基于区块链的分布式能源交易技术

在分布式发电市场化交易中,传统交易中心在面对分布式能源海量、高频、小额交易时,存在着平台运维成本高、资金结转不及时、交易信息不透明等缺点,因此,需要探索相应的应对方法.在我国相关政策指导下,该文提出基于区块链的分布式能源交易方案,包括考虑过网费差异的挂牌交易机制、可再生能源认证机制和信用管理机制等三部分,同时,设计了实...     

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。     

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。     

基于云边协同和区块链的分布式能源交易系统设计

分布式能源的广泛发展使其成为电力市场的考虑重点,而传统的数据交互平台无法满足大规模分布式能源交易高效灵活、安全可靠的需求。为解决高信息处理复杂度与安全快速交易需求之间的矛盾,文中提出基于云边协同和区块链的分布式能源交易系统架构和整体设计方案。首先设计了云计算与边缘计算协同并结合两层区块链的系统架构,利用区块链技术实现交易去中心化,提高了交易的自主高效性,利用云边协同提升海量数据的处理能力和交易系统的扩展能力。然后基于双向竞价和预测补偿设计了分布式能源的交易机制,进一步对区块链的核心共识算法进行分析,并采用改进委托权益证明(delegated proof of stake,DPoS)作为交易系统的高效率、高可靠共识算法,实现大规模分布式能源的高效可靠交易,促进分布式能源参与电网调节,提高电网稳定运行水平。最后通过应用实例验证了所提系统对大规模分布式能源交易的适应性和优越性。     

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。     

基于区块链的电力数据交易方案设计

电力数据交易是数据发挥价值的重要途径,当前数据交易存在中心化交易信任、交易规则不明确、交易监管难度大等问题.提出基于区块链的电力交易方案,首先论述电力数据特性,并分析电力数据交易面临的问题,阐述区块链对电力数据交易场景的适用性;然后,论述区块链技术基本特征和分类;再次,详细设计智能合约,确保电力数据交易安全自动执行,并...     

能源互联网中基于区块链的能源交易

区块链技术是比特币的底层技术,具有公平、透明及去中心化的特点。能源互联网具有开放互联、以用户为中心和分布式对等共享的特点,且其能源交易模式也将由集中式向分布式发展。区块链技术的特点使得其天然地适用于能源互联网中的能源交易。首先对现有能源系统下的能源交易特点及在能源互联网下实施新型能源交易模式需要解决的难点进行了分析;然后,基于现有研究和分析设计了一种基于区块链的3层能源交易架构,并引入弱中心化的管理方式,以应对去中心化带来的问题;最后,对区块链在能源交易中应用需要解决的问题和面临的挑战进行了分析。     

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。     

基于区块链的分布式能源交易物理-信息仿真平台

研究基于区块链的硬件仿真平台,设计控制架构以实现区块链与智能设备间的数据交互,评估能源区块链受真实环境中各种物理因素影响的性能,是分析不同区块链架构对分布式能源交易适用性的基础。为模拟园区规模下分布式能源产消者的运行状态,设计并实现了具有硬件层、控制层、网络层与区块链层4层架构的分布式能源交易物理-信息仿真平台。其中,硬件层基于真实物理模型实现,代表实际发用电方主体;控制层实现硬件层与区块链层间的数据交互;网络层定义节点连接方式;区块链层采用权威证明(PoA)共识机制,负责撮合与记录电能交易。最终形成了一种软硬件结合的完整能源区块链仿真架构,支撑智能设备“能量流”向区块链“数据流”转化。仿真结果表明,所设计仿真平台能够实现对能源区块链系统性能的测试,以太坊PoA共识机制已基本能够满足分布式能源交易对性能的要求。     

基于区块链的园区微网分布式电力交易实现机制综述

在开放的电力市场环境下,分布式电源发展迅速。分布式电力交易迎来了前所未有的发展机遇,可有效支撑园区微网运营商实现多能源互补和协同优化,促进园区微网数字化、经济化、低碳化运营。在此背景下,首先对区块链技术和分布式电力市场的契合度进行了分析,并基于分布式电力交易和区块链的特性构建了基于区块链的园区微网分布式交易框架模型。其次,对基于区块链的多元分布式电力交易的实现机制（包括智能合约、共识机制以及跨链技术）进行了分析,最后给出了不同实现机制所面临的风险挑战。     

面向分布式电力交易的区块链算法应用研究综述

当下分布式电力交易呈现出中心化网络风险验证和市场竞争过小等问题。区块链技术去中心化、防篡改及分布式存储等特点与分布式电力交易中存在的问题高度契合,将区块链技术应用于分布式电力交易中受到广泛关注。文章从安全防护类算法、数据同步类算法及共识类算法3个方面梳理了区块链相关算法,将其结合分布式电力交易的部分适用场景展开分析,总结现有区块链核心算法在分布式电力交易中优缺点。最后,对区块链技术现在存在的问题及各类算法在未来分布式电力交易的适用性进行分析,通过对3类算法分析综述,从安全、共享、共识3个方面提高分布式交易的交易速率和可靠性,为未来区块链核心算法在分布式电力交易领域的应用提供研究思路。     

基于异构能源区块链的综合能源系统交易模型

综合能源系统是对电、气、热、冷能进行统一规划调度的综合系统,顺应了供给侧改革的趋势.目前综合能源系统的用户呈现个体化、分散化的趋势,传统的单向集中式输配电服务模式逐渐不适应这种趋势.基于区块链技术,设计了一种综合能源系统交易模型.采用异构能源区块链的结构模式,利用智能合约建立了基于价格约束的匹配拍卖机制,保障了清洁能源...     

