微电网中基于区块链的电能交易方法

随着微电网内部分布式电源技术日益成熟、渗透率不断增加,大量电能产消者的加入给微电网的电能交易带来了新的机遇和挑战。在新形式下,传统的集中式电能交易方法存在交易效率低、维护成本大、隐私性低、信息安全系数低、信息透明度低等问题。为此,提出了基于区块链技术的微电网电能交易方法。首先,利用基于区块链系统的微电网电能所有权和代币交换方法,保障交易双方信息隐私及交易数据的安全。在区块链信息系统中,产消者与消费者进行电能所有权、代币的交易,使用智能合约保障交易双方的权益。然后,提出了基于信用的共识机制,将信用值作为微电网节点的基础属性,以信用值影响节点获得挖矿奖励的概率,约束微电网内节点的行为。最后,提出基于拍卖机制的微电网电能匹配方法和消费者出价策略。微电网中产消者出售多余电量,消费者根据自身需求发起对产消者电量的竞拍。使用拍卖机制和估价策略激励消费者理性竞价,提升微电网的内部消费,维持微电网内部的供需平衡。算例结果表明,所提微电网电能交易方法可进行多边竞价交易,有效提高微电网内部的自我消费,确保微电网的经济效益,保障交易的安全运行。     

基于权威证明的微电网分层交易策略

随着电力体制改革的不断深入,分布式发电市场化交易进入了全新的时代。针对传统中心化交易模式存在的诸多问题,区块链因其去中心化、公开透明、不可篡改等特点被广泛地运用到电力市场交易中。鉴于此,提出了一种基于权威证明的微电网分层交易策略,选择权威证明算法构建区块链网络,以用户需求为依据对用户进行分层,结合信用机制对权威证明算法验证人选举制定了参考依据,设计了"价格为主,信用为辅"的双向拍卖机制,运用智能合约编写了交易策略并部署在区块链网络中。实验模拟了13个节点的交易网络,并对比了不同共识算法区块链网络的差异。实验结果证明了所提交易策略的可行性与高效性。     

基于DPoA共识机制的分布式电力交易信用激励

分布式能源发电容量较小,不适合参与传统的电力交易,且其出力的不确定性易造成交易违约。通过区块链技术中的联盟链构建了适合分布式源、荷进行点对点交易的社区型电力交易平台,提出一种委托权威证明(DPoA)共识机制对区块链节点进行信用评价与激励。构造了履约信用函数和验证奖励函数对链上节点的交易履约与交易验证情况进行量化评价,并依据节点信用评价结果建立了信用奖惩激励机制。通过分析10个分布式源、荷节点参与的电力交易过程表明:基于区块链技术构建的社区型电力交易平台,可发挥电力市场促进分布式清洁能源消纳的作用;基于DPoA的信用激励机制可激励分布式电力交易节点提高履约度,维护自身信用。     

基于区块链和连续双向拍卖机制的微电网直接交易模式及策略

为实现微电网内部分布式电源(distributed generation,DG)与用户电量直接交易,该文提出基于区块链和连续双向拍卖机制的微电网电力交易模式及报价策略。买卖双方首先通过连续双向拍卖机制完成交易匹配,考虑到连续拍卖市场中价格波动频繁,提出自适应进取性交易策略,使得交易方能够根据市场变化及时调整报价;然后DG和用户通过区块链系统实现交易电能数字证明和费用的交换,并且通过多重签名机制保证DG违约时用户的利益;在电能资产数字证明中,通过对交易脚本中的序列号添加特定标记来代替交易电量,并且根据交易电量不同动态调整数字证明大小。最后,该文通过具体微电网案例验证交易机制的可行性,并给出微电网交易结算流程。     

基于区块链激励机制的光伏交易机制设计

在中国的光伏交易市场中,存在着补贴拖欠、用户数量激增、结算困难等问题。区块链技术凭借自身安全、去中心化、难篡改等特点已成为新型分布式记账清算应用模式。国内外学者也纷纷针对区块链技术在能源领域的应用提出了架构设想。文中提出了一种基于区块链激励的光伏交易机制,可以鼓励各用户间自由、灵活、进行单次交易结算。设计了动态交易系统的智能合约、加密机制、共识机制以及交易流程。设计了基于信誉值的交易机制,可以有效遏制各节点的自私行为,鼓励节点在点对点(P2P)网络中积极有效地传输。最后,针对一个21节点的网络拓扑进行仿真。结果表明,在采用信誉值的交易机制下,用户可以获得更加满意的交易。     

