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南京理工大学硕士学位论文 流程管理在电力市场中的应用研究 摘要 目前，关于电力市场的技术支持系统已经曰趋成熟，为了更好地满足某些业务 的需求以及提高电力企业各主营业务流程运行效率，减少系统维护和开发成本，电 力市场技术支持系统有必要引入业务流程管理功能。 本文先对电力市场技术支持系统进行了简单介绍，选取了电力市场技术支持系 统中的长期交易管理子系统做了具体的流程研究，分析了其流程特点。接着对j b p m 开源工作流引擎进行了研究，分析了该流程引擎的工作原理、开发环境及部署等。 文章结合j b p m 工作流引擎，首先分析了结算管理子系统中省市目结算流程，并通 过编程及配置，实现了电力市场技术支持系统中运营机构日结算流程的流程管理实 验室环境。 最后提出了后续工作展望，并指出尚待解决的问题，希望能够研究跨系统的流 程管理在电力市场中的应用。 关键词：电力市场，业务流程管理，j b p m ，工作流引擎，结算流程 垒! ! ! 兰! 堡主笙苎 a b s t r a c t e l e c t r i c i t ym a r k e to p e r a t i o ns y s t e m ( e m o s ) i sd e v e l o p e dw e l ln o w a d a y s t om e e t s o m eb u s i n e s sd e m a n d s ，i m p r o v et h eo p e r a t i o ne f f i c i e n c yo fs o m em a ，i n b u s i n e s s 二p r o c e s s e si ne l e c t r i c i t ye n t e r p r i s ea n dr e d u c et h es y s t e mm a i n t e n a n c ea n dd e v e l o p i n g c o s t ，i ti sn e c e s s a r yt oi n t r o d u c eb u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n t ( b p m ) f u n c t i o ni n t o e m o s 血t h i sp a p e r , e m o si sd e s c r i b e df i r s t t h eb u s i n e s sp r o c e s so fl o n g t e r mt r a d e s u b s y s t e mi ne m o s i ss e l e c t e dt ob ea n a t o m i z e da n dt h ep r o c e s sp r o p e r t yi sa n a l y z e d t h e nt h eo p e ns o u r c ew o r k f l o we n g i n e - - j a v ab u s i n e s sp r o c e s se n g i n e ( j b p m ) i s s t u d i e d i t sw o r k i n gp r i n c i p l e ，d e v e l o p i n ge n v i r o n m e n ta n dd e p l o y m e n ta n ds oo na r e a n a l y z e d p r o v i n c e - c i t yd a i l ys e t t l e m e n tp r o c e s si ns e t t l e m e n t b i l l i n gs u b s y s t e m ( s b s ) i sa n a l y z e da n di t sb u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n tl a be n v i r o n m e n ti ss e tu pb y p r o g r a m m i n ga n dc o n f i g u r i n g j b p mw o r k f l o we n g i n e i nt h ee n do ft h i sp a p e r , t h ef u r t h e rw o r ka n dt h ep r o b l e m st h a ts h o u l db es o l v e da l e p o i n t e do u la n dt h eb u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n tu s e di nd i f f e r e n ts y s t e m sm a yb e s t u d i e di nt h ef u t u r e k e yw o r d s ：e l e c t r i cm a r k e to p e r a t i o ns y s t e m ， b u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n t ， j b p m ，w o r k 丑o we n g i n e ， s e t t l e m e n tp r o c e s s i i 南京理工大学硕士学位论文 流程管理在电力市场中的应用研究 1 绪论 1 1 本课题研究背景 电力是具有自然属性的准公共产品，由于其在国民经济中的基础地位和本身的 一 特殊性质，一般人认为必须由国家经营【l ，但是在近几年放松管制大潮的冲击下， 竞争机制开始融入电力运营。