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。     

基于区块链的配电网电力交易方法

为了实现高效、公平、透明的配电网电力交易,提出了基于区块链的配电网电力交易方法。针对当前含新能源的配电网电力交易的难点,结合区块链的技术特点,提出了配电网电力交易的区块链结构。介绍了基于区块链的配电网电力交易的具体实现步骤和交易过程,深入研究基于XML组织区块链主体内容,并将国产安全算法SM2和SM3引入到区块链应用中。最后设计了基于区块链的配电网电力交易情景,证明了基于区块链的配电网电力交易方法的有效性。     

基于区块链的改进智能合约电力交易模型

当前电力市场的电力交易过程存在风险高、耗时长、效率低等问题,为了解决此类问题,文中提出基于区块链的改进智能合约电力交易模型。区块链本质上是一个去中心化的数据库,具有不可篡改、加密安全等优势。文中模型利用区块链的去中心化和高安全性等特点,与智能合约相结合,提高了电力交易过程的效率和安全性。文中首先分析当前电力交易模型存在的问题,进而开展风险评估并构建去中心化的电力交易场景;其次将可靠性系数与智能合约相结合,建立基于区块链的改进智能合约电力交易模型;最后仿真模拟电力交易,对模型的可行性进行验证。结果表明,文中所提改进智能合约电力交易模型相较现有交易模型效率更高,且能有效降低被攻击的风险,维护电力市场交易秩序,为电力市场交易模式提供了新思路。     

区块链在分布式电力交易中的研究领域及现状分析

国家发改委、能源局陆续指出:要全面放开经营性电联用户发电计划,支持中小用户参与市场化交易,健全全面放开经营性发电计划后的价格形成机制。行政引导市场,市场发展技术,基于区块链技术的电力交易研究迎来了前所未有的行政和市场机遇。区块链以分布、公开、不可篡的区域共治模式,为社会和市场提出了一套全新的商业解决方案。该文依托区块链技术,探讨了基于分布式交易的电力交易市场、产消者以及相关服务产业的需求和行业现状,分析了区块链电力交易的发展趋势;归纳了电力交易领域区块链追求创新实验的主要方向,研究了电力交易区块链的总体架构设计创新、电力交易场景应用创新和区块链性能提升研究创新等内容;最后通过文献综述和百余个区块链电力交易系统实施案例,梳理了区块链技术在电力交易行业面临的挑战与应用前景。以期通过该文综述对分布式电力交易领域的未来研究有一定贡献。     

区块链技术在电力交易中的应用与展望

区块链技术作为分布式记账技术,为能源互联网中的多方协作场景提供了信任基础,在能源互联网中的电力交易等领域已有一些应用尝试。首先,文中回顾了区块链技术在电力交易中的理论研究情况,总结了其在分布式能源交易、产权登记、商品溯源、交易信息共享等方面的工程应用现状。然后,基于区块链的应用价值模型和中国电力市场的发展需求,展望了区块链技术在电力批发市场、电力零售市场、分布式发电市场化交易、电力衍生品交易、源荷互动电力交易、市场主体信用评价等中的应用。最后,分析了区块链技术在实际应用中面临的运算性能、存储容量和信任构建等潜在问题,给出了针对性的解决思路。     

基于区块链的园区能源互联网弱中心化电力交易机制

由于灵活性不足、安全性和隐私保障性不高、交易效率偏低等问题,我国传统电力交易机制已不能适应当前能源互联网快速发展、可再生能源大比例接入的新形势,以及市场化电力交易高效、安全、点对点的发展需求。为此,以园区能源互联网(park energy internet,PEI)为对象,明确电力交易主体及其角色,提出一种基于区块链技术的PEI弱中心化电力交易机制。设计包含弱中心化管理机构、区块链层、智能合约等模块的电力交易框架,分析交易主体资格准入条件,介绍交易协商、信息记录和交易执行等交易阶段的运作流程,以及针对交易过程的隐私保障措施。该交易机制可实现大量电力交易信息和数据的经济、高效、安全处理,有利于促进能源互联网的发展。     

面向P2P交易的基于区块链的分级电价方法研究

针对目前电力交易模式下新能源的安全消纳问题,以区块链为核心,提出一种面向P2P交易的分级电价方法,充分利用区块链透明、不可篡改、去中心化的特征支撑P2P交易数据安全和P2P交易电能质量安全.依靠Merkle树的特殊结构简化交易数据验证过程,保证交易数据的不可篡改;综合考虑用户侧和供电侧的可靠性要求,构建电能质量分级评价...     

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。     

基于区块链的微电网合作博弈电力交易优化

微电网可实现分布式电源的有效整合,减少新能源间歇性波动对主网造成的影响。为更好的实现微电网的优化运行,文章提出了基于区块链和博弈理论的微电网电力交易模型。首先,建立微电网P2P(Peer-to-Peer)电力交易系统的总体架构,对区块链网络、智能合约逻辑进行设计;进一步,通过分析微电网中各用户主体的效益,优化交易过程中的用户匹配;接着,利用合作博弈算法实现微电网P2P电力交易定价模型。最后,仿真及分析结果表明,基于区块链与合作博弈的交易模型能有效实现用户间电力交易,有利于构建公开、透明、高效的市场环境,可确保用户收益最大化。     

基于区块链的可再生能源消纳凭证交易系统性能优化

可再生能源超额消纳凭证交易有助于满足用户愈发强烈的对于绿色电力的消费需求.在交易中应用区块链技术,能够为交易的准确追踪、验证和数据账本的安全提供可靠的解决方案.提出了区块链在市场主体身份认证、凭证核发以及凭证链上交易等环节的应用模式.构建了基于区块链的超额消纳凭证交易平台,估算了业务量需求,提出了大票交易、原子合约等系统性能优化措施.在实验室环境下测试证明了系统的抗压能力和性能优化方法的可行性.研究结果为平台正式上线提供了有力支持,有助于进一步打通用户侧绿色电力的获取渠道.     