区块链技术在微电网中的应用初探

由于微电网的交易模式还在探索之中,本文尝试用区块链技术来解决此问题,并对此展开研究。文章首先从特点、分类和基本框架这几个方面来对区块链展开简要的介绍,然后分析了微电网交易的特点,得到了两者都存在去中心化、智能化、安全可靠等共性,这样才有了区块链应用于微电网交易的基础。并在此基础上建立了微电网电能交易的基本框架,能量流方面通过区块链与物联网技术的相互配合来实现,信息流方面引入区块链后,信息流更加智能可靠。然后,对其中的技术实现进行了分析探讨,明确了微电网交易中的记账权,同时又提出了两种激励新能源参与消纳的机制。最后,说明了区块链技术在电能交易上所面对的难题,主要是能量流受到现实的制约和资源问题。     

基于区块链的微电网电力市场电价与电量动态博弈

建立合理、有效的微电网电力市场交易机制来激励分布式清洁能源并网,是实现微电网运营多方共赢、经济环保的重要途径.针对微电网交易环境中的现有问题,提出了基于区块链技术的电力交易模式以改进微电网电力市场.介绍了微电网电力交易模式及其数学模型,以量化区块链技术对交易主体决策的影响.由于系统内部主体存在产权独立性,且市场中电价、电量竞标存在先后行动次序,应用Stackelberg博弈理论求解市场各主体在追求目标最优时电价和电量的交互策略.仿真结果表明:微电网基于区块链技术整合利用了分布式资源和设备,促进能源结构清洁化转型;供需双方都作为独立节点参与电力市场,区块链交易平台信息的公开透明提高了参与主体用电决策的精准性和经济效益.     

基于区块链的微电网群电力交易方法

针对当前微电网(microgrid,MG)群交易模型存在的安全性低、交易效率不高和经济效益不平衡的问题,构建基于区块链的MG群电力交易模型.在数据层采用国家自主研发的非对称加密算法SM2和哈希算法SM3,对交易的参与者进行身份认证,并通过净负荷值确定买卖双方角色;在共识层采用基于信用值的权益授权证明(delegated proof of stake,DPOS)共识机制,以防止交易参与者作弊恶意攻击;在激励层设计基于信用值激励的价格调整和合同匹配机制,鼓励各参与者积极参加交易,提高交易效率;在合约层采用基于粒子群的多目标优化融入智能合约,执行MG群最优购电方案的选取,最大化买卖双方利益.基于Python仿真环境对所提方法进行实验论证,结果表明,所提方法的激励机制和共识机制有效,共识最长耗时仅为1.11 ms.所提方法虽然增加了部分交易延时,但获得了更高的安全性和经济效益.     

区块链技术下的综合能源服务

谋求新的发展模式是促进电网公司由电能供应商向综合能源服务商转变的直接动力,因此亟需研究市场环境下"源–网–售–荷"全环节的增值业务类型、差异化需求、协商机制、交易模式和运行管控体系等。该文基于区块链与综合能源服务的融合应用分析,围绕综合能源和综合服务两大任务,构建了基于区块链技术的综合能源服务网络架构;设计了基于多链的综合能源服务链上交易模型;基于节点间的不同交易模式和信息交互过程的分析,提出了基于权益证明(proofofstake, PoS)共识的权益分享证明(proofof sharing-stake,PoSS)服务共识机制;并采用组合共识的方式实现不同主体间服务共识的达成;最后通过多链平台的搭建进行了单个主–从多链的可行性验证,为证明区块链在综合能源服务场景中的适用性以及区块链技术在综合能源服务中的应用提供了参考。     

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.     

基于区块链动态合作博弈的多微网共治交易模式

随着前沿信息技术在智慧能源系统中的广泛应用,能源互联网下的多能源交易市场面临着诸多新的挑战。基于区块链技术构建微网群中聚合商与多个微网2类交易主体间的共治交易环境,设计区块链聚合商–微网群联盟交易架构及区块数据结构,针对包含冷热电联供系统的微网及聚合商2类区块链节点,以多能互补为基本原则建立考虑碳配额机制及环境标识因数的节点模型;基于聚合商及微网节点间的能源交易新模式,设计动态合作博弈的环境标识因数激励机制及多目标进化算法支撑的智能合约,并提出共治系数用以评估所提微网群运营策略的有效性;最后,经算例仿真验证表明,区块链共治交易模式在保证各交易节点效用的基础上,可为多能源协调优化互补提供有力支撑,促进可再生能源发电就地消纳,有助于微网群的低碳可持续发展。     

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。     

区块链支持下的微网电力市场设计及调度优化

为了发挥微网电力市场的活力,实现清洁能源的优化配置,在区块链支持下,针对微网电力市场的调度优化进行了研究。基于微网市场和区块链相似的网络拓扑结构,构建了基于区块链的微网市场总体框架。通过区块链管理平台获取数据信息,结合模型预测控制(MPC)方法,对微网市场调度运行进行优化。以IEEE 33节点系统为算例进行分析,结果验证了区块链支持下的微网交易模型的有效性,表明通过区块链管理平台结合MPC进行优化调度,增强了微网市场的鲁棒性,提高了电力交易过程中负荷功率预测的准确性以及能源利用率。     

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。     

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。