纵观世界电力改革的进程，各国一般都是经过局部尝 试、立法、重组等阶段，逐步建立符合本国国情的电力市场【2 3 】的。 现代意义的电力市场是相对传统的垄断性电力工业而言的，是实现电力工业结 构性重组，引入商业竞争机制后的一大类新型电力工业资产结构、经营管理和运营 模式的总称。 建立电力市场是我国当前电力工业发展的需要。由于我国国民经济的迅速发展， 电力负荷以惊人的速度在增长，同时负荷分布不均匀也日益突出，因此互联电网的 功率交换势在必行。电力市场为互联电网提供了交易平台，由于电力交换是以贸易 的形式进行的，处处体现公平、自愿、互利的原则【4 0 ，对于未能满足合同要求的， 其处罚措施也是经济性的，所以电力市场能够提高各电网间电力交换的积极性。另 外，我国存在国家、外资、地方、华能等多家办电的局面，电力市场可以给这些不 同所有制的电厂提供平等竞争的环境，让他们为国家创造更多的利益。 电力市场就是向管理要资源，并通过竞争手段 6 ”，挖掘潜力，缓和电力紧张。 建立电力市场也是吸日 g t 资的有效手段疆】，并能够给电力系统带来可观的经济效益。 可见，建立电力市场是我国当前电力工业改革的必然方向，建立电力市场的任 务也将是长期而艰巨的。 在电力市场模式下，为了保证电力市场的商业化运作以及电网的安全、稳定、 优质运行，电力市场运营系统( e l e c t r i c i t ym a r k e to p e r a t i o ns y s t e m ，简称e m o s ， 也叫电力市场技术支持系统) 随之产生。它是支持电力市场运营的控制和管理系统。 电力市场运营系统综合采用技术，、遵从电力市场运营规则，为市场报价、交易、 结算、合同管理及信息发布提供技术手段，并实现电力系统的监控、计量、调节、 安全分析等应用功能，从而支撑电力市场的运营，既支持电力市场的公平、公正和 。 公开竞争，也支持电力系统的安全、稳定、优质和经济运行憎】。 企业的生产经营活动是由各种业务流程交织在一起的。流程无处不在，和企业 的生产经营息息相关，所以流程很重要。但许多流程隐含在日常的操作中，不被人 们所重视，不能得到有效的管理。这些都使得企业不能很好地跟踪业务流程的执行。 在市场竞争日趋激烈的时代，企业所处的商业环境也在悄然发生变化，客户需求瞬 1 绪论硕士论文 息万变，产品生命周期不断缩短，技术不断创新，企业要在这样一个竞争和变化的 外部环境下生存，必须随需应变，不断调整、优化企业的各种业务流程，对流程进 行重构。利用信息技术可以加速企业流程重构，实现有效有序的管理和高度的灵活 性。这就是工作流管理系统( w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m ) ，它是指工作过程的计算 机化或者自动化，并实现流线型的业务运作，它也被称为数字化的工作流系统 10 。 随着电力市场运营系统的逐渐成熟，有必要在其中加入流程管理【l ”，来提高电 力市场运营系统的运营效率，减少系统开发成本，增加电力企业的收益。 电力市场中很多业务具有工作流程管理方面的需求。比如( 1 ) 交易计划编制： 在交易计划编制截止时间之前，交易人员可能会启动交易计划编制过程，但交易编 制结果并非最终结果，需要经过相关部门确认，或者到达计划编制截止时间才能生 效，供市场成员查询：( 2 ) 考核结算：考核结算计算完成后，并不能立即向市场成 员发布，必须经过各相关部门审核和相应市场成员确认后才能作为有效结算结果； ( 3 ) 检修计划编制：机组检修以及线路检修计划形成后，必须经过相关部门的审 核才能够形成最终检修计划，向各市场成员发布；( 4 ) 市场成员管理：一个市场成 员进入市场或者退出市场，需要经过多个相关部门的审核和确认；( 5 ) 竞价单元管 理：一个竟价单元进入市场或者退出市场，也需要经过多个相关部门的审核和确认。 在当前的信息发布管理中，一般将待发布信息直接与相应数据库关联，一旦在数据 库中生成相关数据，市场成员便能够查询。由于现有系统大多未能充分考虑流程管 理功能，导致这些需求未能充分表现出来。有的系统则将对流程管理需求强烈的个 别业务以具体应用的方式实现，例如硬编码在程序里。 为满足电力市场中上述类似业务的需求，电力市场运营系统有必要引入业务流 程管理功能。 1 2 本课题的研究内容 企业流程建模，为企业认识自己的业务流程，并进而设计和改进它们提供了有 力的支撑【2 9 】。作为一种全新的企业管理模式，它为企业提供一个框架结构，以确保 企业的应用系统与企业经常改进的业务流程紧密匹配。 