基于区块链的分布式能源交易关键技术

分布式能源凭借能效高、运行灵活、经济性好等特点,逐渐成为发电的重要来源。区块链技术的去中心化、公开透明等特性与分布式能源的交易需求相吻合,探索基于区块链的分布式能源交易有助于消纳能源,降低信用成本。首先从双方的典型特征方面,分析了区块链技术与分布式交易的契合度;接着介绍了区块链技术在提高交易处理效率方面的新发展,以及结合了区块链技术的分布式能源交易理论研究与实际应用;然后,从点对点(P2P)交易、集合竞价以及连续双边拍卖3个方面,分析了国内外在区块链交易方面的研究现状;最后给出了中国在区块链参与消纳分布式能源、建设需求响应管理等方面的建议。     

区块链技术在分布式可再生能源电力交易中的应用与展望

随着可再生能源发电的迅速发展与平价上网政策的逐步推进,可再生能源就近消纳的优势明显.传统的集中管理模式难以适应大规模分布式可再生能源的交易需求,高效、安全与去中心化的交易模式是未来的发展趋势.作为一种去中心化的分布式共享账本,区块链技术具有公开透明、可追溯与防篡改等特点.对区块链技术在能源电力行业的应用现状进行综述,并展望了其未来发展趋势。     

欧美国家能源领域的区块链技术应用现状

为了协调电力供需、解决能源供应商与需求方交易的信任问题,区块链作为一种具有去中心化、公开透明、不可篡改等特性的互联网技术,逐渐被视作一种有效的能源交易支撑手段。在此背景下,分析了区块链技术应用至能源领域的可行性,总结欧美国家现有的应用工程场景,讨论区块链应用至能源领域面临的挑战以及亟待解决的问题,并结合国内政策以及能源发展现状,对区块链技术应用至我国能源建设的前景进行了展望。     

基于多链协同区块链的分布式能源交易

传统的电力市场交易方式主要是由电力调度交易机构根据市场需求及供需计划,通过集中的方式将发电厂的发电量调度给用电方。随着我国分布式能源的高速发展,并网需求急剧增加,集中调度处理速度成为发展瓶颈。采用分布式能源交易可有效解决此类问题。而区块链具有节点对等、去中心化,数据公开透明等特点与分布式能源交易的诉求相吻合。文章针对分布式能源交易集中调度处理可靠性低,速度慢的问题提出了基于多链协同区块链的分布式能源交易方法。该方法根据地区分片划分从链并行处理交易的方法,解决了采用区块链系统交易速度缓慢的问题。将有用工作量证明机制与电力匹配调度算法有机结合起来,提出了分布式能源交易矩阵策略,在维持了去中心化的同时解决了工作量证明机制算力浪费问题。     

基于匹配理论的分布式能源交易区块链分片技术研究

以区块链为代表的去中心化技术因其突出的可靠性和安全性已被广泛应用于分布式能源领域。区块链分片技术可以克服传统区块链系统低吞吐量、低可扩展性的性能缺陷,然而现有区块链分片系统大多采用随机分片模式,没有考虑系统中节点的能力差异以及分片的安全隐患。为了解决这类问题,文中提出了一种在分布式能源交易场景下区块链分片的匹配算法,该方法充分考虑了分布式能源交易中节点对节点间电气距离和分片内交易数的偏好,以降低能源传输损耗和交易成本,同时考虑节点信誉值,以反映其过去在交付承诺能源方面的表现,保证分片的安全性,并将问题抽象为具有外部性的多对一匹配模型进行求解,最后通过仿真实验验证了所提出的区块链分片方法优于传统的分片方法,具有良好的应用价值。     

弱中心化的区块链技术在能源互联网交易体系中的应用分析

本文结合区块链技术,提出弱中心化的能量交易系统的框架,探索在电源、电网、负荷之间的能量与信息复杂交互的情况下未来能源互联网中的能源交易系统。分析了与电源和电网进行良性有效互动时,对于能源互联网的各种智慧能源方案,深刻剖析了区块链的技术原理和能源互联网运行特性,总结出能源互联网与区块链技术耦合需求,结合区块链具有可信计量、广泛交易、智能合约控制、分布决策以及广域融合的特性,阐释了区块链与能源互联网特征的一致性,以及技术耦合特性,明确区块链技术在能源互联网中的定位,结合能源互联网中能源交易的去中心化的特征,构建了弱中心化的区块链能源网交易体系。最后,分析总结了区块链技术框架下能源互联网交易体系待解决的关键技术。     

