CN108923423A - 基于微服务的电力交易仿真方法、装置及系统 - Google Patents

基于微服务的电力交易仿真方法、装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于微服务的电力交易仿真方法、装置及系统，其中，基于微服务的电力交易仿真方法包括：获取输入的预估数据，所述预估数据包括线路阻抗、线路的最大容量、节点的负荷量和负荷价格以及机组的发电量和机组价格；通过潮流计算微服务校验输入的预估数据是否满足电网的物理特性；在输入的预估数据满足电网的物理特性时，通过电力交易微服务对所述预估数据进行规划，在满足电网的约束条件下，获得电网内所有用户购电费用最小时的申报方案。本发明采用微服务技术来实现电力市场交易仿真模块的服务化，使电力市场交易仿真中各模块资源能松耦合，节约开发成本。

Description

基于微服务的电力交易仿真方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及电力市场交易仿真领域，具体而言，涉及一种基于微服务的电力交易仿真方法、装置及系统。
背景技术
由于电能储存技术能力的不足，电力交易在遵从发电和用电平衡的条件下，以及在电力市场放开统一定价的国家政策背景下，电力市场交易仿真为发电方提供了越来越重要的生产指导意义。电力市场交易仿真系统为了达到何时何价输送多少电的决策，需要很多功能模块来实现，而且随着新能源和特高压远距离输电的大规模应用，国内整个电力市场越来越复杂，以致电力市场交易仿真系统不断需要扩充新模块。
现有的电力市场交易仿真系统多采用模块紧耦合的方式集成，代码量大而且维护困难，且重用性不高，为了适应对越来越复杂电力交易市场的仿真，需要付出越来越大的代价。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于微服务的电力交易仿真方法、装置及系统，采用微服务技术来实现电力市场交易仿真软件模块的服务化，使各模块资源能松耦合。
本发明第一方面提供一种基于微服务的电力交易仿真方法，包括：
获取输入的预估数据，所述预估数据包括线路阻抗、线路的最大容量、节点的负荷量和负荷价格以及机组的发电量和机组价格；
通过潮流计算微服务校验输入的预估数据是否满足电网的物理特性；
在输入的预估数据满足电网的物理特性时，通过电力交易微服务对所述预估数据进行规划，在满足电网的约束条件下，获得电网内用户购电费用最小时的申报方案。
可选地，在所述获得电网内用户购电费用最小时的申报方案之后，所述电力交易仿真方法还包括：
根据所述申报方案，通过潮流计算微服务计算各支路的有功功率潮流。
可选地，所述潮流计算微服务采用同步方式返回计算值。
可选地，所述电力交易微服务采用异步方式返回所述申报方案。
本发明第二方面提供一种基于微服务的电力交易仿真装置，包括：
获取模块，用于获取输入的预估数据，所述预估数据包括线路阻抗、线路的最大容量、节点的负荷量和负荷价格以及机组的发电量和机组价格；
校验模块，用于调用潮流计算微服务校验输入的预估数据是否满足电网的物理特性；
处理模块，用于在输入的预估数据满足电网的物理特性时，调用电力交易微服务对所述预估数据进行规划，在满足电网的约束条件下，获得电网内用户购电费用最小时的申报方案。
可选地，所述处理模块还用于：根据所述申报方案，调用潮流计算微服务计算各支路的有功功率潮流。
本发明第三方面还提供一种基于微服务的电力交易仿真系统，包括潮流计算微服务、电力交易微服务以及仿真平台；
其中，潮流计算微服务用于：校验输入的预估数据是否满足电网的物理特性；
电力交易微服务用于：在输入的预估数据满足电网的物理特性时，对所述预估数据进行规划，在满足电网的约束条件下，获得电网内用户购电费用最小时的申报方案；
仿真平台用于：管理、运行所述潮流计算微服务以及所述电力交易微服务。
可选地，所述潮流计算微服务还用于：在获得电网内用户购电费用最小时的申报方案后，根据所述申报方案，计算各支路的有功功率潮流。