本课题研究的就是流程管理在电力市场中的应用。电力市场技术支持系统提供 了电力交易平台，为了确保电力市场应用系统与经常改进的业务流程紧密匹配，而 不需要花费大量精力更改原有系统，本论文提出t n 用工作流引擎来实现电力市场 流程管理。 南京理工大学硕士学位论文 流程管理在电力市场中的应用研究 1 3 本课题的实现方法 本课题所研究的业务流程管理模块与电力市场运营系统中其它模块的关系如图 1 3 1 所示。 图1 3 ：1 电力市场业务流程管理模块与其它模块的关系 每一个需要流程管理的业务，对应一类流程。定义该流程的环节个数，并且使 各个环节都具有审批权限的人员等等。流程定义中指定流程的激活方式，流程一旦 被激活，便按照定义进入相应环节，待各个环节执行完成后，将流程结束信号返回 到主系统。 电力市场运营系统中的流程管理与一般的流程管理具有如下相似之处“：( 1 ) 都具有流程定义的支持功能，能够定义流程的开始条件、流程流转的各个环节、流 程结束条件。( 2 ) 都具有流程引擎】，流程一旦被激活，便由流程引擎引导进入各 个执行环节，满足流程结束条件后返回。 电力市场运营系统中的流程管理与一般的流程管理软件的差别在于：( 1 ) 流程 的激活方式。每个流程都是由一个特定的操作激活，比如计划编制流程由计划编制 计算启动，而一个检修管理流程则由检修编制计算启动。( 2 ) 每个流程对应的流程 单并非人工填写，而是由流程引擎从电力市场运营系统的数据库或者指定应用自动 获取。( 3 ) 流程的每个环节涉及的操作人员及相应权限由电力市场运营系统的权限 管理模块统一管理。( 4 ) 流程具有唯一性。比如次日交易计划编制流程，由次日交 易计划计算启动，在流程流转的过程中，如果再次进行次日交易计划计算，则原有 流程自动取消，不能并存。( 5 ) 流程结束后必须向电力市场运营系统返回结束信号， 绪论硕士论文 其它应用能够根据流程结束信息进行后续操作。 本课题选取开源工作流引擎j b p m - 3 0 做应用研究。 1 3 1 实现步骤 利用j b p m 工作流引擎，实现电力市场流程管理的步骤如下： ( 1 ) 首先需要流程设计者和业务分析员共同定义一个图形化业务流程过程； ( 2 ) 通过流程设计工具把图形化流程转化为流程定义语言； ( 3 ) 用户或系统启动、暂停流程； ( 4 ) 流程运行过程中，业务分析员通过w e b 接口实现流程的调整，与此同时，流程 也可以通过a p i 调用外部应用( 比如更新系统e r p 数据等) 。 ( 5 ) 流程结束，返回主系统。 1 3 2 实现结构 对于一个具体的流程管理项目，其实现可以分为下面三个部分：表现层，业务 逻辑层，数据访问层。 表现层的u i 页面可以通过j s p 灵活开发。 业务逻辑层可以由业务流程定义，业务管理类等组成。业务流程定义包括了绝 大部分的业务逻辑，而管理类可以完成批量查询和流程启动前的业务检查。业务逻 辑层既可以在流程定义中通过a c t i o n 调用数据访问层的方法，也可以在一般实现类 中使用数据访问层提供的方法。只要有可能就要把对数据层的访问放在流程定义 里，这样修改和增加业务逻辑时比较方便。当然，在涉及到批量查询数据的时候， 不宜放在流程定义中。 数据访问层一般由两种类型的类组成：数据对象和数据访问类。数据对象要一 一映射到数据库中对应的表。数据访问类提供了对数据对象的操作( 增加，删除， 查询，修改) 接口。在数据访问层中不包括业务逻辑。 1 4 本人所做的工作和取得的成果 作者认为使用图形化的流程定义，把和人、组织有关，有先后次序和复杂业务 规则的流程逻辑放在流程定义中实现，不仅可以使流程实现简便直观，而且在需求 变化时更容易维护、更改，而对于表现层，数据访问层和业务逻辑层中与工作流无 关的部分，可以灵活选择合适的实现技术。 由于本论文是研究电力市场的流程管理，所以作者先对电力市场的流程进行仔 细研究，分析了电力市场业务流程的特点，然后对j b p m 工作流引擎进行了研究， 最后利用该工作流引擎，结合电力市场中具体结算业务流程，进行了流程管理的应 用研究。 4 堕室里三查兰堡主兰垡垒苎 迹望笪堡垄皇查立堑主竺皇旦堡茎 最后的研究成果表明，在电力市场业务流程中引入流程管理是可行的。另外， 利用j b p m 工作流引擎提供的流程图形定制器可以灵活定义变更的流程，这样就不 需要更改原有系统，减少了维护和开发的成本。 1 5 本课题研究成果的应用前景 电力市场运营系统由交易管理系统、报价处理系统、合同管理系统、模拟决策 与分析系统、结算管理系统、即时信息发布系统、发电报价系统等组成，同时与能 量管理系统( e m s 系统) 、电能量计量系统和调度管理信息系统进行交互，完成电力 市场的报价、交易、信息发布、考核、结算等环节和功能。 华东电网覆盖上海市、江苏省、浙江省和安徽省三省一市，因此电力市场具有 分布性的特点，而且业务流程复杂，涉及的人员、部门众多，需要各部门人员协同 完成任务。采用工作流技术来实现其业务流程，通过分布式的工作流引擎来控制其 业务系统的运行，可以保证电力市场的良好运作和稳定运行，同时可以提高电力市 场运营系统的运营效率，减少系统维护、开发成本。 