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。     

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。     

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。     

基于区块链的分布式电能竞价交易平台设计

随着电力市场化改革不断推进以及新能源技术的飞速发展,使得大量分布式电源可接入电网,用户同时具有生产者和消费者的双重身份,如何使分布式发电用户能够安全、公平、透明地参与电力市场交易,成为了分布式发电市场化的研究重点之一。提出了一种基于区块链的分布式电能竞价交易平台设计方案。用户可以在该平台上买卖电能,并设计一种准入机制与权限控制相结合的方法保护了用户交易的安全性;利用竞价机制和区块链技术使得市场交易更加透明,所有交易信息在区块链的全部节点上备份保存,真正做到去中心化存储;阐述了区块链中智能合约设计的相关函数及其交易流程,最后对智能合约进行了测试及在本地私有链进行了部署实验,证明了该方案是可行的。     

基于DPoA共识机制的分布式电力交易信用激励

分布式能源发电容量较小,不适合参与传统的电力交易,且其出力的不确定性易造成交易违约。通过区块链技术中的联盟链构建了适合分布式源、荷进行点对点交易的社区型电力交易平台,提出一种委托权威证明(DPoA)共识机制对区块链节点进行信用评价与激励。构造了履约信用函数和验证奖励函数对链上节点的交易履约与交易验证情况进行量化评价,并依据节点信用评价结果建立了信用奖惩激励机制。通过分析10个分布式源、荷节点参与的电力交易过程表明:基于区块链技术构建的社区型电力交易平台,可发挥电力市场促进分布式清洁能源消纳的作用;基于DPoA的信用激励机制可激励分布式电力交易节点提高履约度,维护自身信用。     

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。     

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。     

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。     

基于区块链的分布式电力日前市场交易机制研究

随着我国电力体制改革不断深入,分布式电力技术快速发展,用户对绿色低碳电力的需求增加,分布式电力交易研究迎来了巨大的机遇。基于区块链技术研究了一种适用于分布式电力日前市场的交易机制。该交易机制由交易合同链和交易结算链组成,交易合同链实现密封报价、交易撮合和交易发布等功能,交易结算链实现电量计量、电费结算和交易结果评价等功能。设计了适应于交易合同链的共识机制和适应于交易结算链的电费核算新方法,维护守约者利益,激励交易双方守约和合理申报交易需求。最后通过仿真实验验证了该交易机制的可行性。     

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。     

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。     

基于区块链激励机制的光伏交易机制设计

在中国的光伏交易市场中,存在着补贴拖欠、用户数量激增、结算困难等问题。区块链技术凭借自身安全、去中心化、难篡改等特点已成为新型分布式记账清算应用模式。国内外学者也纷纷针对区块链技术在能源领域的应用提出了架构设想。文中提出了一种基于区块链激励的光伏交易机制,可以鼓励各用户间自由、灵活、进行单次交易结算。设计了动态交易系统的智能合约、加密机制、共识机制以及交易流程。设计了基于信誉值的交易机制,可以有效遏制各节点的自私行为,鼓励节点在点对点(P2P)网络中积极有效地传输。最后,针对一个21节点的网络拓扑进行仿真。结果表明,在采用信誉值的交易机制下,用户可以获得更加满意的交易。     

考虑信用评分机制的电力碳排放交易区块链模型

区块链是一种新兴的共享数据库技术,由于其去中心化、透明性、公平性的特点开始被研究应用到各个领域当中。在传统碳排放交易机制的基础上引入信用评分机制,定义了交易优先权值,进而提出了碳排放交易区块链网络（blockchain-enabled emission trading network, BETN）模型。此模型中结合碳排放交易机制建立了智能合约模型（smart contract,SC）,从而实现了碳排放权和货币的自动计量。最后对3家有着不同碳排放权需求的电力企业进行模拟仿真,结果表明：BENT模型可以更好地反映市场参与者的碳排放交易需求,区块链技术能够保障信息的安全存储和交互;引入信用评分机制有利于市场公平公正运行,进一步约束市场参与者,推动实现碳减排的目标。     

基于区块链的大用户直购交易模式研究

大用户直购电是电力市场改革的重要一环,而随着可再生能源的发展导致供给端呈现出去中心化趋势。区块链作为新兴的分布式数据库技术,在当前能源互联网的建设背景下有着很好的应用前景。文章首先详细介绍了区块链技术的原理,分析了其在电力交易上的应用价值。从传统直购交易模式出发提出了一种大用户直购电链路框架。结合直购电交易特点对分布式共识机制进行研究改进,结合交易流程对智能合约进行了功能设计,并从整体系统架构上分析了各个层级的通信协议及交互关系。最后在实验室环境下分析了该系统在实际应用中的表现,并为后续研究提供了思路。     

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。     

区块链技术下考虑碳排放权的电力现货交易模型北大核心

在低碳化电力市场发展的背景下,为提高参与电力现货市场中各个交易主体的积极性、经济效益与交易效率,提出了区块链技术下考虑碳排放权的电力现货交易模型。结合去中心化的区块链技术,构建了兼顾电能和碳排放权交易的区块链现货交易机制。以各个电力交易主体收益最大为目标,建立基于双链交易机制的电力现货市场出清决策模型。通过算例仿真验证所提电力现货交易方法的可行性和优越性。     

适用于微电网区块链的信用共识机制

相对于传统电力市场,微电网准入门槛低、用户个体趋利性强、分布式电能设备产能不稳定等问题可能使得微电网交易陷入信任危机。为此,文中提出了适用于微电网电能交易区块链的信用共识机制。首先,分析常用的共识机制及其在微电网应用场景中的缺陷。同时,设计了微电网电能交易区块链账户节点属性,改进了基于区块链的微电网电能交易流程。然后,建立微电网节点信用值评定机制,完成了节点信用值的公开、公平评定。最后,提出了基于信用证明的共识机制(PoCS),实现信用值影响共识过程,经济因素激励用户节点维护信用值。仿真结果证明,所提出的适用于微电网电能交易区块链的信用共识机制及微电网电能交易的智能合约能够以经济收益激励信用高的节点,抑制微电网内的节点失信现象。