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。     

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。     

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。     

基于区块链的微电网电力交易匹配机制

针对分布式微电网新能源电力交易问题,基于主体的历史交易完成比提出一种适用于交易的匹配策略.将匹配度量化为对实体信用与电力售价的考察,并借助区块链实现信用数据的有效共享与周期评估.当消费者在进行购电行为收到不同生产者的电价信息时,可从区块链账本中得知该生产者的交易信用值,并筛选出合适的交易方.算例分析表明:所提策略能够有效量化信用,结合售电价格匹配到最适合的交易方.     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于区块链技术的电力碳排放权交易市场机制设计与应用

建立电力碳排放权交易市场,开展碳排放权交易是推动中国实现低碳目标的可选途径之一。文中从电力市场出发,将碳排放权交易市场作为其衍生市场,开展以电力不平衡量为依据的独立碳排放权交易市场机制研究,提出了耦合电力交易的碳排放权责任市场规则。结合区块链技术,引入碳排放权交易"泛双边"交易机制,构建"多对多"的多轮碳排放权交易匹配与出清方式。其次,根据区块链技术特征,设计了碳排放权交易应用,提出了"泛双边"碳排放权交易机制模型。最后,通过算例验证了所提碳排放权市场机制的可行性。     

基于区块链技术的微电网群分布式电能交易模式

传统集中交易模式在处理高频、小量的微电网群电能交易时存在运行成本高、信息不安全等弊端。提出了一种基于区块链的微电网群分布式电能交易模型,并设计了与之匹配的智能合约。首先,针对统一定价的过网费收取方式未按配电网实际运营成本公平分摊到每笔交易的不足,基于功率传输分布因子提出考虑配电网多项运行成本的动态过网费模型。其次,为保证市场主体的用能偏好,构建计及用户信用值偏好的购电目标策略函数,并采用改进粒子群算法对交易撮合过程进行求解。再次,为提高交易效率及维持配电网的安全运行,采取自适应进取型策略进行报价更新,并设计多轮滚动的约束校核法对配电网进行安全校核。最后,在Matlab仿真平台及以太坊电能交易平台验证了所提交易模型的合理性和智能合约的有效性。     

基于区块链技术的跨省发电权交易模型

区块链技术自问世以来,已被运用到越来越多的领域。我国的发电权交易属于电力市场交易的一部分。近年来针对发电权交易的研究也在逐步深入。将区块链技术应用于发电权交易中,可以解决发电权交易双方的信任问题,增强交易信息的安全性,提高发电权交易的效率。简述了区块链技术应用于发电权交易的具体流程,分析了智能合约的执行情况;同时构建了一种跨省发电权交易模型,在考虑经济效益与节能降耗的同时,针对跨省发电权交易中输电与输煤成本差异对模型进行修正。最后利用算例对该文所构建的交易模型进行验证,比较了3种发电权交易模型的综合效益,得出所提出模型的优点,并分析了运用智能合约实现价值转移的结果。     

基于区块链和动态定价模型的微电网P2P能源交易

微电网之间的能源贸易可以减少对公用大电网的依赖。研究了基于区块链的微电网对等能源交易,微电网中的消费者和生产者不需要第三方就可以交易能源,在提出的模型中引入了滞期费机制,构建动态定价模型,使微电网优化能源消耗并最大程度地减少电费,并为微电网提供了足够的能量。仿真结果验证了所提模型的有效性。     

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。     

电力市场交易中规则库和算法库的开发

为适应不断调整的市场规则,提出规则库和算法库设计思想,对各市场规则中涉及的参数、算法进行归纳和整理.在充分分析各市场业务的基础上,将不同市场的不同需求纳入规则库和算法库中,并在程序设计中融入插件式、接口型模式和工厂模式等设计理念.     

区块链技术在分布式电源电费结算中的应用研究

分布式电源靠近用户侧向用户直接供电,有利于提高能源利用效率,扩大可再生能源利用规模。以分布式电源微电网电费结算业务为应用场景,引入区块链和智能合约技术构建了异构分布式电源电费结算系统,对其中智能合约抽象生成和分发方法、电费结算合约自动执行方法、电量数据交叉校核方法,以及交易记录收敛共识方法等进行了研究,并结合具体应用场景提出了系统部署与实施建议,为提高分布式电源微电网电费结算效率提供新的解决方案。     

适应分布式发电交易的分散式电力市场探讨

随着可再生能源发电技术的成熟及安装运行成本的不断降低,分布式发电得到了快速的发展,并由此产生了大量的电力产消者。然而分布式发电由于容量小、波动性大、分布零散等特点,并不适合参与现行的电力市场。针对此问题,文中结合国外电力零售市场研究和中国分布式电力交易的实际情况提出了一种配电网层面下的分散式电力市场模式,并分别从市场定义、参与主体、交易方式、时间尺度、出清方式等方面进行了分散式电力市场的框架设计。然后,针对分散式电力市场交易平台难以建立的问题,研究了将区块链技术应用于分散式电力市场构建的可行性及交易实现流程。最后,分别从政策法规和市场建设要点2个方面分析了构建分散式电力市场需要注意的问题。     

电力市场环境下发电商电能分配策略研究

电力市场环境下,电能现货交易价格的高度不确定性给发电商带来了很大的交易风险。双边合同交易市场的设立为发电商提供了一个有效的风险规避途径。因此,制订合理的交易策略,合理的分配现货市场和双边合同市场交易份额有助于发电商在最大程度上实现利润最大化和风险最小化的交易目标。基于均值-方差原理提出了一个发电商交易策略构建模型,该模型充分考虑交易计划期内每个交易时段的电价特性并针对每个交易时段制订不同的交易策略。基于美国PJM电力市场历史数据的仿真结果验证了该模型的合理性和有效性。该文的研究结果为发电商的交易策略制定提供了一种解析分析的途径。