相关技术介绍 硕士论文 2 相关技术的介绍 本论文研究的流程管理在电力市场中的应用是基于j 2 e e 架构的，所以这里有必 要对j 2 e e 做一些介绍，其中涉及到的系统设计模式、数据库存取技术等乜一并做 了介绍，以便能够更好地理解作者所做的研究。 2 1j 2 e e 介绍 j 2 e e ( j a v a2e n t e r p r i s ee d i t i o n ) 是一种中间件的标准砌，是s u n m i c r o s y s t e m s 以 及一 i b mc o r p o r a t i o n ，b e as y s t e m s ，a n do r a c l ec o r p o r a t i o n 等提出的一个开放的工业标 准，它是一个方便开发，配置和管理多层企业应用的分布式平台。 j 2 e e 使用了大量的技术支持多层企业应用，基本上这些技术可以分为三类：构 件技术，系统服务和底层通讯。应用程序员可以使用构件技术来实现商业逻辑，并 且这些符合标准的构件可以被其它应用所复用；j 2 e e 提供了大量的系统服务，这样 一方面简化了编程，另一方面使得j 2 e e 构件可以访问其它已经存在的企业信息系 统( e i s ) ：最后，j 2 e e 提供的通讯机制可以连接客户与服务器以及不同服务器上的 需要相互合作的构件对象。 j 2 e e 包括很多核心技术，比如j s p ，s e r v l e t ，e j b ，j d b c ，j m sa p i 等。 这些技术里面e j b 技术尤其重要，e j b ( e n t e r p r i s ej a v ab e a n ) 是j 2 e e 平台所支 持的多种构件标准的一种，也是最重要的一种。它作为服务器端的构件是在服务器 地址空间内运行的。通常由它实现应用程序的商业逻辑。 e j b 体系结构包含了以下几个元素： ( 1 ) h o m e 接口：是e j b 开发者定义的提供给客户的一些工厂( f a c t o r y ) 方法，客 户可以通过h o m e 接口来创建，查询和删除e j b 对象。 ( 2 ) h o m e 对象：它是在配置e j b 时由容器产生的一个对象，是e j b 开发者定 义的h o m e 接口的一个具体实现。 ( 3 ) r e m o t e 接口：是e j b 开发者定义的提供给客户的一些业务方法 ( b u s i n e s s m e t h o d ) 。 ( 4 ) e j b 对象：它是在配置e j b 时由容器生成的一个对象，是f _ j b 开发者定义 的r e m o t e 接口的一个具体实现。客户通常通过e j b 对象来间接访问b e a n 的实现类。 ( 5 ) b e a n 的实现类：是e j b 构件的核心，是e j b 开发者对在h o m e 接口和r e m o t e 接口中定义的公共方法的具体实现。该对象不直接暴露给客户，而是通过h o m e 对 6 南京理工大学硕士学位论文流程管理在电力市场中的应用研究 象和e j b 对象间接的为客户提供服务。 ( 6 ) e j b 客户：所有使用e j b 服务的对象，包括j a v as e r v l e t 、j s p 、e j b 等。 ( 7 ) 容器：e j b 容器包容e j b ，并为e j b 提供生命周期服务。容器把底层的操 作环境与e j b 隔离开来，使得e j b 具有可扩展性、有效性、并行存取能力。容器提 供：生命周期管理( 创建、初始化、删除) 、e j b 的永久化管理、事务管理、安全管 理，为e j b 创建h o m e 对象，并提供查询h o m e 对象的服务，e j b 的激活( a c t i v a t i o n ) 管理。 5 ( 8 ) 服务器：e j b 服务器为目b 提供系统级的服务，包括线程池和数据库连接 池。e j b 服务器与容器一起为e j b 提供分布式事务服务。 e j b 的运行：b e a n 自己并不直接暴露给客户，客户实际上是向h o m e 对象或 r e m o t e 对象提出请求而不是b e a n 。h o m e 对象或r e m o t e 对象在接收到请求之后， 将通过一个本地调用把请求传递给b e a n ，并把b e a n 产生的结果返回给客户。容器 将在截获对b e a n 的调用时完成安全处理和事务处理。这实际上是个p r o x y 设计 模式的典型应用。客户必须首先查询h o m e 对象，然后通过它来创建或查找一个b e a n 的实例，之后访问该b e a n 实例。 ( 1 ) 查询h o m e 对象：当e j b 被部署( d e p l o y ) 时，容器将产生一个h o m e 对象的实 例，并将该h o m e 对象实份的引用放入j n d l 名字空间中。客户将在j n d l 名字空间 中查找到该h o m e 对象的引用。包含h o m e 对象的容器的具体位置对客户是透明的。 ( 2 ) 创建或查找b e a n 的实例：客户调用在h o m e 接1 2 1 中定义的c r e a t e 方法，容 器一方面创建一个b e a n 实例，另一方面创建一个e j b 对象的实例。