可选地，所述电力交易仿真系统还包括数据库，用于保存用户的基本信息，以及更新所述用户的使用信息。
可选地，所述数据库还用于，进行微服务的注册，在存在同名的微服务时进行提示，否则，向所述数据库的微服务表中添加所述微服务，并获得所述微服务在所述微服务表中的ID。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举可选实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本发明提供的电力交易仿真方法的流程图；
图2示出了本发明提供的电力交易仿真方法中微服务的实现与访问示意图；
图3示出了本发明提供的电力交易仿真装置的示意图；
图4示出了本发明提供的电力交易仿真系统的示意图。
图标：
获取模块-10；校验模块-20；处理模块-30；潮流计算微服务-100；电力交易微服务-200；仿真平台-300。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
第一实施例
本实施例提供了一种基于微服务的电力交易仿真方法，请参阅图1和图2，包括：
S1：获取输入的预估数据。
电力交易仿真对每个发电厂的生产和交易进行仿真，根据电网内的负荷以及发电机组的出力及其报价，通过算法模型，最终给出仿真结果，并获得仿真后的申报方案，这为电力交易提供了指导意义。用户在仿真平台中输入预估数据，包括线路阻抗、线路的最大容量、节点的负荷量和负荷价格以及机组的发电量和机组价格，仿真平台根据输入的预估数据进行计算。
S2：通过潮流计算微服务校验输入的预估数据是否满足电网的物理特性。
电力系统的潮流计算能够根据给定的运行条件和网络结构确定整个系统的运行状态，得到节点模型间的能量流动，在获得输入数据后，潮流计算微服务通过潮流计算的算法模型进行潮流计算，确定输入的预估数据是否满足电网的物理特性，在不满足的情况下，不对该组预估数据进行仿真规划，并等待下一组数据再次进行潮流计算。
S3：在输入的预估数据满足电网的物理特性时，通过电力交易微服务对预估数据进行规划，在满足电网的约束条件下，获得电网内用户购电费用最小时的申报方案。
在潮流计算微服务返回确认值后，电力交易微服务通过线性规划算法，最终给出规划后的申报方案，申报方案包括与输入的预估数据对应的经过最优化规划后的申报价格，线性规划算法可以使用现有的算法模型，包括以用户购电费用最小的竞价模型，在此不对算法模型做详细赘述。在进行线性规划时，需要满足电网的约束条件，包括能量平衡约束、机组容量约束以及支路容量约束条件，其中，支路容量约束又需要通过潮流计算微服务根据输入的预估数据计算网络中的直流潮流来获得，因此潮流计算微服务在返回确认值时还需向电力交易微服务返回有功功率。
具体地，将潮流计算的算法封装为潮流计算微服务，将电力交易的线性规划算法封装为电力交易微服务，根据上述可以看出，电力交易的输入参数是五个一维向量：线路阻抗，线路的最大容量；节点的负荷量；节点的负荷价格；机组的发电量；机组价格，但上述电力交易算法是针对某一时刻所进行的最优化决策，而电力企业需要对日内、日前、月内、年内等时间维度进行发电上网的决策，所以电力交易微服务的输入是对五个一维向量进行时间维度的扩维，即是五个二维的向量，因此，在将电力交易的线性规划算法封装为电力交易微服务时，就提供了针对日、月和年的交易决策接口，同时，在实现电力交易微服务的接口时也可以直接调用潮流计算微服务。
现有的电力交易算法程序以五个二维向量用文件的形式来输入算法所需要的输入数据，对于潮流计算微服务，接口参数就是上述的五个一维向量，而对于电力交易微服务，其接口参数可以用文件名来代替，可以达到对原程序最小的修改。因此，电力交易微服务还需提供输入参数的接口服务，将用户的输入参数依据用户名写入到数据库中，使用户在调用电力交易的日、月或年的微服务接口时，可从数据库中根据用户名来获得所需的五个二维向量。
