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第 31 卷增刊 2007 年 12 月 6 日 电力系统自动化 V01.31 增刊 2007 年 12 月 6 日 结算管理系统的设计与实现 （1. 国电南瑞科技股份有限公司，江苏南京 ；2. 东南大学电气工程学院，江苏南京 ） 摘要：结算管理系统是电力市场交易运营体系的重要组成部分。在分析结算管理系统主要业务流程的基础上，提出了一种支持多用户、多案例的结算管理系统功能设计。结算管理系统的实现与实际应用表明，该设计能适应各类结算规则的变化，支持多种结算模式的对比分析，可同时支持结算管理系统的在线应用与仿真训练。 关键词：结算管理系统；案例管理；电力市场；Java2 企业版 中图分类号：TP317.3； TM73：F123.90引言1结算业务分析结算是电力市场运营的重要组成部分，结算系统的实际应用是电力市场发展的重要标志，按照市场规则进行结算和考核标志着电力市场正式运行。因此，作为支撑电力市场运行的电力市场交易运营系统，结算管理系统是其中的重要组成部分。电力市场交易运营系统由数据申报、合同管理、交易管理、结算管理、市场预测、市场分析、信息发布、市场监测、综合业务和系统管理等10个系统组成。
结算管理系统根据合同管理系统中的合同、交易管理系统中的交易结果、发电计划及市场干预情况、数据上报系统中的会员报价及人工抄表数据、电能量采集系统中的电能量计量数据以及各交易类型的优先级设置等，计算出各市场成员实际发生的各项电费组成部分，形成电费结算单，下发给市场成员，用于市场分析。结算业务主要包括两部分：一是市场内结算；二是市场间结算。市场内结算主要完成市场内各市场成员的收入与支出的结算，也是交易中心职责范围内的业务。市场间结算是指本市场电网作为市场成员参与上级市场的各项交易，上级市场向上级市场其他市场成员出具结算单，在收到上级市场出具的预结算单后，对结算数据及结算结果进行核对，其实就是一个对账功能。 本文主要介绍市场内部的结算业务及系统设计。收稿日期：2007年8月31日。在分析结算业务之前，需要先界定两个术语，市场成员和竞价单位。市场成员是指具有独立经济结算能力，能够参与市场竞争的经济实体。以发电市场为例，假设某发电厂有8台机组，两个经济上独立的实体A、B各拥有4台机组的产权，A、B可以独立与电网公司结算。虽然A、B在电气意义上是同一个发电厂，但在结算管理体系中，A、B各自为市场成员。
竞价单元是结算管理体系中最小的结算单位，隶属于市场成员。若市场成员A所属的4台单元在结算上没有差异，可以合并为1台竞价单元，相当于结算上1台单元。若4台单元的环境属性不同，或能提供的辅助服务不同，各台单元达成的合同、交易可能存在不同的价格，则不能将4台单元等效为1台竞价单元，要对每台单元的电量组件进行单独结算，此时每台单元即为1台竞价单元。结算就是根据竞价单元的实际上网电量、各电量组件的优先级设置、交易结果及发电计划，将竞价单元的结算电量分解为不同的电量组件，形成各竞价单元的结算电费，并汇总形成市场成员的结算电费。 结算主要业务可分为数据采集、并网电量计算、电量成分分解、结算预放行及成员核查、争议申请及最终结算等部分，结算业务示意流程如图1所示。1.1数据采集结算一般以月为周期，每月月初电力系统自动结算上月电量。结算前需要获取各种数据作为结算依据，包括计量数据、交易数据以及考核等与结算相关的其他数据。图1结算业务流程图计量数据是计算各市场成员实际购售电量的原始依据，主要包括电能计量系统（TMR--遥测抄表系统）的计量数据和人工抄表数据。