2016年电力交易情况分析

为公开电力交易数据,并分析当前电力交易中存在的问题,发布了2016年主要电力交易数据,对近年交易电量尤其是市场化交易、清洁能源交易电量、电力用户直接交易电量等变化趋势进行了分析。指出虽然2016年市场化交易电量快速增长,但是电力交易运营中也存在诸多问题,如市场机制仍不健全、清洁能源消纳困难、电力直接交易不规范等,提出了要加快出台电力交易规则、创新交易品种、加强市场主体信用体系建设、规范电力直接交易等扩大市场化交易电量的相关建议。     

双链存储的微电网分级电能交易策略

在微电网电能交易中,传统的方法是通过单链区块链技术存储电能交易模型内部数据,但是模型需要较大的存储空间。为了节约微电网交易系统的存储资源,采用物理区块链和交易区块链双链存储结构的方法储存微电网电能交易模型的数据,有效解决了单链储存情况下存储数据的冗余问题,节约了数据的存储成本。在微电网电能交易策略上,目前多采用双向拍卖机制进行电能交易,电能交易采用供需平衡方式进行交易。考虑到微电网内不同类型的分布式电源和负荷的差异,应用博弈论方法对微电网电能竞价策略进行分析,在满足供需平衡的条件下,对微电网的分布式电源和负荷按照各自利润最大化为目标进行优化,优化了微电网电能交易策略,使得分布式电源获得可观的利润。最后,通过具体微电网实验算例分析验证了该交易策略的有效性。     

基于车联网平台的分布式能源交易体系

智慧车联网平台是新时代电力、交通与互联网融合的产物,也是泛在电力物联网的重要组成部分,在能源互联网背景下展现出巨大的发展潜力。通过有效利用车联网平台资源促进分布式能源消纳,既可以为车联网平台提供可行的盈利模式,也可以促进我国能源体系转型。文章首先对车联网平台内分布式能源交易架构进行分析。在此基础上针对车联网平台点对点（peer-to-peer,P2P）交易进行研究,提出了一种基于区块链智能合约的分布式能源交易体系。最后,设计了分布式能源交易模式下车联网平台运营模式,主要包括产消者模式、综合能源服务模式和数字化连接模式,可为车联网平台建设分布式能源交易体系提供参考。     

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。     

局域能源市场多产消者P2P交易框架设计

随着局域能源市场中分布式能源的大量接入和电力系统运行方式的逐渐转变,具有电能生产/消费行为的产消者得到了广泛关注与研究。在此背景下,为提高小规模能源在局域能源市场中的就地消纳能力,设计了一种面向局域能源市场中多产消者的点对点(P2P)日前市场交易框架。在局域能源市场建立了P2P市场交易平台,并对产消者的基本特征进行了归纳分析,提出了典型的产消者组合类型;在产消者层面,采用供给函数均衡模型对产消者竞价行为进行建模,确立了含多产消者的P2P交易平台参与局域能源市场交易;采用连续双边拍卖机制对产消者之间进行P2P匹配,并确定交易过程中的拍卖价格和交易价格。最后,通过算例验证了所提P2P交易框架的有效性。     

泛在电力物联网下基于区块链的分布式资源参与电力市场交易

对当前分布式资源消纳问题进行分析,并对区块链应用现状进行研究,结合当前电力体制改革政策及泛在电力物联网建设情况,对区块链技术在电力市场中应用进行展望,提出考虑用户响应的售电公司决策模型及含分布式电源用户的区域多边电力交易模型。依据行为特性设置更为合理的偏差考核机制用以完善现有购电双边合同,将用户可削减负荷作为虚拟发电资源参与实时市场竞争,以发挥负荷的柔性特征;设置考虑需求响应的购售电报价策略,并基于区块链技术构建含分布式资源的区域多边电力交易,为区块链技术在电力市场中的应用提供模型参考。     

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。     

边际出清机制下区域发电权交易网损补偿方法

基于电力库模式的区域发电权交易,采用统一边际出清的市场定价方式,对促进发电权交易市场的形成和发展具有重要意义,但是在边际出清机制下的发电权交易不能明确交易的匹配对象,不利于输电费用和网损补偿责任的界定。为解决该问题,提出了边际出清机制下的区域发电权交易网损补偿方法。首先,建立年度（或月度）区域发电权交易边际出清模型;然...     

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。     

双链式区块链架构设计及其点对点交易优化决策实现

在开放的售电侧市场中,具有电能生产和消费双重特性的产消者开展灵活对等的点对点交易.针对单链式区块链无法同时满足产消者交易的网络安全校核与去中心化问题,提出一种交易链和电能链耦合运行的双链式区块链及其点对点交易决策模型.其中交易链(公有链)实现产消者自主博弈的点对点交易,以市场方式最大化各产消者之间的经济利益;电能链(联盟链)以网络潮流为约束,实现市场交易方案的安全校核和调整.基于以太坊区块链开发平台,搭建IEEE 14节点配电系统点对点交易仿真场景.仿真结果表明,所设计的双链式区块链比单链式具有更高的交易处理效率和性能,能实现产消者点对点自主交易,保证了交易方案的安全自动执行.