为了使电力交易微服务能同时为多用户提供服务，需要在实现微服务的过程中，对其服务接口参数进行扩充，如添加用户的注册号。因此，使用电力交易微服务的用户需要先注册并获得用户ID号，在数据库的用户表中建立其基本信息，数据库可以对此用户的信息进行操作，包括修改用户名、更新其使用信息，例如最近的使用工程项目等，以及将用户的输入参数依据用户名写入，电力交易微服务可以调用数据库中的参数以获得所需的数据。
对于上述方案，采用微服务技术来实现电力交易的仿真算法，由于微服务单个模块就相当于一个项目，开发这个模块则只需关注该模块的逻辑即可，代码量和逻辑复杂度都会降低，从而易于开发和维护，而且相比于原有的模块紧耦合的电力交易仿真方式，启动某个模块的服务速度大大提高，此外，在某个模块出现问题时，只需要解决该模块的问题并重启该模块的微服务即可，部署相对简单，不必重启整个项目从而大大节约时间以及成本。
可选地，在步骤S3之后，还包括：
S4：根据电力交易微服务输出的申报方案，通过潮流计算微服务计算各支路的有功功率潮流。
电力交易微服务所输出的申报方案包括与输入的预估数据对应的最终线路阻抗、节点的最终负荷量、机组的最终发电量以及最终价格等数据，将结果写入到输出表中，潮流计算微服务从输出表中读取电力交易算法的最新输出值，以此作为其潮流计算微服务的输入值，将潮流计算的结果返回给用户，用户可以看到在该申报方案下的潮流图。
可选地，在实现潮流计算微服务的运行接口时，采用的是同步方式，其接口在被调用后，执行完所有算法程序后，通过返回值告知调用者本次接口调用已完成，对于潮流计算微服务来说，可以直接调用原来的潮流计算的代码。
而对于稍复杂算法的微服务接口，其实现则要考虑到用户调用该接口所需要等待的时间，也即完成该微服务接口所需的运行时间，若运行时间超过2秒，则必须加载新进程来运行该接口的实现代码，而让调用者直接返回。由于电力交易微服务的日交易决策接口需要调用几千次的线性规划计算和潮流计算，运行时长长达几个小时，因此可以采用异步的方式。
对于电力交易微服务，由于调用者启动接口后就返回了，调用者既不能直接获得接口运行的数据，也无法知道接口的运行状态，甚至接口运行结束也无法知道。为此，运行在启动的新进程的接口必须通过数据库表格来获得其输入数据和写入输出数据，同时写入其运行状态，在其即将结束时将其运行状态改为终止态。
在用户访问电力交易微服务的年交易策略处理接口时，用户先将年交易的输入数据依据用户名写入在数据库的输入数据表中，而后启动并调用电力交易微服务的年交易策略接口，该接口创建新进程并返回；新进程调用年度交易算法代码，将计算结果写到输出表中；潮流计算微服务从输出表中读取年度交易算法的最新输出值，以此作为其潮流计算算法的输入，而计算的直流潮流结果直接返回给用户。
第二实施例
本实施例提供一种基于微服务的电力交易仿真装置，执行第一实施例提供的电力交易仿真方法，参阅图3，包括：
获取模块10，用于获取输入的预估数据，预估数据包括线路阻抗、线路的最大容量、节点的负荷量和负荷价格以及机组的发电量和机组价格；
校验模块20，用于调用潮流计算微服务校验输入的预估数据是否满足电网的物理特性；
处理模块30，用于在输入的预估数据满足电网的物理特性时，调用电力交易微服务对预估数据进行规划，在满足电网的约束条件下，获得电网内用户购电费用最小时的申报方案。
可选地，处理模块30还用于：根据申报方案，调用潮流计算微服务计算各支路的有功功率潮流。
第三实施例
本实施例还提供一种基于微服务的电力交易仿真系统，参阅图4，包括潮流计算微服务100、电力交易微服务200以及仿真平台300；
其中，潮流计算微服务100用于：校验输入的预估数据是否满足电网的物理特性；
电力交易微服务200用于：在输入的预估数据满足电网的物理特性时，对预估数据进行规划，在满足电网的约束条件下，获得电网内用户购电费用最小时的申报方案；
仿真平台300用于：管理、运行潮流计算微服务以及电力交易微服务。