基于区块链的分布式储能端对端交易控制方法

为提高用户侧分布式储能设备的利用率及经济效益,提出了一种基于区块链技术的分布式储能端对端交易控制方法.首先,对以太坊平台及智能合约的特点进行分析,在此基础上建立了分布式储能端对端交易控制平台的结构与流程.通过构建拍卖–储能合约体系并对拍卖合约及储能合约进行设计,实现了用户信息的统一管理、储能闲置容量的在线交易、储能设备...     

基于联盟链的分布式能源交易模型研究

电力能源由集中式向分布式迈进,电力改革由浅入深的背景下,如何构建更优化的电力交易市场成为目前研究难点。构建了一种基于联盟区块链的分布式能源交易模型。分别从物理结构、智能合约及交易流程3个模块构建。利用Python在Ethereum平台搭建并仿真模拟了所提模型,测试了智能合约运行状况及参数变化时模型中的用户行为。结果表明用户距离越短具有更高的挖矿成功概率,从而激发分布式能源在电力交易市场的活力,提高分布式能源使用率,可为优化、重构分布式能源交易平台提供新思路,为促进分布式能源交易提供决策支持。     

基于主从区块链技术的区域能源交易架构

区域能源交易主要通过集中式的交易服务平台提供买卖交易合同,配合电网进行电力供应与输送,存在服务成本高、交易效率低、用户隐私缺乏安全保障等问题.通过分析区域能源交易主体的特点以及不同类型区块链的适用范围,提出了基于主从区块链技术的区域能源交易架构;建立了适用于区域能源交易的主从区块链模型;证明了该模型具有高度安全性,并对...     

基于博弈策略的能源区块链安全交易机制

能源区块链的先期探索给能源互联网的建设提供了良好的技术支撑,然而大规模参与主体的不断涌入,能源交易的安全、公平、效率等问题再次迎来新的挑战,博弈论因考量了交易主体之间的策略互动及利益依存关系,有望为该问题的解决提供新思路。首先,以能源交易的利益最大化为目标函数,构建多能源交易策略的博弈模型,依据能源供需量及报价,求解能源用户和能源商户策略博弈的纳什均衡值,为交易机制提供价格参考。其次,结合能源互联网的特性,构建基于联盟链的弱中心化多主体能源交易机制,并对能源区块结构及共识机制进行改进以实现高效可靠的交易流程。最后,在模拟场景下进行算例仿真,仿真结果表明所提出的安全交易机制在保障买卖双方利益的同时,加快了区块的共识速度,为能源交易平台的建设提供帮助。     

基于区块链的分布式能源交易市场信用风险管理方法

随着我国分布式发电渗透率不断提高,配网内分布式能源就近交易已成为我国配网未来的发展新趋势。由于分布式能源出力的不确定性及个体趋利属性,相较传统电力交易,分布式能源交易的违约现象可能更为严重。为此,该文提出基于区块链的分布式能源交易信用管理方法。首先,分析分布式能源交易信用风险的成因及其危害,提出分布式能源信用评估指标。然后,阐述基于区块链的分布式能源交易模式。在信用风险管理环节,建立基于区块链的分布式能源交易信用评估技术,实现分布式能源信用的透明、公正评估;提出基于信用证明(proof-of-credit,Po C)共识机制的分布式能源信用管控机制,以经济激励的方式促使市场主体维护自身信用,抑制分布式能源交易的信用问题。仿真测试表明,该文建立的分布式能源交易智能合约以及分布式能源信用管控机制可以使守信市场主体获得更多利益,维持分布式能源交易市场秩序。     

基于区块链的含安全约束分布式电力交易方法

随着电力体制改革的深化及分布式能源渗透率的提高，分布式能源在发电侧售电侧的有效配置面临着机遇和挑战，传统的集中式电力交易模式存在维护成本高、处理效率低、资金结算不及时等缺点，无法适应高频小额的分布式能源交易场景。首先，回顾区块链技术发展历程，深度探究区块链技术相关理论，同时结合对分布式能源发展状况的分析，总结了建设分布式能源交易市场的若干要求；然后，构建考虑安全约束的分布式电力交易的机制与模型；最后，提出基于区块链的分布式电力交易方法，确保交易的公开透明、信息对称，并设计分布式电力多边交易的智能合约。通过以太坊区块链的算例表明，所提出的分布式电力交易方法可实现潮流的越限修正、电力的多边交易，便于电力能源的数字化管理。     

基于区块链的分布式光伏就地消纳交易模式研究

目前配电网中分布式光伏发电渗透率越来越高,利用区块链技术的去中心化、难篡改等特点,有助于分布式发电就地或就近消纳,提高配电网运行的经济性。提出了一种基于区块链的光伏就地消纳交易模式,建立了光伏发电用户和分布式光伏聚合商的效益函数,运用Stackelberg博弈模型确定内部电价,通过边缘计算制定最优用电计划,设计了基于信誉值的就地消纳交易机制,对就地消纳程度低的用户进行惩罚,鼓励用户通过可时移负荷消纳光伏出力。配电网仿真结果表明,在采用区块链的交易模式下,配电网的就地消纳情况得到改善,用户的综合效益得到提升。