié)算電量。 

3）圖元事件聯(lián)動交互?；诜瓷錂C制設(shè)計 3 種 圖元組態(tài)屬性，即圖元觸發(fā)事件、圖元響應(yīng)動作和 圖元動態(tài)屬性。通過將圖元觸發(fā)事件綁定到任意圖 元的可響應(yīng)動作，完成圖元交互聯(lián)動。例如，[按鈕 圖元.點擊事件->表格.數(shù)據(jù)查詢動作]表示按鈕圖元 的點擊事件觸發(fā)表格的數(shù)據(jù)查詢動作。其中，查詢 參數(shù)為：[條件 1=文本框圖元.輸入值屬性，條件 2= 選擇框圖元.輸入屬性]，由此實現(xiàn)了點擊按鈕圖元 后根據(jù)文本框和選擇框的輸入?yún)?shù)查詢刷新表格 的數(shù)據(jù)?；趫D元屬性、觸發(fā)事件和響應(yīng)動作圖元， 上述交互示例示意圖見圖 4。

以擴展圖元模型為基礎(chǔ)，主要通過綁定圖元數(shù) 據(jù)實現(xiàn)了圖形組態(tài)編輯，借助圖元事件聯(lián)動交互技 術(shù)實現(xiàn)了組態(tài)畫面的展示瀏覽。 

2.4 交易規(guī)則變化快速響應(yīng) 系統(tǒng)為實現(xiàn)交易規(guī)則變化快速響應(yīng)，前端采用 2.3 節(jié)圖形組態(tài)展示，后端采用微服務(wù)和持續(xù)集成 交付技術(shù)，設(shè)計適應(yīng)交易規(guī)則快速變化的系統(tǒng)快速 響應(yīng)技術(shù)架構(gòu)，見圖 5。

1）交易微服務(wù)。微服務(wù)本身是成熟的技術(shù)， 構(gòu)建微服務(wù)遵循粒度適中、規(guī)避依賴、無狀態(tài)服務(wù)、 前后端分離等原則。遵循以上原則，電力交易微服 務(wù)采用自頂向下的設(shè)計方法，具體實施包括 4 步： ①按照交易功能進行分類，對電力交易業(yè)務(wù)進行梳 理整合。②分析電力交易業(yè)務(wù)過程，梳理交易業(yè)務(wù) 流程之間的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)和依賴關(guān)系。③將梳理過的電 力交易業(yè)務(wù)進行抽象和分類，減少業(yè)務(wù)間耦合，并 根據(jù)整合結(jié)果對數(shù)據(jù)庫按照子系統(tǒng)進行分庫設(shè)計。 ④根據(jù)微服務(wù)層次和功能，基于微服務(wù)框架組件開 發(fā)微服務(wù)。 

2）圖形客戶端微服務(wù)調(diào)用。包括兩種方式： ①微服務(wù)調(diào)用標志控件。控件可設(shè)置微服務(wù)請求統(tǒng) 一資源定位符(uniform resource locator，URL)、請 求方法(POST，GET)、微服務(wù)鑒權(quán)及自定義參數(shù)等 參數(shù)?？丶ㄟ^調(diào)用代理程序進行微服務(wù)調(diào)用。 ②web 瀏覽器控件。為滿足復(fù)雜大批量數(shù)據(jù)微服務(wù) 請求，圖形組件提供 web 瀏覽器控件，通過設(shè)置控 件頁面的 URL 運行 web 程序。代理程序和 web 瀏 覽器控件均通過 HTTP 協(xié)議，采用輕量級數(shù)據(jù)交換 格式 JS 對象符號(Javascript object notation，JSON) 與微服務(wù)進行請求應(yīng)答通信，實現(xiàn)圖形組件微服務(wù) 調(diào)用。

3）持續(xù)集成交付部署。持續(xù)集成交付部署是 一種軟件開發(fā)實踐，可極大提升開發(fā)測試和部署效 率。通過搭建持續(xù)集成交付部署環(huán)境，實現(xiàn)交易系統(tǒng)的源碼版本管理、微服務(wù)構(gòu)建、集成測試和微服 務(wù)應(yīng)用部署的流程自動化，實現(xiàn)微服務(wù)架構(gòu)下交易 系統(tǒng)局部應(yīng)用的快速穩(wěn)定升級。 至此，系統(tǒng)前端基于圖形組態(tài)技術(shù)實現(xiàn)了人機 界面需求變化的快速響應(yīng)，后端結(jié)合微服務(wù)技術(shù)和 持續(xù)集成交付部署實踐，實現(xiàn)對電力交易應(yīng)用進行 細粒度解耦和微服務(wù)快速迭代研發(fā)測試與升級部 署，實現(xiàn)交易規(guī)則變化的快速響應(yīng)。

