基于区块链的能源互联网智能交易与协同调度体系研究

区块链具有智能合约、分布决策、协同自治、防篡改性等特征,在运行方式、拓扑形态、双边交易和协同调度等方面与能源互联网有天然相似之处,可以很好地支撑能源互联网建设。该文从二者技术融合的角度出发,基于能源互联网的物理拓扑结构和逻辑协议层次分析,提出了基于区块链的能源互联网层次架构模型;设计了交易完全去中心化的能源互联网智能交易模式及信任机制;探讨了在调度部分去中心化下的垂直分级调度系统和多级变电站的协同调度模式,及相应的电网安全校核与物理约束条件;形成了基于区块链技术构建的支撑"横向多源互补,纵向协同调度"体系的能源互联网智能交易与协同调度模式,有利于实现能量流和信息流的高度融合控制与安全传输。     

能源互联网中的区块链技术:研究框架与典型应用初探

区块链技术作为一种分布式共享数据库技术在各领域的应用研究方兴未艾。区块链技术的去中心化、透明性、公平性以及公开性与能源互联网理念相吻合,其在能源互联网中的应用也将进一步推动能源互联网的建设。首先,介绍了区块链技术的基本原理和特性;然后,从功能、主体、属性等3个维度对区块链技术在能源互联网中的应用进行了归纳和分析,从能量、信息以及价值的角度,阐述了区块链技术对能源互联网中源、网、荷、储等不同主体在计量认证、市场交易、协同组织、能源金融不同环节中发挥的作用;在此基础上,以碳排放权认证、信息物理系统安全、虚拟发电资源交易以及多能源系统协同4个场景为例说明了区块链技术在能源互联网中的具体应用方式;最后,对区块链技术在能源互联网中面临的挑战进行了分析和总结。     

能源区块链中用户侧点对点交易支撑环境研究

能源互联网是传统能源转型和新能源发展的重要方向,区块链技术的弱中心化、防篡改、智能合约等特征天然适合能源互联网的交易需求。在能源互联网中开展点对点能源交易可以提高多主体效益,大力促进新能源建设。在此背景下,首先分析了区块链技术和能源互联网的可融合性;然后以能源局域网为应用场景,针对多元主体的特性,设计了一种满足能源区块链交易要求的融合共识与合约机制的多链结构支撑环境模型;最后从价值-信息-物理3个维度阐述了用户侧能源交易的实现方式及其优势,并对区块链技术在用户侧能源交易中的应用及扩展做了展望。     

欧美国家能源领域的区块链技术应用现状

为了协调电力供需、解决能源供应商与需求方交易的信任问题,区块链作为一种具有去中心化、公开透明、不可篡改等特性的互联网技术,逐渐被视作一种有效的能源交易支撑手段。在此背景下,分析了区块链技术应用至能源领域的可行性,总结欧美国家现有的应用工程场景,讨论区块链应用至能源领域面临的挑战以及亟待解决的问题,并结合国内政策以及能源发展现状,对区块链技术应用至我国能源建设的前景进行了展望。     

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。     

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模型;并提出管理员区块节点,能够对交易能源特性进行修改,但交易过程不加干涉。其次,在管理员节点设计客户端数据库,实现用户实时交易与信息查询,利用ether.js接口将以太坊私有链与客户端数据库进行联动,实现整套系统可视化效果。最后,在阿里云开发去中心化区块链多能源交易平台,实际算例验证了平台功能的正确性和可靠性,该开放平台可为区块链技术在能源领域的落地应用提供新模式和新思路。     

基于区块链技术的微网能量管理探析与方案设计

能源区块链(blockchain)技术为能源互联网提供了一个崭新的发展途径,受到广泛关注。区块链技术本质上是一个由集体维护的去中心化且公开透明的分布式数据库,具有可靠性、保密性高等特性,在有效解决能源交易双方间的信任问题上具有较好前景。首先,该文对区块链技术的特征进行了分析;然后,结合虚拟电厂(virtual power plant,VPP)概念与区块链技术初步给出了微网能源区块链模型;最后,通过算例分析验证了引入区块链技术可以提升能源互联网中数据传递的不可篡改性和保密性。     

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。     

能源区块链的典型应用场景分析及项目实践

区块链作为一种新兴的基础架构与分布式计算范式,具有去中心化、公开透明、不可篡改、可追溯等特点,与能源互联网的开放、对等、互联和共享特征相符合,有望推动能源互联网的进一步发展。首先详细归纳了能源区块链的研究现状,具体在分布式能源交易、阻塞管理与辅助服务、需求响应服务、碳排放权认证与绿色证书交易、数据管理与信息安全以及能源数字代币的发布与投资6类典型应用场景展开。其次,总结评述了每种应用场景对应的典型能源区块链项目。最后,对能源区块链在我国的发展前景进行了展望,并提出了相关的发展建议。     

