基于区块链的电力数据交易方案设计

电力数据交易是数据发挥价值的重要途径,当前数据交易存在中心化交易信任、交易规则不明确、交易监管难度大等问题。提出基于区块链的电力交易方案,首先论述电力数据特性,并分析电力数据交易面临的问题,阐述区块链对电力数据交易场景的适用性;然后,论述区块链技术基本特征和分类;再次,详细设计智能合约,确保电力数据交易安全自动执行,并结合共识机制、交易账户等因素,提出区块链电力数据交易方法,提出区块链电力数据交易基本框架,并分析关键支撑技术,保证电力数据交易安全顺利进行。     

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。     

联盟链框架下主动配电网电力交易主体合作演化策略

传统电力交易模式中,集中化的交易数据以及中心化的监管机构会带来数据安全性较低、监管机构信任危机等问题,区块链技术的兴起和发展为解决上述问题提供新的思路和方法。首先通过分析主动配电网中各电力交易主体的行为特征,建立基于联盟区块链的电力市场交易体系。该体系将各电力交易主体预授权为半开放的本地节点,通过动态选取联盟节点,可实现交易数据分布式存储并无需设置额外的第三方监管机构。同时基于上述交易体系,提出联盟链框架下主动配电网电力交易的详细认证方法。进而在此基础上,建立基于合作演化博弈的主动配电网电力交易优化模型,并采用基于分解的多目标进化算法进行求解。模型求解结果可作为生成智能合约的依据,最终实现联盟链框架下主动配电网电力交易的决策优化。算例结果验证了所提合作演化策略的有效性和合理性。     

基于区块链的产消用户间电力零售模型量化初探

为促进电力市场发展,提高电力零售市场化水平,实现用户侧分布式新能源接入的友好消纳,基于区块链技术提出了一种去中心电力零售交易的量化模型.通过对社区电力用户间零售交易的架构、机制、模式以及效益评估进行建模,并建立了去中心化电力零售交易的均衡出清模型.最后,结合算例验证所提模型可行性和促进市场化发展的潜力,分别验证了基于区块链技术的去中心电力零售交易具有降低买方费用、提高卖方收益、减少备用、提高社会效益以及改善用户用电满意度的作用.为开放配电网电力市场的分布式电力零售交易提供了参考.     

基于区块链的多微网智能交易策略

随着配电网侧电力市场的开放,电力交易参与者呈现多元化,电力交易策略也不尽相同。针对多微网电力交易现有研究存在的没有完整的交易过程及多为集中式交易两方面问题,提出了基于区块链的多微网智能交易策略。首先,建立了基于区块链的多微网智能交易架构,为多微网交易提供去中心化的交易平台。然后,建立多微网电力交易策略,首轮交易时微网节点考虑交易成交风险因子进行报价,经过两阶段竞价撮合,根据考虑信誉度的出清策略进行市场出清,下一轮交易时可自适应调整风险因子,以获取更高的效益。最后,建立信誉度共识机制实现数据的一致性。仿真结果证明了交易策略和信誉度共识机制的有效性。     

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。     

智能合约技术下微电网群电能分布式交易模型

配电网中大量独立决策的微电网参与电力市场竞争,使传统集中化交易模式面临决策耗时长、信任成本高和隐私安全等问题。针对这种情况,文章提出智能合约技术下的微电网群电能分布式交易模型。首先,构建了一个适应于电能参与分布式交易的电能交易谈判市场智能合约模型,以保障参与用户的利益。其次,为实现配电网的安全运行,提出了适用于智能合约的网络安全约束方法。最后,针对该交易模型改进了区块链的链下扩容架构,以保障区块链计算能力,同时确保所有历史数据存储的安全性和可追溯性。该方法在IEEE 33节点网络上进行了测试,结果表明所提电能分布式交易模型不会违反网络约束,并且市场参与主体能从交易中获利。     

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。     

基于区块链的改进智能合约电力交易模型

当前电力市场的电力交易过程存在风险高、耗时长、效率低等问题,为了解决此类问题,文中提出基于区块链的改进智能合约电力交易模型。区块链本质上是一个去中心化的数据库,具有不可篡改、加密安全等优势。文中模型利用区块链的去中心化和高安全性等特点,与智能合约相结合,提高了电力交易过程的效率和安全性。文中首先分析当前电力交易模型存在的问题,进而开展风险评估并构建去中心化的电力交易场景;其次将可靠性系数与智能合约相结合,建立基于区块链的改进智能合约电力交易模型;最后仿真模拟电力交易,对模型的可行性进行验证。结果表明,文中所提改进智能合约电力交易模型相较现有交易模型效率更高,且能有效降低被攻击的风险,维护电力市场交易秩序,为电力市场交易模式提供了新思路。     

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。     

考虑静态电压稳定约束的低网损发电权交易优化

发电权交易的目的是减小碳排放量和追求经济效益最大化。在发电权交易的过程中,发电机组的有功出力变化会影响系统潮流的变化,从而产生负荷裕度变小、碳排放量变大、网损变大等一系列问题。为解决以上问题,提出一种在满足碳排放量和静态电压稳定约束下,以网损最优为目标的发电权交易优化模型。采用约束松弛变量策略的中心校正内点法对该模型进行求解,并将网损和有功出力转换成煤耗直观体现节能减排目的。以IEEE30、EEE39、IEEE57、IEEE118系统进行算例验证,算例结果表明该模型具有一定的实用性和有效性。     