TMR数据一般以15分钟为数据间隔自动采集，人工抄表数据一般每月采集一次。当有价格调整时，按价格调整日期分段抄表。按规定，人工抄表数据必须经过多方确认后才为有效数据。实际结算时，每个市场成员只使用一种数据，另一种作为核对依据。交易数据主要包括各市场成员的合同数据、交易结果、发电计划等，各组成部分是结算中分解电量的依据。此外，结算中还需要考虑市场成员的考核电量、投产电量、弃水电量、发电量等其他结算相关信息。1.2上网电量计算根据TMR自动计量和人工抄表数据（已旁路、更换），以及关口点与电表的对应关系，可以计算出每个关口点每月的峰、平、谷上网电量和总上网电量。 由于种种原因，往往有多家竞价单位共用一个关口点，电表只能计量关口点电量，因此还需要以关口电量为基础，计算出各竞价单位的实际上网电量。一般的处理方式是按照各市场成员申报的各竞价单位发电量比例，计算出各竞价单位的上网电量。1.3电量成分分解从各竞价单位的实际上网电量中扣除考核惩罚电量，形成各竞价单位的结算电量，作为电量成分分解的依据。在电力市场运行中，交易机构、调度机构先将各竞价单位的年度合同、年度交易结果分解为月，结合各竞价单位的月合同、月交易结果及各项合同、交易结果，制定各竞价单位的调度计划，市场成员根据调度计划安排生产。
由于电网运行的不确定性，发电、用电设备运行的不确定性，各竞价单位的实际执行结果不可能与计划完全一致，两者之间存在偏差。电量成分的分解过程可以理解为计划量与结算量偏差的分配过程。按照市场规则规定的各交易类型的优先级和偏差电量比例，计算各竞价单位的各项电量成分，形成预结算电费单。预结算电费单包括合同电量、交易电量、考核电量、投产电量、弃水电量等各项成分。1.4结算核实预计算完成后，交易中心将向市场成员发布各项结算原始数据和结算结果。各市场成员只能查询与自身结算相关的信息，并核实各项结算数据。若结算有误，则通过数据申报提出结算争议申请；若结算无误，则确认结算结果。 1.4 结算与最终结算 预结算结果发布后，交易中心定期查询各市场成员提交的争议申请，并对结算结果进行修正。如所有市场成员均确认结算结果，或提交争议申请的截止时间已到，则进入最终结算，形成月度最终结算结果，并向各市场成员发布，将电费结算单发送财务部门进行资金划拨。主要功能包括数据接入服务、公共服务、数据接口、结算参数管理等。
量计算、案卷管理、市场间结算和市场内结算。针对电力市场交易应用的结算需求，本文提出如图2所示的结算管理系统功能设计。 结算管理系统 图2 结算管理系统功能设计 图2 结算管理系统功能设计 2.1 数据访问服务 数据库是结算管理系统中所有数据的存储中心，数据访问服务封装了对数据库的所有读写操作，实现关系表与对象之间的转换。数据访问服务屏蔽了数据库的底层结构，可以为应用程序提供简洁友好的对象数据访问，降低系统开发难度，缩短开发周期。同时，数据访问服务也为数据级的权限管理和公共服务提供了统一的数据底层基础。 2.2 公共服务 公共服务是构建在数据访问服务之上的一组底层应用，为各类业务应用模块提供公共服务支撑。公共服务主要包括权限管理、日志管理、报警管理、报表工具和应用配置管理等。 权限管理模块用于完成部门、用户组、用户及权限的配置，以及用户授权、身份认证等；日志管理模块用于记录各类操作及人工干预情况，作为结算、纠纷解决的依据，支持日志记录、查询及维护；报警管理模块用于完成各类报警信息的记录、查询及维护；报表工具用于完成各类结算报表模板定义及报表浏览，支持Excel格式报表输出。