2.5 數(shù)據(jù)集成與通信 

新模式下系統(tǒng)各應(yīng)用間數(shù)據(jù)集成交互頻度和 實時性都較中長期交易模式下有了更高要求，甚至 存在數(shù)據(jù)跨安全區(qū)交互的情況。因此，交易系統(tǒng)的 系統(tǒng)通信與數(shù)據(jù)集成交互是新模式下交易全業(yè)務(wù) 流程高效貫通的基礎(chǔ)，主要包括以下技術(shù)： 

1）數(shù)據(jù)通信。包括消息通信、傳統(tǒng)服務(wù)調(diào)用 和微服務(wù)調(diào)用 3 種方式。消息總線和服務(wù)總線均基 于消息中間件 RabbitMQ[15]進行設(shè)計封裝開發(fā)。該 設(shè)計模式避免通信兩端直接連接，在測試性能滿足 要求的條件下，降低了網(wǎng)絡(luò)互通要求，也提升了服 務(wù)端網(wǎng)絡(luò)安全防護能力。通過在消息發(fā)送端和服務(wù) 調(diào)用端配置不同子系統(tǒng)消息服務(wù)器地址實現(xiàn)客戶 端跨子系統(tǒng)消息通信和服務(wù)調(diào)用。①消息通信。實 現(xiàn)系統(tǒng)應(yīng)用按主題進行消息訂閱和收發(fā)。如，現(xiàn)貨 出清與安全校核內(nèi)部迭代，結(jié)算子系各環(huán)節(jié)時序的 實時銜接，尤其后者相較于傳統(tǒng)人工觸發(fā)模式極大 提升了業(yè)務(wù)邏輯處理靈活性。②服務(wù)總線。基于 RabbitMQ 設(shè)計遠程過程調(diào)用(remote procedure call，RPC)模型，基于傳輸控制協(xié)議(transmission control protocol，TCP)協(xié)議實現(xiàn)服務(wù)提供者和服務(wù) 調(diào)用者之間數(shù)據(jù)通信。服務(wù)總線包括服務(wù)注冊、服 務(wù)定位和服務(wù)調(diào)用及服務(wù)監(jiān)視等功能?；诜?wù)總 線對數(shù)據(jù)服務(wù)、圖形服務(wù)、模型服務(wù)等平臺基礎(chǔ)服 務(wù)統(tǒng)一管理。③微服務(wù)技術(shù)。微服務(wù)作為成熟的技 術(shù)生態(tài)，主要包括數(shù)據(jù)通信、服務(wù)注冊發(fā)現(xiàn)、負載 均衡、容錯管理等機制。相比較傳統(tǒng)服務(wù)總線，微 服務(wù)具有邏輯清晰，開發(fā)迭代速度快、擴展性好等 優(yōu)勢，這對規(guī)則頻繁變化的電力交易應(yīng)用場景非常 契合。因此，微服務(wù)主要用于各應(yīng)用服務(wù)端業(yè)務(wù)邏 輯處理，如交易出清服務(wù)、交易申報服務(wù)等。 

2）數(shù)據(jù)集成共享。①數(shù)據(jù)庫軟件同步。關(guān)系 數(shù)據(jù)庫同步工具為子系統(tǒng)間各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)提供了 穩(wěn)定高效的數(shù)據(jù)單向同步。各子系統(tǒng)表結(jié)構(gòu)采用統(tǒng) 一設(shè)計，每個子系統(tǒng)表集合為系統(tǒng)全表集合的子 集，一致的表結(jié)構(gòu)為子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)同步提供底層 表結(jié)構(gòu)支持。如，Ⅱ區(qū)向Ⅲ區(qū)同步電網(wǎng)模型和發(fā)布數(shù)據(jù)等，信息內(nèi)網(wǎng)子系統(tǒng)間同步經(jīng)濟模型、權(quán)限數(shù) 據(jù)等。②數(shù)據(jù)服務(wù)同步。調(diào)度中心側(cè)軟件有國產(chǎn)化 要求，而交易中心側(cè)則可以采用國外產(chǎn)品?？紤]到 不同數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品以及跨部門數(shù)據(jù)交互安全，現(xiàn)貨Ⅲ 區(qū)和信息內(nèi)網(wǎng)各子系統(tǒng)通過跨子系統(tǒng)數(shù)據(jù)訪問服 務(wù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步。③文件同步。Ⅱ/Ⅲ區(qū)之間部署正 反向隔離設(shè)備，Ⅲ區(qū)向Ⅱ區(qū)同步數(shù)據(jù)只能通過 E 文 件同步方式，如市場成員外網(wǎng)的交易申報數(shù)據(jù)同 步。隨著新一代反向隔離設(shè)備消息通信接口支持， 未來Ⅲ區(qū)向Ⅱ區(qū)同步數(shù)據(jù)性能將獲得提升。 

