区块链技术在智能电网中的应用分析

随着能源需求的不断增长和能源供给的不断变化,区块链技术在智能电网领域得到了广泛的应用。给出了区块链技术的支撑框架,研究了其在智能电网中的应用,通过基于区块链的电力交易系统和基于区块链的能源管理系统两个应用案例,分析了区块链技术在智能电网中的应用效果与影响评价,并针对智能电网中区块链技术面临的一些挑战,提出了对应的解决方案,为智能电网的发展提供一些思路。     

区块链技术在电力辅助服务领域的应用综述

售电市场放开后,参与交易的主体数量、类型、业务类别逐渐增多。为应对完全竞争市场条件下多实体参与的辅助服务市场交易安全可信问题,提出了基于区块链技术的解决方案。首先阐明了区块链技术基本原理,剖析了区块链技术在辅助服务市场中应用的关键性技术,分别从工作量证明、共识记账、智能合约、业务交互、密钥管理等方面提出了具体实施方案。同时,还结合辅助服务中涉及资金流监管、智能合约业务的应用需求,提出了辅助服务系统从集中式管理向分布式智能管理的发展思路。最后,从商业模式、协议兼容性、安全信息快速处理、资源耗费等方面分析了区块链技术在我国目前电力辅助服务市场中应用的局限性,并提出相应建议。     

支撑居民用户智能用电交互的安全性研究综述及展望

为促进“双碳”目标实现，需求侧智能交互需求攀升，在新型信息通信技术的赋能下，智能用电业务得到了快速的发展。为解决当下居民智能用电交互存在的安全性问题，实现对用户侧海量资源全面且动态的整合，支撑新型电力系统在用户侧的落地应用，以电力网与信息网的融合架构平台为依托，以电力需求响应为主要手段，首先，分析了智能用电业务发展的现状，给出了智能用电交互的安全性需求与具体问题；其次，构建了基于边缘学习的智能用电交互计算框架，并将数据分发业务应用到智能用电交互中，分析面向智能用电业务细颗粒度数据分发服务；最后，基于5G切片技术设计了融入5G技术的需求响应安全防护体系，并给出居民智能用电交互的安全性防护技术的发展思考。     

基于异构区块链的多能系统交易体系及关键技术

能源行业中多种能源的整合对未来市场化交易提出了新的需求,区块链作为一种新型的信息化技术能够有效地支撑能源领域产业新业态的创新服务模式拓展。为了拓宽未来多能互补控制技术的应用,实现多能系统中多方信息资源和物理资源的整合,解决互补集成控制过程中的交易安全问题,文中基于多能系统互联交易需求及现阶段区块链的技术发展现状,重点分析了区块链在多能系统中的应用适用性以及异构区块链所带来的信息互联互通问题,提出了构建基于异构区块链技术的多能系统交易体系的必要性和方法。最后,详细分析了异构区块链技术在多能系统中应用的关键技术以及后续业务发展的局限性,并给出相关问题解决的技术方案和相应的建议,有效地支撑了未来多能系统下多种形式的异构区块链交易结算的工作。     

区块链技术在电力系统中的应用：前景与思路

区块链技术因其支撑的比特币系统而在金融领域受到了广泛关注,也在能源电力领域获得了一些应用尝试。介绍了区块链技术的基本原理,归纳了区块链技术的分权化、不变性、可扩展和分布式4项主要特征。根据服务与管理对象的差别,将区块链技术在电力系统环境中的应用划分为物理、金融、社会3种属性和信息安全、监测分析、交易平台、合约执行、智能决策、行为管理6项功能,分析了各项功能的针对问题和技术原理,并各选取一例典型场景进行具体说明。对于电力系统中规模较大的系统应用,提出基于雾计算与侧链结构的智能调度系统和基于公证人机制的碳排放权与绿证交易系统2套区块链架构。最后,总结区块链技术在电力系统环境下应用面临的瓶颈,并提出解决思路。     

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。     

基于智能合约的区域能源交易模型与实验测试

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的特点,以区块链的智能合约、分布式记账、点对点交易等技术为基础,构建了基于区块链的区域能源交易基础应用结构。给出基于智能合约的区域能源交易模型,区域内部的产消者可以通过区块链网络发送交易请求,通过双向拍卖定价机制得出清算价格,回应交易请求,触发状态机执行合约,完成交易。给出了基于智能合约的区域能源交易流程,使用以太坊和超级账本等区块链网络搭建实验环境,模拟多个电能产消者参与的区域能源交易,验证上述方法的可行性。     