应用配置管理模块支持对结算管理系统各功能模块的动态配置，并结合权限管理根据登录用户的权限动态配置系统功能。 2.3 结算参数管理 结算参数管理模块用于实现各类结算参数的配置，主要功能包括各类交易类型的登记、交易类型的结算优先级及偏差功率比例设置、功率验证偏差比例设置、竞价单元在线功率计算公式定义及调价记录设置等。 2.4 结算争议管理 动态监控和查询各市场成员的结算争议申请、结算确认信息，用于结算调整。 2.5 在线功率计算 根据TMR和人工抄表获取的电表测量数据，计算出各关口点的在线功率。然后根据结算公式定义，计算出各竞价单元的在线功率。在线功率计算模块支持自动、手动触发两种启动方式。 2.6 案例管理 结算案例是一套完整的月度结算数据，包括与该月结算有关的所有输入数据和结算结果，以一组扩展标记语言（XML-- ）文件的形式存储在结算工作站和数据库中。每类结算数据都定义为一个XML文件，在XML文件中定义了各个字段的属性和取值范围。系统案例管理模块定义功能包括各类结算案例的创建、查询、删除、导入、导出和案例对比。
创建案件时，调用数据访问服务获取与结算相关的各种输入数据，形成一组XML文件，并存入数据库。此时结算结果数据文件为空。结算完成后，结算结果存入输出数据文件，并保存在数据库中。结算案件中的各种数据以文件形式存储在数据库中，并不向市场成员发布，只有当结算人员确认提交的结算案件后，其输出数据才存入相应的结算数据表，并向外部发布。同种结算类型，同一个月可以生成多个结算案件，但只能提交一个，后面提交的结算数据会覆盖原有的结算结果。案件分析模块用于比较分析各个案件之间的差异，通过统计几个主要参数的变化情况，评估结算规则变化带来的影响。 2.7 市场内结算 市场内结算用于完成市场内各成员的结算顺序计算，结算模块不直接访问数据库和数据访问服务，而是通过调用案件管理提供的服务读取并存储结算结果。 结算计算前，首先调用结算案例服务，创建案例或者选择生成的结算案例，将案例中的XML文件缓存在结算管理端。然后解析各个XML文件中的结算输入数据，按照市场规则进行结算计算，生成各投标单位的结算结果。存储时，先将结算结果转换成XML文件，形成结算结果案例文件，然后调用案例管理服务将结算案例存储到数据库中。
结算人员可以创建多起案件、调整结算优先级设置或其他结算规则、比较结算结果变化、确认后提交结算结果、调用案件管理服务解析各结算结果并存入结算数据库表、发布给各市场成员。 2.8 市场间结算 市场间结算用于验证上级市场的结算结果，其流程与市场内结算类似。 2.9 结算信息发布 调用数据访问服务向市场成员发布各类结算数据。 结算管理系统采用成熟的Java 2企业版(J2EE)软件架构，可支持各种主流硬件平台和操作系统。 3.1 系统软件结构 本文设计的结算管理系统在软件结构上分为6层，即数据层、公共服务层、应用服务层、控制层、通信接口层和客户端层。 各层应用程序具体实现为一个或多个应用组件，定位系统的具体功能，调用下层应用程序提供的服务，并为上层应用程序提供服务。 各层应用程序之间都有明确且相对固定的调用接口。 各层内部实现技术和计算逻辑的变化不影响其他层应用程序的正常运行.图3结算管理系统软件结构图数据层包括商业数据平台、数据库访问接口和对象数据接口三部分,可以看作是系统的数据总线.
公共服务层为各业务模块提供公共服务，不受业务变化影响，提供的功能相对独立于结算管理系统业务，可供应用服务层调用。应用服务层实现各项结算业务。3.2 系统实现环境结算管理系统在 2003 Unix操作系统上进行了测试，数据库采用 109，J2EE应用服务器采用 9.2。3.3 现场运行测试本文设计实现的结算管理系统已在某省级电力市场投入运行，运行测试结果表明，系统能够满足实际需要，具有较强的可扩展性和模拟功能。