这个新创建的 e j b 对象的引用将作为客户请求的结果返回给客户。除非客户显示要求删除，实体 b e a n 将永久存在。如果客户想要访问以前创建的实体b e a n ，那么它可以使用在 h o m e 接口中定义的各种查询方法。容器一旦接收到请求，它将一方面从永久存储 中读出实体b e a n 的数据，实例化一个b e a n 对象，另一方面创建一个e j b 对象的实 例。这个新创建的e j b 对象的引用将作为客户请求的结果返回给客户。 ( 3 ) 调用业务方法：客户在获得了e j b 对象的引用之后，就可以调用在r e m o t e 接口中定义的业务方法。e j b 对象将把对业务方法的调用委托给b e a n 的实例来完 成，并把处理的结果返回给客户【l 。 2 2 基于j a v a 技术的w e b 应用体系结构 一般的基于j a v a 技术的w e b 应用体系结构如下 相关技术介绍 硕士论文 图2 2 1 基于i a v a 技术的w e b 应用体系结构图 一般的w e b 应用系统采用b r o w s e r w e b 服务器d a m b l e 的三层体系结构1 3 ”。 w e b 服务器接受请求，通过应用程序服务器执行一个j a v a 服务器端小程序s e r v l e t 并返回其输出，从而实现与客户机进行信息资源的交互。数据库服务器用来存储管 理信息系统中所用到的各种数据，数据由数据库管理程序直接录入。系统的客户端 只需要一个浏览器即可。相关人员通过浏览器来查询、增加、修改、删除数据，对 信息进行管理。 本论文所研究开发的电力市场流程管理软件也是采用这样的三层体系结构。浏 览器层为流程管理界面，由j s p 页面组成。服务器端采用的是j b o s s - 4 0 2 ，数据库 采用m y s q l - - 4 1 ，服务器端使用m y s q l c o n n e c t o r - j a v a 一3 1 7 - b m d a r 这个j d b c 驱 动建立与m y s q l 数据库的连接。 2 3 系统的设计模式 设计模式是面向对象的程序设计人员用来解决编程问题的一种形式化表示。目 前，在大多b r o w s e r s e r v e r 结构的w e b 应用中，浏览器直接通过h t m l 或者j s p 的形式与用户交互，响应用户的请求。虽然很直观，但是大多数管理信息系统操作 的数据量都是惊人的，随着代码的增多会使j s p 页面臃肿不堪，w e b 服务器的负荷 过重。因此，在中间层上采用基于模型视图控制器( m v c ，m o d e l v i e w c o n t r o l l e r ) 1 2 8 的设计模式。m o d e l 层用来实现业务逻辑，v i e w 层用来显示用户界面，c o n t r o l l e r 层主要负责v i e w 层和m o d e l 层之间的控制关系。具体实现时，把s e r v l e t 用作应用 程序的控制器，把j s p 文档作为视图，j a v a b e a n s 被用来表示模型。所有的请求都 被发送给作为控制器的s e r v l e t ，它接受请求，并根据请求信息将它们分发给适当的 j s p 来响应。同时，s e r v l e t 还根据j s p 的需求生成j a v a b e a n s 的实例并输出给j s p 环境。j s p 可以通过直接调用方法或使用u s eb e a n 的自定义标签得到j a v ab e a n s 中 r 南京理工大学硕士学位论文流程管理在电力市场中的应用研究 的数据。这种设计模式很好地实现了数据层与表示层的分离，使开发工作更加容易 和迅速。在这种设计模式下，各层次之间的数据传递如图2 3 1 所示。 赢孟震髫誊邈，o 、嚣i 豢誊1 喇誉 、 m o l e l 。* ， + n j棼 蕊飘翁瓣霭藩磊链，? 置 。、“ 、 警t i 善? 萼“f ：蔷，i 。：蓍差_ 。、蹒# 噶妻羹$ t j 、”，i 移 、i 雨j 一= ： j 强j 只蝤) ： 、* ? 图2 3 1m v c 设计模式下各层次之间的数据传递图一 本论文所研究开发的电力市场流程管理软件就是基于m v c 设计模式。 2 4 数据库存取技术 目前，w e b 与数据库接口技术有很多，其中j d b c 是j a v a 程序连接和存取数据 库的应用程序接口，由一组用j a v a 语言编写的类和接口组成，是执行s q l 语句的 j a v aa p i 。本文介绍的电力市场技术支持系统中，在数据的存取方面，采用了 j s p s e r v l e t + j d b c 的技术，即客户端不产生数据库查询命令，客户端上的浏览器通 过u r l 和中间层的w e b 服务器建立连接。w e b 服务器主要负责接收本地或远程浏 览器的h 7 i y i p 数据请求，然后中间层的s e r v l e t 收到请求后，通过执行程序中的s q l 语句，利用j d b c 提供的标准a p i 对数据库进行访问和相应的操作处理。