基于区块链的分布式能源交易方案设计综述

以绿色新能源为主体的分布式能源成为能源交易市场中的重要组成部分,为了提高能源利用率、多渠道扩展分布式能源本地消纳,分布式能源获得合法就近售电资质,其能源生产和消费结构呈无中心、多节点状。现有能源运营模式由于具有集中式管理的特点,难以简单套用于分布式能源。区块链技术具有可追溯性、交易公开、数据透明的优势,其分散化特性与分布式能源无中心特点相符合,故提出一种基于区块链的分布式能源交易方案。分析现有分布式能源交易的方式及其弊端,研究区块链技术对于分布式能源P2P交易的适用性,在连续双边拍卖(continuousdoubleauction,CDA)、竞争均衡价格(competitive equilibrium price,CEP)、节点信誉值等基础上确立支撑分布式能源P2P交易的分布式能源结算机制,制定符合中国政策的分布式能源区块链支付模式,提出包括系统架构、交易流程在内的基于区块链技术的分布式能源交易方案,对比传统电力交易系统和基于区块链的分布式能源交易系统的性能,思考如何改进目前区块链的不足之处并展望能源市场未来,实现传统电力交易市场向分布式能源交易的延伸性发展。最后,针对区块链技术在实体应用过程中的挑战分析目前电力市场与区块链技术结合所存在的冲突及问题,并提出相应的建议方案。     

区块链技术在分布式能源交易中的应用

分布式能源就近自主交易已经成为我国配电网的未来发展趋势。但是分布式能源的出力具有不确定性及个体趋利特性,且参与者众多、单笔交易量小、具有高并发性,使得交易过程中的安全性、公平性与实效性成为突出问题。区块链技术以其去中心化、安全透明、不可篡改等特性与分布式能源交易的需求具有极高的契合度。为此,首先分析了基于现有区块链技术的电力市场交易系统的优势与不足,提出了基于有向无环图(DAG)拓扑的公平委托权益证明(F-DPoS)共识机制的区块链技术,改善了DPoS共识机制下的选举舞弊和DAG中的知名节点问题,辅以公平的通证奖励和刷新机制,以经济激励的方式促进市场主体维护系统的安全;然后构建了基于DAG+F-DPoS共识机制的区块链分布式能源交易管理框架,确保在面对高并发、高流量、高可用的实际场景时能够保证高效、快速、安全的交易吞吐。通过算例仿真分析验证了所提方法的可追溯性、高效性与安全性。     

基于区块链的能源互联网智能交易与协同调度体系研究

区块链具有智能合约、分布决策、协同自治、防篡改性等特征,在运行方式、拓扑形态、双边交易和协同调度等方面与能源互联网有天然相似之处,可以很好地支撑能源互联网建设。该文从二者技术融合的角度出发,基于能源互联网的物理拓扑结构和逻辑协议层次分析,提出了基于区块链的能源互联网层次架构模型;设计了交易完全去中心化的能源互联网智能交易模式及信任机制;探讨了在调度部分去中心化下的垂直分级调度系统和多级变电站的协同调度模式,及相应的电网安全校核与物理约束条件;形成了基于区块链技术构建的支撑"横向多源互补,纵向协同调度"体系的能源互联网智能交易与协同调度模式,有利于实现能量流和信息流的高度融合控制与安全传输。     

区块链技术在分布式发电市场化交易中的应用分析

作为一种去中心化的分布式记账模式,区块链可以通过数据加密、时间戳、智能合约等技术手段,实现节点间无需信任、去中心化的点对点交易。合理利用区块链技术的相关特性,可以为分布式发电市场化交易提供有效的技术支撑。首先,从区块链技术的基本概念入手,分析区块链与分布式发电市场化交易特点的对照关系。针对市场准入、交易模式、成员博弈、安全校核、阻塞管理与交易结算等分布式发电市场化交易的关键环节,分析区块链技术在弱中心化与去中心化交易管理中的异同。最后,分析了区块链技术在分布式发电市场化交易的应用中亟需解决的问题,并提出了未来的研究方向。     

能源系统中的区块链:概念、应用与展望

互联网作为第三次工业革命的代表性技术改变了现代社会的生活方式和经济发展模式,而以去中心化和信任机制为主要特征的区块链技术作为新一代互联网技术的重要组成部分,很有可能推动现有计算模式的变革,在金融、能源等诸多领域将产生广泛而深远的影响。首先对区块链进行了概述,给出了区块链的定义和技术框架,阐述了区块链的特点和意义;之后,介绍了区块链在一些领域的应用情况;最后,概述了区块链在能源系统领域的研究现状,并对能源区块链的研究做了展望。     

区块链技术在能源电力行业的研究及业务应用综述

能源电力行业具有参与主体多、业务流程长、分布区域广等特点,导致数据孤岛严重、信用传递困难以及交易风险突出等问题。区块链具有公开透明、可追溯、防篡改、去中心等技术特性,使其在能源电力行业的广泛、深入应用成为必然趋势。文章首先分析了区块链技术在能源电力行业的适用性,进而提出了一种能源区块链应用体系架构;然后,在对现有研究进行梳理总结的基础上,详细介绍了2020年初已经落地的典型业务应用场景,针对每个场景描述了基于区块链技术的业务架构及应用成效;最后,对业务应用场景的发展前景进行展望和分类,分析了当前区块链在能源电力行业落地应用中存在的问题,并提出了针对性的发展建议。     