3）跨語言通信。為充分發(fā)揮不同環(huán)境下系統(tǒng) 建設(shè)技術(shù)選型優(yōu)勢，系統(tǒng)支持跨語言通信。系統(tǒng) C/S 模式采用跨語言序列化組件 protobuf[16]實現(xiàn) C++/JAVA 消息收發(fā)和服務(wù)調(diào)用的跨語言通信；B/S 模式采用 JSON 實現(xiàn)序列化，實現(xiàn)微服務(wù)前后端跨 語言通信。 基于上述數(shù)據(jù)集成和通信技術(shù)，交易系統(tǒng)實現(xiàn) 了跨子系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)全流程集成共享及消息收發(fā) 與服務(wù)調(diào)用的跨語言即時通信。 

2.6 平臺安全及可靠性 

交易系統(tǒng)現(xiàn)貨交易出清結(jié)果將輸出到調(diào)控系 統(tǒng)進行實時調(diào)度，直接影響電網(wǎng)生產(chǎn)運行；交易出 清和結(jié)算結(jié)果與市場成員經(jīng)濟利益息息相關(guān)。因 此，系統(tǒng)必須提供完整的安全策略和高可用技術(shù)手 段，確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全和連續(xù)可靠運行，主要包括 以下技術(shù)： 

1）系統(tǒng)數(shù)據(jù)加密。①信息外網(wǎng)傳輸采用超文 本傳輸安全協(xié)議(hyper text transfer protocol over secure socket layer，HTTPS)。HTTPS 結(jié)合受信任 CA 機構(gòu)頒發(fā)的證書，可確保數(shù)據(jù)在瀏覽器和服務(wù) 器傳輸數(shù)據(jù)不被竊取和篡改。②內(nèi)網(wǎng)傳輸采用的安 全套接層[17](secure sockets layer，SSL)是一種標準 協(xié)議，可以確保隱私數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院屯暾浴?③加密機加密存儲。對交易敏感信息，如交易申報 數(shù)據(jù)，通過加密機采用國密算法加密，保證申報數(shù) 據(jù)存儲安全。 

2）系統(tǒng)邊界安全。信息外網(wǎng)與內(nèi)網(wǎng)采用邏輯 強隔離設(shè)備，只允許外網(wǎng) web 應(yīng)用對內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫按 JDBC 規(guī)約進行訪問；安全Ⅱ區(qū)和Ⅲ區(qū)之間部署正 反向隔離設(shè)備，通過文件實現(xiàn)跨安全區(qū)數(shù)據(jù)交互， 保證區(qū)域邊界安全。 

3）系統(tǒng)高可用。①負載均衡。負載均衡根據(jù) 實現(xiàn)方式劃分為硬負載均衡和軟負載均衡，前者價 格昂貴但性能更好，本文外網(wǎng)采用硬負載均衡設(shè)備 F5 實現(xiàn) web 服務(wù)器橫向擴展和高可用，內(nèi)網(wǎng)采用 集群實現(xiàn)軟負載均衡，如系統(tǒng)服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)等。 ②主備技術(shù)。通過 keepalived[18]軟件模擬虛擬 IP 實 現(xiàn)了平臺服務(wù)器主備高可用；通過系統(tǒng)管理應(yīng)用注 冊監(jiān)視技術(shù)，實現(xiàn)應(yīng)用服務(wù)器主備高可用。 

4）資源監(jiān)視。資源監(jiān)視為系統(tǒng)可靠運行提供 了輔助支撐手段，對物理主機/虛擬機、應(yīng)用及進程、 關(guān)系數(shù)據(jù)庫、緩存庫、注冊服務(wù)等實時監(jiān)視及故障 告警，確保節(jié)點故障及恢復(fù)后系統(tǒng)仍能健康運行。 