s e r v l e t 再 将查询的数据传给j s p ，最后生成标准的j s p 页面将结果返回给提出请求的浏览器。 这样，不仅将客户端与数据库服务器端分开，同时提高了数据库的访问效率。 9 电力市场技术支持系统及其子系统功能模块的流程研究 硕士论文 3 电力市场技术支持系统及其子系统功能模块的流程研究 3 1 概述 既然是流程管理在电力市场中的应用研究，那么首先必须要了解电力市场中流 程的特点，而这一点是与电力市场技术支持系统密切相关的。所以，这里有必要先 简单介绍一下电力市场技术支持系统。 3 1 1 系统目的 一 电力市场技术支持系统是为了适应我国电力市场化改革的需要，部署在电力调 度( 交易) 中心的一套自动化系统，实现电力市场运营规则所要求的有关电力交易 的各项业务，为电力市场中的报价、交易、结算、信息发布等提供技术支持【l ”。包 括以下几个子系统：数据申报子系统，长期交易子系统，短期交易子系统，日前交 易子系统，实时交易子系统，结算管理子系统，合同管理子系统，市场分析子系统， 信息发布子系统等。 3 1 2 系统术语和定义 ( 1 ) 数据申报子系统d a t ap r o c e s ss u b s y s t e m ( d p s ) 数据申报子系统( d p s ) 指电力市场技术支持系统中，依据市场规则接受和管理市 场参与者注册和申报数据的子系统。 ( 2 ) 长期交易子系统l o n g t e r mt r a d es u b s y s t e m ( l t s ) 长期交易子系统( l t s ) 是依据市场规则，根据相关电力市场信息和电力系统运行 数据，针对一年及以i 二的交易，制订交易计划并对交易过程进行管理的子系统。 ( 3 ) 短期交易子系统s h o r t t e r mt r a d es u b s y s t e m ( s t s ) 短期交易子系统( s t s ) 是依据市场规则，根据相关电力市场信息和电力系统运行 数据，针对月、周及多日的交易，制订交易计划并对交易过程进行管理的子系统。 ( 4 ) 日前交易子系统d a y a h e a dt r a d es u b s y s t e m a t s ) 目前交易子系统( d a t s ) 是依据市场规则，根据相关电力市场信息和电力系统运 行数据，针对次日的交易，制订交易计划并对交易过程进行管理的子系统。 ( 5 ) 实时交易子系统r e a lt i m et r a d es u b s y s t e m ( r t s ) 实时交易子系统( r t s ) 是依据市场规则，根据相关电力市场信息和电力系统运行 数据，针对当日内的交易，制订交易计划并对交易过程进行管理的子系统。 ( 6 ) 结算管理子系统s e t t l e m e n t b i l l i n gs u b s y s t e m ( s b s ) 结算管理子系统( s b s ) 指电力市场技术支持系统中，依据市场规则对市场参 1 0 南京理工大学硕士学位论文流程管理在电力市场中的应用研究 与者进行考核管理和结算的子系统。 ( 7 ) 合同管理子系统c o n t r a c tm a n a g e m e n ts u b s y s t e m ( c m s ) 。 合同管理子系统( c m s ) 指电力市场技术支持系统中，依据市场规则，对市场中 的各类合同的执行、变更等进行跟踪管理的子系统。 ( 8 ) 市场分析子系统m a r k e ta n a l y s i ss u b s y s t e m ( m a s ) 指电力市场技术支持系统中，对市场运营情况进行分析、评估和预测的子系统。 ( 9 ) 信息发布子系统i n f o r m a t i o np u b l i s h i n gs u b s y s t e m ( i p s ) 市场分析子系统( m a s ) 指电力市场技术支持系统中，依据市场规则发布相关电 力市场信息和电力系统运行数据的子系统。 3 2 电力市场技术支持系统结构 电力市场技术支持系统主要由以下子系统组成：数据申报子系统( d p s ) 、长期 交易管理子系统( l t s ) 、短期交易管理子系统( s t s ) 、日前交易管理子系统( d a t s ) 、 实时交易管理子系统( r t s ) 、结算管理子系统( s b s ) 、合同管理子系统( c m s ) 、 市场分析子系统( m a s ) 、信息发布子系统( i p s ) 等【l “。 各子系统的逻辑结构如下图所示。 图3 2 1电力市场技术支持系统逻辑结构示意图 电力市场技术支持系统主要是跟市场成员，能量管理系统和电量计量系统进行 数据交换，下面分别介绍能量管理系统和电量计量系统 1 7 , 1 8 1 。 ( 1 ) 能量管理系统( e m s ) 电力市场技术支持系统及其子系统功能模块的流程研究硕士论文 能量管理系统( e m s ) 用于保障电网的安全稳定运行，主要由数据采集和监视 控错i j ( s c a d a ) 、自动发电控制( a c , - c ) 及高级应用软件等功能模块组成。 能量管理系统的逻辑结构图如下所示。 ；一 l 霪剿i | l 爨黪蹇燮i 巨黎浏ii 瀵筹攀 t ，、， = i j 。