基于区块链的光伏微电网交易的博弈模型研究

建立能源互联网交易体系能有效促进新能源特别是分布式能源大力推进,有利于促进我国能源转型结构升级。区块链技术作为一种新兴技术,在金融领域的初步应用显示出的灵活、开放、去中心化的特点可转接到新能源领域。为实现分布式光伏电站的区块链电力交易,结合分布式光伏发电非随机平稳特性、分散性特点,引入不完全信息博弈模型,搭建光伏微电网的区块链交易模型。综合考量用电成本,根据现实运维的光伏微电网,率先引入实际算例进行分析,为能源互联网,特别是研究基于区块链的分布式发电交易模型提供参考。     

基于BaaS平台的微网用户端对端电能交易方式研究

随着电力市场化改革的推进,微电网或拥有分布式发电的用户作为售电主体,被允许参与电能市场交易。但现有条件下的电能交易面临着缺乏信任和中心化的问题,区块链技术作为一种全新的分布式加密方式,对实现用户之间公平、点对点、实时、去信任的能量交易具有重要意义。文章首先介绍已有的区块链电能交易项目,分析对比了可供开发者使用的区块链即服务（blockchain as a service,BaaS）平台;然后对应用区块链技术的端对端电能交易网络和交易算法进行设计,分析了区块链即服务平台的应用过程;最后以一园区3个分布式光伏用户的运行实例,说明区块链技术下微网电能交易去中心化、透明化、难以篡改的特点,及其在促进微电网安全高效运行,社会利益最大化的有效性。     

能源互联网电力交易区块链中的关键技术

随着清洁可再生能源产业的迅速发展,现有的能源架构难以满足能源产消的需要,一场能源行业的革新势在必行。能源互联网作为一个学术与工业界看好的下一代能源基础设施的发展方向,受到广泛关注,其开放、互联、对等、分享的基本特征为未来能源发展勾勒出一个丰富的愿景。然而,现有成熟的信息技术方案从设计思想到工程实施无法全面满足能源互联网的特征需求。区块链作为一种正在快速发展的技术,具有分布式、平等、安全、可追溯等特性,与能源互联网的设计思想高度契合,有望成为能源互联网落地的关键技术。能源区块链是区块链与能源行业结合的产物,其可以为能源互联网的各个层面提供安全保障和价值支撑。文章通过定位能源互联网中电力交易区块链中的关键技术,综述了现今能源电力交易区块链在共识机制、交易与智能合约设计、安全机制和其他领域技术等方面的研究进展,并结合研究现状进行了讨论与分析,探讨了目前各项技术领域存在的问题,以及未来可能的研究方向,为能源区块链的进一步研究与落地提供参考。     

能源区块链的典型应用场景分析及项目实践

区块链作为一种新兴的基础架构与分布式计算范式,具有去中心化、公开透明、不可篡改、可追溯等特点,与能源互联网的开放、对等、互联和共享特征相符合,有望推动能源互联网的进一步发展。首先详细归纳了能源区块链的研究现状,具体在分布式能源交易、阻塞管理与辅助服务、需求响应服务、碳排放权认证与绿色证书交易、数据管理与信息安全以及能源数字代币的发布与投资6类典型应用场景展开。其次,总结评述了每种应用场景对应的典型能源区块链项目。最后,对能源区块链在我国的发展前景进行了展望,并提出了相关的发展建议。     

基于区块链技术的电动汽车充电交易探讨

针对规模化电动汽车在充电交易时存在安全性低、自主性差的问题,提出了基于区块链技术的电动汽车充电交易模型。该模型在“多卖方-多买方”的电力市场竞争机制下,利用区块链技术去中心化、安全性高等特点还原电力商品属性,开放用户协商定价的权利。首先阐述了区块链技术在电力系统各领域应用现状。其次基于区块链平台与电力市场相似的网络拓扑形态,建立区块链架构下的电动汽车充电交易模型；最后制定传统电力市场和应用区块链平台的电力交易市场下满足电动汽车聚合商需求的充电方案,对比分析得出区块链去中心化的特点为满足电动汽车聚合商个性化需求提供了可能,同时提升新能源电厂收益,降低火电厂售电量从而减少碳排放。算例结果证明了所提模型的有效性和可行性,为电动汽车充电交易市场提供了一种新思路。     

基于区块链下光伏微电网交易市场化中的应用分析

实现光伏发电特别是分布式光伏发电市场化交易具有广阔前景。基于能源互联网条件下的电力市场化交易也是未来光伏新能源的发展方向。基于区块链典型特征,分析了区块链和能源互联网交易的共同属性,验证了能源互联网领域区块链的安全性能;根据分布式光伏电站分布范围广、非随机平稳特征等特点,提出具有储能设施的分布式光伏电站微电网区块链交易模型,并应用于实际微电网分布式光伏电站中。实验结果表明,文中所提出的交易模型在交易效率、交易成本方面具有一定优势,可为分布式光伏电站区块链交易实现提供一定实践基础。