基于SM2的配电网Modbus报文安全性研究

配电网信息系统采用国产安全算法,能避免国外算法可能存在的后门陷阱。提出一种应用于配电网Modbus报文的国密SM2安全方法。研究配电网信息系统的特点,分析非对称加密算法的特点以及国密算法SM2在配电网Modbus报文的适用性。采用SM2进行配电网信息系统的密钥在线管理,进而重点研究采用国密SM2算法对配电网Modbus报文进行数字签名,保证配电网信息的真实性和不可抵赖性。搭建实验平台测试基于SM2的密钥管理和配电网MODBUS报文交换情况。测试结果表明基于SM2的配电网信息系统能同时满足安全性和实时性要求。     

考虑分布式能源的配电网断线定位方法

分布式能源接入配电网后,传统的配电网断线定位方法面临着新的挑战。通过建立含分布式能源的配电网模型,分析发现含分布式能源的配电网,断线支路的不同节点会同时出现正功率和负功率(或零功率)特征,而非断线支路则为单一的功率方向,进而提出基于功率方向的配电网断线定位方法。介绍了配电网断线定位的功率方向原理,并基于MAS技术设计了具体的流程。实例分析结果证明了该方法的有效性。     

双链式区块链架构设计及其点对点交易优化决策实现

在开放的售电侧市场中,具有电能生产和消费双重特性的产消者开展灵活对等的点对点交易.针对单链式区块链无法同时满足产消者交易的网络安全校核与去中心化问题,提出一种交易链和电能链耦合运行的双链式区块链及其点对点交易决策模型.其中交易链(公有链)实现产消者自主博弈的点对点交易,以市场方式最大化各产消者之间的经济利益;电能链(联盟链)以网络潮流为约束,实现市场交易方案的安全校核和调整.基于以太坊区块链开发平台,搭建IEEE 14节点配电系统点对点交易仿真场景.仿真结果表明,所设计的双链式区块链比单链式具有更高的交易处理效率和性能,能实现产消者点对点自主交易,保证了交易方案的安全自动执行.     

支持现货市场的分布式电力交易机制设计与实现

伴随电力体制改革的不断深入和分布式能源的大量接入,电力现货交易的商业模式正在被不断探索,亟需提出新的交易机制来适应新的商业模式。首先,基于去中心化的思想设计了一种适用于日内现货市场的分布式电力交易机制,激励产消者根据自身实际发电能力或用电情况发起实时的点对点交易需求,就近与周边产消者用户直接进行交易。然后,应用区块链技术以智能合约的形式规定交易规则,明确产消者的权利与义务。最后,结合智能电表与智能终端搭建具有两层互操作层的分布式电力交易平台,多信息融合通信,支撑交易自动出清与结算。提出的分布式电力交易机制可实现产消者点对点多边竞价交易,鼓励产消者合理申报交易需求,实现能源的高效分配、合理利用。     

基于区块链技术的智能配售电交易平台架构设计

为提高用户侧分布式能源市场运行效率,降低交易安全风险,提出了基于区块链技术的智能配售电交易平台架构。首先设计了一种基于双向拍卖机制的配电网全电量竞争的市场交易机制,提高了点对点的撮合效率并兼顾对产消者市场行为的约束。然后采用基于以太坊平台的区块链技术,建立了面向实时交易请求与数据采集的层级化智能配售电交易平台体系架构,实现了能量流与信息流高度耦合下的数据安全交互。最后,算例与应用分析表明智能配售电交易平台具有高效性、可追溯性及实时性。     

基于区块链的多主体梯级水电市场交易模型

在电力市场环境下流域梯级电站各投资主体的利益博弈和信息交互,给传统的梯级水电调度带来巨大挑战。基于此,本文提出了一种基于区块链的多主体梯级水电群日前市场交易模型。首先,建立了基于区块链技术的梯级水电市场交易模式,并对传统区块链加密算法进行改进;其次,针对水电站地理分布与经济隶属不一致的问题,建立了多主体梯级水电日前市场交易模型,实现了流域梯级水电地理耦合与经济协调的一致性。然后,引入目标级联分析法,分别以发电商收益最大化和整个流域购电成本最小化为目标进行交替求解,实现了多主体梯级水电站群在个体和整体的统一协调优化。并将其应用于长江干流梯级水电系统进行算例测试,结果表明,所提方法不仅为梯级水电市场交易数据安全性提供了保障,还能够在考虑电站之间协作的同时确保流域梯级联合调度效益最大化。     

促进新能源消纳的自备电厂参与替代交易风险管理研究

由于市场价格等因素的不确定性,自备电厂企业在参与替代交易中需要综合考虑利润和风险的均衡问题。考虑电价风险、电量风险、燃煤成本等主要风险,利用金融管理当中的效用函数和CVaR方法,建立自备电厂企业的风险评估决策模型。通过二次规划求解参与替代交易的电量在不同市场环境的最优分配系数和CVaR值。分析了决策者的不同风险厌恶度、违约行为、燃煤成本变化对交易的电量分配系数、期望利润、CVaR值的影响。研究表明,该模型能够准确反映自备电厂企业不同交易策略所带来的收益和自备电厂企业参与替代交易面临的风险大小,使交易收益最大化、风险最小化。     

基于自适应重合闸的配电网快速故障定位与隔离方法

馈线自动化对提高配电网供电可靠性具有重要意义。为了克服电压-时间型馈线自动化模式存在的故障处理时间长、故障点上游开关经两次短路电流冲击、上游区段需要经历两次短时停电等缺点,提出了一种基于自适应重合闸的配电网故障快速定位与隔离方法。介绍了实现该策略的三项关键技术,包括基于永磁操作机构的配电网分相开关、基于暂态电流特征的选相元件、基于工频电压特征的故障性质判别方法。该策略避免了重合于永久性故障时短路电流对上游开关的二次冲击以及上游区段的二次停电,同时可有效缩短故障处理时间。     

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。