区块链技术在综合需求侧响应资源交易中的应用模式研究

在未来能源互联网以及分散能量市场的条件下,传统的电力需求侧响应(demand response,DR)将向着综合需求侧响应(integrated demand response,IDR)的方向发展。作为一种去中心化的分布式记账模式,区块链技术能够为IDR资源在分散电力市场中的交易提供相应的技术平台,进而通过市场交易促进IDR的实施和发展。该文从IDR的基本概念入手,分析了可交易IDR资源的基本特征,进而针对现有DR资源参与市场交易中存在的问题,提出了基于区块链技术的IDR资源交易整体框架;最后,基于上述的整体交易框架,分析了基于区块链技术的IDR市场交易中的关键问题。     

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。     

基于区块链技术的电网安全研究

区块链作为一种数字货币的底层技术,具有去中心化、不可篡改、去信任化等特性,提供了一种无需第三方即可在互联网上进行价值转移的解决方案。与传统技术系统相比,应用区块链技术的系统能让参与的各方能够在技术层面建立信任关系,交易双方的身份信息不会被泄露,交易时所有节点共同参与解决数据交易的一致性问题。为了保证交易的数据可靠性,本文主要从区块链的特点,区块链在电网行业的应用以及区块链的安全性进行研究和探讨。     

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。     

基于区块链的分布式能源交易方案设计综述

以绿色新能源为主体的分布式能源成为能源交易市场中的重要组成部分,为了提高能源利用率、多渠道扩展分布式能源本地消纳,分布式能源获得合法就近售电资质,其能源生产和消费结构呈无中心、多节点状。现有能源运营模式由于具有集中式管理的特点,难以简单套用于分布式能源。区块链技术具有可追溯性、交易公开、数据透明的优势,其分散化特性与分布式能源无中心特点相符合,故提出一种基于区块链的分布式能源交易方案。分析现有分布式能源交易的方式及其弊端,研究区块链技术对于分布式能源P2P交易的适用性,在连续双边拍卖(continuousdoubleauction,CDA)、竞争均衡价格(competitive equilibrium price,CEP)、节点信誉值等基础上确立支撑分布式能源P2P交易的分布式能源结算机制,制定符合中国政策的分布式能源区块链支付模式,提出包括系统架构、交易流程在内的基于区块链技术的分布式能源交易方案,对比传统电力交易系统和基于区块链的分布式能源交易系统的性能,思考如何改进目前区块链的不足之处并展望能源市场未来,实现传统电力交易市场向分布式能源交易的延伸性发展。最后,针对区块链技术在实体应用过程中的挑战分析目前电力市场与区块链技术结合所存在的冲突及问题,并提出相应的建议方案。     

能源区块链应用工程现状与展望

区块链技术作为一种革命性的去中心化技术,可增加能源互联网中多利益主体的相互信任,正成为当今能源领域的一个重要的新方向。文中梳理了国内外能源区块链应用工程的现状,并对国内外应用工程实践经验进行分析总结。国内外的应用工程实践表明,区块链技术可在能源领域发挥积极作用。最后,通过国内外应用工程在能源政策以及技术等方面的对比,并结合目前中国能源发展现状,提出了中国能源区块链技术的发展思路与建议。     

区块链在分布式能源交易的应用架构及安全性分析*

随着电力工业发展,电能逐渐还原商品属性。电力交易模式由集中式向分布式逐渐演化,引发市场主体互信不足、数据安全性不高、管理难度大等隐患。文章分析了区块链技术在电力交易市场中的应用模式。从定量分析了角度评估电力交易区块链信息安全性。结合区块链技术特征与电力交易通信机制,建立抗毁性与生存度指标,建模定量分析了“弱中心化”电力交易区块链通信网络安全性。算例分析结果表明,“弱中心化”分布式电力交易通信架构相比传统的中心化“星型”通信架构,在可靠度取值范围为0.90～0.99时,前者实际抗毁性比后者提高了2.67%～31.07%,前者实际生存度比后者提高了5.31～5.95倍。     

能源互联网中的区块链应用:优势、场景与案例

区块链技术将解决能源互联网中的信任问题,引导能源互联网的构建、发展与升级。从区块链的去中心化、信息完备公开透明、分布式记录存储、可编程脚本4大核心应用优势出发,分别讨论了区块链在能源交易、电子数据保全、物联网、负荷侧响应中的应用场景,并介绍了相应的应用案例,展现了区块链技术在能源行业广阔的应用前景。     

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。