3 工程應(yīng)用 

浙江 2018 年底啟動支持“中長期+現(xiàn)貨”聯(lián)合 運營的交易系統(tǒng)建設(shè)。基于本文設(shè)計思路和部分研 究成果，經(jīng)過半年多集中設(shè)計研發(fā)，交易系統(tǒng)于 2019 年 5 月底啟動模擬試運行。試運行期間，基于 本文研究成果的浙江交易系統(tǒng)與傳統(tǒng)中長期交易 系統(tǒng)支撐平臺技術(shù)相比較，在系統(tǒng)功能和性能方面 取得較大提升。 1）完整市場模型。本文支持包括面向交易業(yè) 務(wù)的經(jīng)濟模型和面向電網(wǎng)安全運行的電網(wǎng)模型，支 持交易申報、交易出清、安全校核、結(jié)算等全業(yè)務(wù) 流程的模型需求，效果比較見表 1。

2）人機界面組態(tài)。本文通過人機組態(tài)搭建界 面，與傳統(tǒng)交易系統(tǒng)程序硬編碼相比，在對界面開 發(fā)要求、界面創(chuàng)建方式、搭建界面時間以及界面更 新方式等方面均有提升，效果比較見表 2。

3）交易規(guī)則變化快速響應(yīng)。本文采用微服務(wù) 架構(gòu)，相比較傳統(tǒng)交易系統(tǒng)單體架構(gòu)，在升級部署、 升級風險、前后端解耦等方面優(yōu)勢明顯。綜合考慮 人機組態(tài)表 2 和表 3 優(yōu)勢，可以實現(xiàn)系統(tǒng)交易規(guī)則 變化的穩(wěn)定、快速響應(yīng)。

 4）系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信。傳統(tǒng)交易系統(tǒng)不支持消息 通信和服務(wù)調(diào)用，只支持界面手動事件觸發(fā)后端業(yè) 務(wù)邏輯處理。本文引入消息通信和服務(wù)調(diào)用，在此基礎(chǔ)上通過定時任務(wù)實現(xiàn)進程間消息自動通信，實 現(xiàn)了全流程自動結(jié)算以及安全校核與交易出清環(huán) 節(jié)迭代，極大拓展了系統(tǒng)功能，以中長期結(jié)算為例， 手動月度結(jié)算全過程處理需要結(jié)算人員 1 天左右時 間，自動結(jié)算則只需要對異常環(huán)節(jié)進行確認，極大 提升結(jié)算效率，人工參與不超過 2h 即可完成全部 結(jié)算，效果比較見表 4。

5）數(shù)據(jù)混合緩存。以性能較好的 Oracle 數(shù)據(jù) 庫模擬傳統(tǒng)交易系統(tǒng)數(shù)據(jù)訪問，與本文以混合緩存 數(shù)據(jù)訪問性能相比較，效果比較見表 5。

通過表 5 可以發(fā)現(xiàn)，讀寫性能較傳統(tǒng)模式總體 都有不同量級提升。其中，讀性能記錄越少性能優(yōu) 勢越顯著，寫性能數(shù)據(jù)量越大優(yōu)勢越顯著。界面數(shù) 據(jù)展示規(guī)模按數(shù)百或數(shù)千估算，讀寫性能可提升數(shù) 倍或十余倍。數(shù)據(jù)混合緩存為現(xiàn)貨市場環(huán)境下高 頻次、大數(shù)據(jù)量高性能存儲和展示提供數(shù)據(jù)訪問 支持。試運行期間，基于本文研究成果的浙江交易系 統(tǒng)有效支撐了浙江電力現(xiàn)貨市場試點建設(shè)工作，完 成了浙江作為國網(wǎng)范圍內(nèi)首個能源凈受入省份的 多次電力市場結(jié)算的周連續(xù)試運行，累計降低發(fā)電 成本數(shù)千萬元。從 2020 年 6 月底開始，系統(tǒng)將轉(zhuǎn) 入整月結(jié)算試運行。 

4 結(jié)論 

本文分析了電力“中長期+現(xiàn)貨”市場聯(lián)合運 營模式下電力市場技術(shù)支撐平臺在市場模型、數(shù)據(jù) 訪問以及交易規(guī)則演化響應(yīng)等方面遇到的問題，探 討了電力交易系統(tǒng)支撐平臺的總體框架以及應(yīng)用 的關(guān)鍵技術(shù)，并結(jié)合工程實踐驗證了完整市場模型 管理、海量交易數(shù)據(jù)訪問、交易規(guī)則演化快速響應(yīng)、 數(shù)據(jù)集成等對交易系功能、性能及可靠性具有較好 的提升效果。本文研究成果可以為新模式下國內(nèi)電 力市場技術(shù)支撐平臺建設(shè)提供技術(shù)參考。