支撑互动用电的用电信息采集系统基本构成与关键技术

在智能用电的需求下,电力企业可以通过互动用电服务实现与电力客户的友好互动,为电力客户提供智能化和多样化的互动服务。该研究以用电互动信息采集系统为基础平台,设计构建了智能用电互动化服务应用平台。首先,分析国内外互动服务的发展现状;接着,从互动用电高级应用研究出发,构建高级应用功能,包括信息采集、互动用电、监测与警告、终端作业、信息发布与推送等;最后,探讨支撑互动用电服务的关键技术,包括基于CIM模型的互动业务建模技术、多信道本地通信网的异构融合技术、基于密钥实现安全防护的双向认证加密技术等。该工作可为智能用电互动化服务应用平台的建设提供技术支持。     

能源电力区块链技术标准体系研究

加强区块链标准化研究,提升国际话语权和规则制定权对于中国区块链技术自主创新具有重要意义。首先,全面梳理了国内外区块链技术及能源电力区块链技术标准化现状。其次,基于国内外能源电力区块链标准体系均处于起步阶段的现状,首次提出能源电力区块链标准体系的构建原则、研究思路和标准体系框架,规划了标准体系中的基础共性、核心技术、服务、业务应用、保障等关键组成部分。最后,深入分析标准化现状和需求,构建综合标准实施评价模型,制定了能源电力区块链技术标准化工作的实施计划和评价方法,为能源电力区块链技术的实施应用提供参考建议。     

区块链技术在电网业务数据分布式存储管理中的应用

当前电力企业中电网业务数据存储存在数据吞吐量较少,导致存储率低的问题,因此,研究区块链技术在电网业务数据分布式存储管理中的应用。通过分析智能电网数据信息与区块链技术特征,对智能电网数据管理平台进行了架构上的重塑,尝试将区块联盟链技术内嵌在电网数据管理框架中,并利用区块链技术的分布式存储,非对称加密、共识机制、智能合约等特点解决电网数据存储问题,打造智能电网数据优化的新型生态模式。构建电网业务数据分布式存储管理整体架构,建立基于区块链技术的管理机制,确定分布式存储管理安全策略,完成据分布式存储管理。通过实验证明,该方法与传统管理方法相比可以有效提高数据存储的吞吐量,对电力企业而言具有更高的应用价值。     

基于区块链生态系统的充电桩共享经济模式

充电桩共享是解决充电难的创新服务模式。分析了中心化共享平台在信用体系、信息安全、收益分配以及数据共享等方面的弊端,指出具有分布式点对点、去中心化、共识信任机制和信息不可篡改等特点的区块链技术是实现共享系统的理想选择。由于单项技术难以满足复杂应用系统的多样化需求,所以需要多项技术相互作用,互为补充。提出基于区块链、闪电网络和智能合约技术,形成区块链生态系统,构建安全、高效和自动化的共享平台。结合电动汽车充电场景,说明基于闪电网络的支付网络的建立和基于哈希密钥逐级验证的智能合约的实现过程。最后,展望了该方案在售电管理、需求响应管理及新能源消纳等方面构建能源区块链的应用可能性。     

电动汽车产业发展模式的探索与研究

电动汽车以电代油,能够实现＂零排放＂,是解决能源和环境问题的重要途径。然而,当前电动汽车产业发展仍受诸多技术因素影响,面临很多不确定性,如电池技术、充换电技术、服务定价机制、商业推广模式等,制约着整个电动汽车产业的发展。结合电动汽车产业发展现状,分析当前电动汽车产业发展遇到的问题,提出了电动汽车产业发展的新模式。     

基于区块链的配电网能效自动化管理方法

随着可再生能源的发展和分布式电源的推广,电网需求侧能效管理工作将逐步由集中式优化调度计算转向分布式计算。物联网技术和区块链技术的进步将为实现能效管理系统的分布式系统提供技术基础。本文提出了一种基于物联网智能电表和微电网的多用户分布式能效管理系统,并通过提出的非合作博弈论模型对家用电设备进行调度计算,成功实现了降低用户家庭电费支出和整个社区微电网能耗总成本的目标。用户可在家庭的分布式能源、社区微电网以及公用电网三种中择优选择购电,并在博弈中优化自己的日常家电使用策略,使得市场所有用户都可将能源消耗成本降至最低,实现纳什平衡。在此基础上,该模型运用区块链技术为参与者之间提供可靠的、安全的、私密的通信媒介,实现用户家电设备的智能监控并通过智能合约对用电量进行计费。算例分析结果表明,该方法能最大限度地降低能耗总成本和各用户能耗成本。     

基于工业互联网云平台的智能用电互动模式研究

在当前能源互联网和工业互联网快速发展的背景下,电力用户越来越多的参与到实际的用电服务中,迫切需要进一步提升电网与用户双向互动服务能力。以工业互联网云平台为依托,本文提出了智能用电互动模式通用架构。从互动对象各方需求出发,梳理了智能电网与用户用电互动需求具体内容,提出了五个互动对象及其之间的互动模式。在此基础上,提出了基于工业互联网云平台的互动技术架构,并具体介绍了智能用电的互动模式应用场景,以期为进一步的电力用户与电网企业的互动提供理论基础。     