“ j ，s c a d a 一_ 。 董 羹一ij 。j 。 j_ 。 i j 爹；i 陵羹参誊誉j ；i 髀；j | | l i i i 箧鲞? 一i ii；l ij 鲡嗥舞蘩 自蕊a g c 。：。 i 网绐高酱! 分析| 高级应用较件 i 。 慝| 鼍鬟。一萼蔓j 、 i 输囊f ： 输删耋口 “ 暮i誊 ，。i _卜 ；。j 蕺鬟i 爹i ? 辽堂ji 爹撼ii 一莲雾 | l 渺| | i ；| 。d ? t m i1 1 | ；1 鬻鹱? ! li 黪；隧i 。s ；i s 图3 2 2 能量管理系统逻辑结构图 ( 2 ) 电能计量管理系统( t m r ) 电能计量管理系统的逻辑结构图如下所示。 1 2 图3 2 3 电能计量系统逻辑结构图 南京理工大学硕士学位论文 流程管理在电力市场中的应用研究 电能计量系统( n 很) 是对电能量数据进行自动采集、远传和存储、预处理、 统计分析的子系统，是包含t v 和t a 二次计量回路、电能表计、采集装置以及管 理软件的综合系统，以支持电力市场的运营考核、电费结算和经济补偿计算等【2 u 1 。 电能计量系统的主要功能要求： 1 ) 应确保电能量数据的可靠性、准确性和安全性。在任何情况下原始计量数 据( 包括时标) 不得丢失和修改。 j 2 ) 3 ) 4 ) 5 ) 6 ) 采集的电能量数据范围应包括所有参与电力市场的成员的电能量计量关口 点和网间交换电能量计量关口点。 一 电量采集的时间间隔应满足市场规则对电能量统计时段的要求。 电量采集及上传应达到准实时的要求，以满足实时交易及实时结算的要求。 电能表计的时段精度和t v 、t a 的精度应满足时段结算与考核的要求。 电能量计量点的配置应遵循数据唯一性原则，关口表计上传数据不得修改 且是唯一的。关1 2 1 表应能接入当地监视系统。 7 ) 电能计量管理系统应具有开放性，采用基于国际标准的系统平台和商用数 据库。 8 ) 应支持与结算考核管理系统、信息发布与监管系统的数据通信和数据库访 问接口。 3 3 系统功能 ( 1 ) 数据申报子系统( d p s ) 【2 “ 数据申报子系统的主要功能是根据市场规则为市场成员提供申报数据的工具， 并接收数据，对申报数据有效性进行校验和处理，对申报结果保存和确认。系统提 供申报数据的查询功能，并提供方便、灵活的多渠道申报手段。数据申报子系统应 采用安全保护措施，具备完善的身份认证和数据加密传输机制，确保申报数据的安 全、保密、不可否认和防篡改。 ( 2 ) 长期交易子系统( l t s ) 长期交易子系统根据相关电力市场信息和电力系统运行数据，制订长期交易计 划并对交易过程进行管理。子系统主要功能包括： 制订长期交易电量计划； 制订长期交易电量分解计划； 制订长期交易电力分解计划； 1 3 电力市场技术支持系统及其子系统功能模块的流程研究硕士论文 制订长期辅助服务计划； 制订长期输电服务计划； 对交易计划进行安全校核与阻塞管理等。 ( 3 ) 短期交易子系统( s t s ) 短期交易子系统依据电力市场运营规则和相关电力市场信息与电力系统运行数 据，制订短期交易计划并对交易过程进行管理。子系统主要功能包括： 制订短期交易计划； 制订短期交易电量分解计划： 制订短期交易电力分解计划； 对交易计划滚动修正； 制订短期辅助服务计划； 制订短期输电服务计划； 并对交易计划进行安全校核与阻塞管理等。 ( 4 ) 目前交易子系统( d a t s ) 日前交易子系统依据市场规则，根据相关电力市场信息和电力系统运行数据， 制订次日交易计划并对交易过程进行管理。子系统主要功能包括： 短期负荷预测管理； 日前交易计划制订； 安全校核与阻塞管理； 日前辅助服务计划； 日前输电服务计划； 计划下发等。 ( 5 ) 实时交易子系统( r t s ) 实时交易子系统依据市场规则，根据相关电力市场信息和电力系统运行数据， 针对当日内的交易，制订交易计划并对交易过程进行管理。子系统主要功能包括： 超短期负荷预测； 实时交易计划制订； 实时辅助服务计划制订； 实时输电服务计划制订； 安全校核和阻塞管理； 实时交易计划下发； 交易计划执行监测等。 ( 6 ) 结算管理子系统( s b s ) 结算子系统依据市场规则和电力交易计划、交易结果等数据，对市场参与者进 1 4 南京理工大学硕士学位论文 流程管理在电力市场中的应用研究 行考核管理和结算，子系统主要功能包括： 交易电量与电费结算； 容量电费结算； 辅助服务结算； 输电费结算； 联络线交换电量的结算； 考核管理： 结算统计等。 ( 7 ) 合同管理子系统( c m s ) 合同管理子系统依据市场规则，对市场中的各类合同的执行、变更等进行跟踪 管理，子系统主要功能包括： ， 合同录入； 合同执行情况跟踪； 合同电量变更管理； 合同电量统计； 合同电量查询等。 ( 8 ) 市场分析子系统( m a s ) ： 市场分析子系统根据电力市场运营信息，对市场运营情况进行分析、评估和预 测，子系统主要功能包括： 市场信息分类统计； 市场信息查询； 市场运营情况分析； 市场交易、安全、约束和风险评估等。 ( 9 ) 信息发布子系统( 口s ) 系统发布子系统依据市场规则发布相关电力市场信息和电力系统运行数据。