可选地，潮流计算微服务100还用于：在获得电网内用户购电费用最小时的申报方案后，根据申报方案，计算各支路的有功功率潮流，将计算结果返回给用户，使得用户可以看到在该申报方案下的潮流图。
可选地，电力交易仿真系统还包括数据库，用户在使用电力交易微服务200前需要先注册并获得用户ID号，在数据库的用户表中建立其基本信息，数据库可以对此用户的信息进行操作，包括修改用户名、更新其使用信息，例如最近的使用工程项目等。
可选地，数据库还用于，进行微服务的注册。首先查看数据库的微服务表中是否存在同名的微服务，若存在同名的微服务则向注册者提示数据库中已有同名的微服务；否则，向数据库的微服务表中添加此电力交易微服务，获得其在微服务表中的ID，而后在数据库的接口描述表中，依次插入该微服务ID所对应的各接口名，每条插入的接口记录信息中还包括该接口在该微服务中的编号和接口功能描述。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于微服务的电力交易仿真方法，其特征在于，包括：
获取输入的预估数据，所述预估数据包括线路阻抗、线路的最大容量、节点的负荷量和负荷价格以及机组的发电量和机组价格；
通过潮流计算微服务校验输入的预估数据是否满足电网的物理特性；
在输入的预估数据满足电网的物理特性时，通过电力交易微服务对所述预估数据进行规划，在满足电网的约束条件下，获得电网内用户购电费用最小时的申报方案。
2.根据权利要求1所述的电力交易仿真方法，其特征在于，在所述获得电网内用户购电费用最小时的申报方案之后，所述电力交易仿真方法还包括：
根据所述申报方案，通过潮流计算微服务计算各支路的有功功率潮流。
3.根据权利要求1所述的电力交易仿真方法，其特征在于，所述潮流计算微服务采用同步方式返回计算值。
4.根据权利要求1所述的电力交易仿真方法，其特征在于，所述电力交易微服务采用异步方式返回所述申报方案。
5.一种基于微服务的电力交易仿真装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取输入的预估数据，所述预估数据包括线路阻抗、线路的最大容量、节点的负荷量和负荷价格以及机组的发电量和机组价格；
校验模块，用于调用潮流计算微服务校验输入的预估数据是否满足电网的物理特性；
处理模块，用于在输入的预估数据满足电网的物理特性时，调用电力交易微服务对所述预估数据进行规划，在满足电网的约束条件下，获得电网内用户购电费用最小时的申报方案。
6.根据权利要求5所述的电力交易仿真装置，其特征在于，所述处理模块还用于：根据所述申报方案，调用潮流计算微服务计算各支路的有功功率潮流。
7.一种基于微服务的电力交易仿真系统，其特征在于，包括潮流计算微服务、电力交易微服务以及仿真平台；
其中，潮流计算微服务用于：校验输入的预估数据是否满足电网的物理特性；
电力交易微服务用于：在输入的预估数据满足电网的物理特性时，对所述预估数据进行规划，在满足电网的约束条件下，获得电网内用户购电费用最小时的申报方案；
仿真平台用于：管理、运行所述潮流计算微服务以及所述电力交易微服务。
8.根据权利要求7所述的电力交易仿真系统，其特征在于，所述潮流计算微服务还用于：在获得电网内用户购电费用最小时的申报方案后，根据所述申报方案，计算各支路的有功功率潮流。
9.根据权利要求7所述的电力交易仿真系统，其特征在于，所述电力交易仿真系统还包括数据库，用于保存用户的基本信息，以及更新所述用户的使用信息。
10.根据权利要求9所述的电力交易仿真系统，其特征在于，所述数据库还用于，进行微服务的注册，在存在同名的微服务时进行提示，否则，向所述数据库的微服务表中添加所述微服务，并获得所述微服务在所述微服务表中的ID。
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王建学等: "电力市场混合竞价模式及其出清算法", 《电力系统自动化》 *

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