基于区块链的可再生能源超额消纳量交易体系

为加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系,促进可再生能源开发利用,2019年中国出台政策对各省级行政区域设定可再生能源电力消纳责任权重,建立健全可再生能源电力消纳保障机制。超额消纳量交易作为各类消纳责任主体完成自身消纳量指标的重要补充方式,对促进可再生能源消纳具有重要意义。首先,介绍超额消纳量交易的内涵及其必要性,指出超额消纳量交易的机理。其次,系统性阐述超额消纳量交易市场体系的构成,包括消纳量的生成与分配、超额消纳量交易组织、绿证交易与超额消纳量交易的衔接、超额消纳量交易的结算与核算。然后,考虑到区块链技术在电力交易领域的良好应用场景,部署基于区块链的可再生能源消纳凭证交易系统,支撑可再生能源通过参与市场交易实现充分消纳。最后,从规则制定、分配原则、数据共享等方面提出促进中国可再生能源消纳发展的建议。     

基于私有区块链的去中心化点对点多能源交易系统研制

传统能源采用中心化的集中交易模式,存在维护成本高、缺乏公开透明等诸多问题,因此限制了交易主体进入市场的意愿.为此,提出并研制一种去中心化的多能源交易系统和相应的智能合约.首先,基于区块链分布式防篡改的去中心化技术,在以太坊私有链平台将配售能源交易机制编写成智能合约,设计一种根据市场供需关系与能源网互动的多次背包交易撮合...     

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。     

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。     

基于区块链和市场机制的新能源消纳优化调度策略

为充分发挥市场调节能力,顾及电力交易规模大、频率高、参与主体类型多以及交易需求多样的特点,提出一种基于区块链和市场机制的新能源消纳优化调度策略。对基于区块链的电力市场交易机制框架进行说明,分时段对供电电源主体从发电类型、价格和输电损耗3个方面进行评估,依据评估结果结合发电特性对各类电源进行分时段调度,确保新能源的优先消纳;在新能源大发阶段通过电网价格调节手段激励用电负荷积极参与新能源消纳;同时电源和负荷主体都可以响应电网调频调压需求并提出相应报价,协同电力市场交易各方积极参与电网的稳定控制。仿真实验表明提出的新能源消纳优化调度策略可促进新能源的消纳,促进电网短期电力调度与新能源波动性的结合,助力能源系统升级。     

基于区块链的绿色证书交易平台：概念与实践

中国可再生能源规模的快速增长使得财政直补的压力增加,可再生能源配额制度(简称配额制)和可交易绿色证书(简称绿证)能够以市场化的方式对可再生能源进行补贴,或成为支持其产业发展的重要手段。中国绿证市场尚处于起步阶段,仍缺乏流通机制的系统性设计。文中提出绿证的双边交易机制,并根据配额制的需要设计了涵盖核发、交易、核查的绿证流通全生命周期。在绿证的全生命周期中,不同主体需要追踪并异步更新其状态。随着绿证市场规模增长,数据账本的一致性和安全性问题亟待解决。为此,文中提出了基于超级账本Fabric1.1的绿证交易平台解决方案,搭建了区块链底层网络环境和应用环境,开发了绿证交易必需的功能和接口,并依托中国珠海市"互联网+"智慧能源示范项目开展了实地验证。目前,共有十余家新能源发电企业和三十余家电力用户注册参与,完成模拟交易一百余笔,验证了平台的实用性和完备性。     

区块链视角下多能源主体储能优化配置模型

基于区块链技术的能源交易体系能够有效解决传统集中资源配置带来的效率低下、隐私安全等问题,而能源互联网中大量能源主体间频繁的能源交易会产生大量的交易记录,使能源链变得更长,同时增加了各能源主体间的能源传输成本。基于此,研究了区块链视角下各能源主体的储能优化配置模型,通过配置合适的储能尽可能地实现自给自足。若能源主体有足够的剩余电力则作为卖方出售给其他缺能主体,这样不仅减少了频繁进行能源交易造成的能源浪费以及高额成本,也提升了区域能源的自给自足能力,还减少了能源数据冗余。以IEEE 33节点系统为例,验证了所提资源配置模型的有效性。     

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。     

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。     

基于区块链的微电网双层博弈电力交易优化决策

建立有效、合理的微电网电力市场交易机制以促进分布式清洁能源的就地消纳,是实现微电网运营经济环保、多方共赢的重要途径。为了更好地实现微电网电力市场的运行优化,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,对用电主体的效用函数进行改进,以量化区块链技术对其用电福利的影响;然后,基于演化博弈理论构建需求侧各主体选择交易对象的动态过程,基于斯坦伯格(Stackelberg)博弈理论构建供需两侧间的交互机制,建立基于区块链的微电网电力市场双层博弈模型,并采用迭代算法进行求解;最后,在区块链平台上进行仿真分析,结果表明所提方法能有效达到状态均衡,得到最优交易策略,提高了微电网的总福利,实现了微电网电力市场内多主体共赢与协调发展。     

面向新能源消纳的调峰辅助服务市场双边交易机制与模型

高比例新能源接入对我国电网的调峰能力提出了更高要求,发展调峰辅助服务市场将成为促进新能源消纳利用的重要手段。梳理了我国现行调峰辅助服务的市场规则与交易流程,建立了基于火电机组单边报价的市场交易模型,该模型以火电调峰资源的调用成本最小化为目标,并考虑分时功率平衡、新能源弃电、火电爬坡等电网技术约束。为了充分发挥新能源机组的市场主体作用,设计了新能源与火电双边参与报价的市场机制及实施模式。并提出了以综合效益最大化为优化目标的双边交易模型,给出了不同市场主体效益评估方法。在实际算例中,分析单/双边交易机制下调峰市场交易结果、弃风弃光情况和不同主体收益,验证了模型的有效性。     