子 系统主要功能包括： 市场信息汇总； 市场信息的分类发布； 市场信息综合查询； 市场信息下载； 成员确认信息接收； 数据维护与管理； 信息更新等。 ( 1 0 ) 系统运行管理 电力市场技术支持系统及其子系统功能模块的流程研究硕士论文 系统运行管理是电力市场技术支持系统中各功能子系统之外的一个子系统，对 电力市场技术支持系统运行中各种状态和操作记录进行处理，并对市场成员、市场 参数等信息进行管理。主要包括以下功能： ( 1 ) 硬件运行管理 对系统内所有计算机运行状态的监视和管理。 ( 2 ) 软件运行管理， 对系统所有软件进程的监视和控制： + 对系统内各应用软件可用率的统计和监视。 ( 3 ) 操作记录统计 对系统内各应用软件功能及操作的响应时间的检测和统计； 查询和统计系统操作记录。 ( 4 ) 参数管理 参数管理包括： 系统历史数据检索和管理的方法； 市场运营参数的变更管理； 市场竞价机组的变更管理； 市场成员的变更管理； 并网发电机组的变更管理； 系统操作人员的变更管理等。 ( 5 ) 异常管理 异常管理的主要功能包括： 对应用级告警信息的监视和统计； 对系统错误信息的监视和统计； 各软件运行出现异常后的恢复； 应用软件被破坏后的恢复； 整个系统被破坏后的恢复； 数据备份与恢复等。 、 3 a 系统接口 ( 1 ) 与能量管理系统( e m s ) 的接口 能量管理系统与电力市场技术支持系统交换数据包括非实时数据和实时数据的 交换，接口支持定时和即时召唤等功能，可定义数据交换内容。对于非实时数据的 交换，一般采用基于标准的方式( 如c v ) ( 1 v i l 或类似方式) 进行数据导入、导出。 对于实时数据的交换，满足时效性的要求。 1 6 南京理工大学硕士学位论文 流程管理在电力市场中的应用研究 ( 2 ) 与电能量计量系统( t m r ) 的接口 电力市场技术支持系统与电能量计量系统交换电量数据。数据交换支持定时和 即时召唤等多种形式。数据接1 5 1 可采用x m i j 3 2 1 或类似的方式定义数据格式，采用 标准协议进行数据文件的网络传输。 ( 3 ) 与调度生产管理系统( d m i s ) 的接口 可采用两种数据接口方式：一是电力市场技术支持系统通过综合数据平台交换 数据，实现数据共享，综合数据平台提供数据安全访问控制功能；二是电力市场技 术支持系统提供通用数据接口服务，采用x m l 等方式定义数据格式，并公布访问 协议，外系统通过编写接口程序的方式进行数据访问。电力市场技术支持系统提供 用户认证和安全数据访问控制功能。 一 ( 4 ) 与其他电力市场技术支持系统的接口 采用标准类型文本方式，如x m l 或类似标准方式。 3 5 长期交易管理予系统流程研究 3 5 1 概述 长期交易管理子系统包括期货电量交易和合同电量管理。期货电量交易包括年 度期货电量交易、月度期货电量交易等。对期货电量交易，首先将年度期货电量分 解至月度期货电量，其次根据系统月度负荷预报、市场成员的期货电量申报等信息， 按照电力市场运营规则，将月度期货电量逐步分解为日交易电量、以及期货电量日 分解计划。对年度合同电量，根据系统年度负荷预报、月度负荷预报、日典型负荷 曲线，以及合同申报信息，按照电力市场运营规则，进行合同电量年分月，合同电 量月分日，合同电量日分解计划。最后汇总期货电量目分解计划和合同电量曰分解 计划，形成机组的长期电量曰分解计划。 长期交易管理子系统主要功能包括：年合同电量空间生成、年期货竞价空间生 成、月期货竞价空间生成、年度期货中标电量生成、月度期货中标电量生成、合同 电量年分月计划编制、合同电量月分日计划编制、合同电量日分解计划编制、期货 电量年分月计划编制、期货电量月分日计划编制、期货电量日分解计划编制、安全 校核与阻塞调度、有约束的长期电量日分解计划编制、竞价单元年和月度期货中标 电价确定等。 长期交易管理子系统应提供根据市场时序自动定时计算和人工启动计算两种功 能。所有数据应以列表，曲线或棒图等多种形式显示，具有方便的数据检索和查询 功能，提供人工修改功能。所有功能应有权限管理 本论文只选取其中之一的长期交易电量空间生成模块做具体研究。其他模块比 电力市场技术支持系统及其子系统功能模块的流程研究硕士论文 如长期交易电量查询，期货中标电量查询，合同电量分解计划生成，期货电量分解 计划生成，合同电量日分解计划编制及安全校核，长期电量日分解计划编制及安全 校核等，由于其流程和长期交易电量空间生成模块的流程差不多，所以就不一一叙 述了。 3 5 2 长期交易电量空问生成 根据市场模式，电力调度交易中心每年、月底确定长期交易电量的额度，由计 划员负责生成，并即时向市场成员公布。 本模块适于具有长期期货电量交易的电力市场运营模式。电力市场中，各竞价 空间是用来进行各种类型市场交易的电量。本模块的主要功能包括：年合同电量空 间生成，年期货电量竞价空间生成，月期货电量竞价空间生成等。设置的方式和时 间由市场的规则决定。 3 5 2 1 年合同电量空间生成 年合同电量空间生成的主要功能：年合同电量空间及相关信息查询、年合同电 量空间生成、权限校验。电力调度交易中心计划员在下一年的年合同电量空间生成 截止日期前完成下一年的年合同电量