智能电网下家庭用能服务系统的研究

智能电网作为现代电力工程技术、信息技术和通信技术的延续和集成,开辟了电力行业管理新时代,推动了电力基础设施和技术的革命性升级。开展智能电网建设是实现企业内涵式发展、促进企业技术进步、提升企业核心竞争力的主要途径。根据国家电网公司提出的建设统一坚强智能电网的奋斗目标,探讨了家庭用能服务系统的建设思路,提出了智能家庭用能服务系统设计方案和特点,探索了未来智能电网中供电企业所面临的工作和挑战。     

智能电网下的用电服务新技术

智能用电是中国坚强智能电网的重要组成部分,其建设的好坏直接关系到电网的能源使用效率、经济运行和有序用电。基于对智能用电技术国内外研究现状的分析,本文探讨了我国用电服务技术存在的问题和差距。结合我国智能电网的发展计划,从用电业务体系、量测控制技术、信息通信技术、客户服务体系、需求侧管理、检验检测技术6个领域对智能用电的关键技术进行了深入分析,并展望了我国智能用电技术的未来发展趋势。     

智能用电管理系统研究

智能电网的建设为电力需求侧管理的发展带来新的机遇,首先分析了智能电网技术下电力需求侧管理面临的新形势,指出需求侧智能用电管理系统是未来电力需求侧管理的发展趋势。根据智能用电的需求,详细介绍了建设需求侧智能用电管理系统的关键技术及其结构框架和功能配置。     

China’s electricity transmission and distribution tariff mechanism based on sustainable development

In order to guarantee the rapid sustainable development of the social economy, the power grid will make large investments in the construction of smart grids, the renewable energy network, the construction of long-distance transmission grid channels as well as the technology and service innovation of the power grid. According to the electricity transmission and distribution tariff accounting mechanism of costs and benefits, the power grid investment needs to be recycled by the transmission and distribution tariff. However, at present, the low electricity transmission and distribution tariff in China, which is based on the difference between the electricity sales price and the average purchase price, cannot guarantee the return of investment and the sustainable development of the power grid. Based on the current situation of China’s power grid construction and electricity transmission and distribution tariff, this paper proposes that the new investments in the power grid can be divided into technical innovation investments, environmentally friendly investments, service promotion investments and other kinds of investments, according to their functions. Then, four electricity transmission and distribution tariff and power grid investment linkage models are built and example analysis undertaken, respectively, which are the timely linkage model, static linkage model, ladder linkage model, in which the electricity tariff space changes by a fixed absolute value annually and ladder linkage model in which the electricity tariff space changes by a fixed proportion value annually. The results reveal that the ladder linkage model in which the electricity tariff space changes by a fixed absolute value annually can guarantee relatively smooth changes in the electricity tariff, and is suitable for the actual situation of China’s power market. The transmission and distribution electricity tariff and power grid investment linkage models based on sustainable development built in this paper are beneficial for promoting the reforms of the electricity transmission and distribution tariff in China and guiding the establishment of a scientific electricity tariff mechanism.     

电能计量箱用智能锁具的研究与应用

随着用电信息采集建设的深入开展,电网公司对各类电能计量资产的精细化管理需求日益提高。传统机械锁具在资产管理、安全管理和业务管理等方面存在不足,针对传统机械锁具在应用上存在的问题,本文提出了融合物联网技术、无线传输技术及云计算技术的电能计量箱用智能锁具应用方案。通过研究智能锁具、云平台以及APP,成功帮助电网公司实现电能计量资产的智能化管控和精细化管理,有效提升了企业管理水平及服务质量,促进了电网安全、可靠、稳定发展。     

基于光纤到户的智能互动用电技术研究与应用

以电力光纤到户公共平台建设为基础,搭建了光伏储能电站、光导照明系统和能效管理平台为核心的绿色清洁能源示范应用体系,落实国家节能减排政策,应对全球气候变化;探索研究基于电力光纤网络的智能电网业务应用,实现了配用电侧低压信息自动采集、小区配电自动化、商户(居民)能效管理、智能家居与安防技术、一体化缴费方式等新型业务应用技术,搭建了光纤到户气候小区运营管理平台,并与智慧城市云平台建立接口,实现供电企业与广电网络、通信运营商、小区物业和居民等多方利益主体的信息共享和协同发展;配套建立了社区"六位一体"公共服务体系,为小区住户提供点对点信息服务、专职社区经理、定期社区服务、供电质量监测、标准户表改造工程、电动汽车充电服务、民商互动营销、公共Wi-Fi等服务,拓展提升了供电服务的外延和内涵。