Bi-level optimization based two-stage market clearing model considering guaranteed accommodation of renewable energy generation

Outage recovery is important for reducing the economic cost and improving the reliability of a distribution system (DS) in extreme weather and with equipment faults. Previous studies have separately considered network reconfiguration (NR) and dispatching mobile power sources (MPS) to restore the outage load. However, NR cannot deal with the scenario of an electrical island, while dispatching MPS results in a long power outage. In this paper, a resilient outage recovery method based on co-optimizing MPS and NR is proposed, where the DS and traffic network (TN) are considered simultaneously. In the DS, the switch action cost and power losses are minimized, and the access points of MPSs are changed by carrying out the NR process. In the TN, an MPS dispatching model with the objective of minimizing power outage time, routing and power generation cost is developed to optimize the MPSs’ schedule. A solution algorithm based on iteration and relaxation methods is proposed to simplify the solving process and obtain the optimal recovery strategy. Finally, numerical case studies on the IEEE 33 and 119-bus systems validate the proposed resilient outage recovery method. It is shown that the access point of MPS can be changed by NR to decrease the power outage time and dispatching cost of MPS. The results also show that the system operation cost can be reduced by considering power losses in the objective function.     

Bi-level optimization based two-stage market clearing model considering guaranteed accommodation of renewable energy generation

The existing electricity market mechanisms designed to promote the consumption of renewable energy generation complicate network participation in market transactions owing to an unfair market competition environment, where the low cost renewable energy generation is not reflected in the high bidding price of high cost conventional energy generation. This study addresses this issue by proposing a bi-level optimization based two-stage market clearing model that considers the bidding strategies of market players, and guarantees the accommodation of renewable energy generation. The first stage implements a dual-market clearing mechanism that includes a unified market for trading the power generations of both renewable energy and conventional energy units, and a subsidy market reserved exclusively for conventional generation units. A re-adjustment clearing mechanism is then proposed in the second stage to accommodate the power generation of remaining renewable energy units after first stage energy allocations. Each stage of the proposed model is further described as a bi-level market equilibrium problem and is solved using a co-evolutionary algorithm. Finally, numerical results involving an improved IEEE 39-bus system demonstrate that the proposed two-stage model meets the basic requirements of incentive compatibility and individual rationality. It can facilitate the rational allocation of resources, promote the economical operation of electric power grids, and enhance social welfare.     

结合区块链的园区综合能源系统可信协调优化方法

分布式能源的日益普及与随之而来更复杂的能源系统结构,极大地增加了传统集中式求解能源协同优化问题的难度与成本。分布式优化方法与复杂的能源结构有良好的适配性,但缺少天然可信的协调中心,存在主体隐私保护困难、主体间交互数据真伪难辨等问题,因此提出了结合区块链的园区综合能源系统可信协调优化方法。首先,引入协调者角色组成协调委员会,并利用无偏随机排序算法选取协调者。之后,通过分解协调算法将协调优化问题解耦为上下两层的求解最优值问题,并利用区块链共识算法保障多协调者间可信。然后,设计了双区块链园区综合能源系统数据存储模型,保证数据安全和交易链效率。最后,仿真实验表明结合区块链的园区综合能源系统可信协调优化方法可公平选取协调者,有效实现园区综合能源协同优化、降低节点作恶影响、保护数据隐私,具有较好的鲁棒性和容错性。     

基于区块链的共享储能联合调频分散交易机制设计

充分利用现有调频资源提高电力系统弹性是扩展系统可再生能源消纳能力的有效途径之一.提出分布式储能以共享储能形式与火电联合调频的商业模式,基于此设计一种计及分布式储能和火电机组偏好的联合调频分散交易机制.结合分散交易机制去中心化的特点,构建包含共识机制、智能合约的联盟链架构,并提出考虑交易主体隐私的交易信息分类管理方法.算例结果验证了所提分散交易机制实现资源优化配置的有效性,且多次市场模拟后的交易量和总社会效益稳定,与未考虑交易主体偏好的集中交易模式相近.     

综合能源系统两阶段鲁棒优化调度及碳-绿色证书联合交易下重复收费的影响

推进碳-绿色证书联合交易机制,实现碳交易与绿色证书交易的良性互动,有利于多市场环境下综合能源系统(IES)的健康发展。在此背景下,提出了将碳-绿色证书联合交易引入IES的优化调度方法,并分析了联合交易引起的重复收费问题及其影响。在碳-绿色证书联合交易模型中引入交易权重因子,建立了碳-绿色证书联合交易下重复收益的量化方法;构建min-max-min结构的IES两阶段鲁棒优化调度模型,利用盒式不确定集合来刻画新能源出力的不确定性,通过调节不确定参数来求解IES参与不同市场的最优成本;通过仿真算例验证了所提方法在降低碳-绿色证书重复交易收益率、提高系统运行经济性以及新能源消纳率方面的作用。     

基于区块链的产消用户端对端电能交易方法

为了提升产消用户的经济效益,提出了一种基于区块链技术的产消用户端对端电能交易方法。首先,基于以太坊平台的特性,设计了端对端电能交易平台的总体架构;然后,对交易机制进行了细化设计,包括交易竞价及匹配策略、安全校验模型和信誉值评估模型,并基于Shapley值法建立了能源服务商(ESP)的服务费收取模型,明确ESP的合理收益;最后,基于端对端电能交易智能合约的制定原则,设计了一系列功能合约及辅助合约,实现用户在线上报需求、订单自动匹配、费用实时结算与其他个性化功能。基于IDE-Remix平台对智能合约进行部署与仿真,结果验证了所提端对端电能交易方法的可行性和有效性。     

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...